RU2005800C1 - Method for forming zinc-containing materials in rotary kiln - Google Patents
Method for forming zinc-containing materials in rotary kiln Download PDFInfo
- Publication number
- RU2005800C1 RU2005800C1 SU4762680A RU2005800C1 RU 2005800 C1 RU2005800 C1 RU 2005800C1 SU 4762680 A SU4762680 A SU 4762680A RU 2005800 C1 RU2005800 C1 RU 2005800C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zinc
- cakes
- sludge
- charge
- kiln
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам извлечения цветных металлов из цинковых кеков вельцеванием, и может быть использовано в других областях, связанных с отгонкой цинка: химической, металлургической и др. отраслях промышленности. The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to methods for the extraction of non-ferrous metals from zinc cakes by Weltzing, and can be used in other areas related to the distillation of zinc: chemical, metallurgical and other industries.
Известен способ переработки цинковых кеков, включающий их сушку, смешивание с углеродсодержащим восстановителем, нагрев полученной смеси, отгонку цветных металлов и улавливание возгонов с получением окислов, причем при переработке карбонатных цинковых кеков, восстановитель вводят в смесь с водной пастой карбоната цинка, содержащей соду и гидросульфит натрия, причем, пасту задают в количестве 20-30% от массы восстановителя. A known method of processing zinc cakes, including drying, mixing with a carbon-containing reducing agent, heating the mixture, distillation of non-ferrous metals and capturing sublimates to produce oxides, and when processing carbonate zinc cakes, the reducing agent is introduced into a mixture with an aqueous zinc carbonate paste containing soda and hydrosulfite sodium, moreover, the paste is set in an amount of 20-30% by weight of the reducing agent.
Недостатком известного способа является большой пылевынос (до 5% ) при переработке мелкодисперсных цинксодержащих материалов и относительно низкое извлечение цветных металлов (80-90% ), что снижает технико-экономические показатели вельц-процесса и функционирования оборудования. The disadvantage of this method is the large dust removal (up to 5%) in the processing of finely dispersed zinc-containing materials and the relatively low extraction of non-ferrous metals (80-90%), which reduces the technical and economic indicators of the Waelz process and the functioning of the equipment.
Цель изобретения - охрана окружающей среды за счет высокотемпературной переработки шламов гальванического производства при одновременном извлечении дополнительного количества цветных металлов без увеличения пылевыноса в атмосферу. The purpose of the invention is the protection of the environment due to the high-temperature processing of sludge from galvanic production while simultaneously extracting an additional amount of non-ferrous metals without increasing dust removal into the atmosphere.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу вельцевания цинковых кеков, включающему их сушку, смешивание с углеродсодержащим восстановителем, подачу полученной смеси в вельц-печь и ее нагрев, отгонку цветных металлов и улавливание возгонов с получением окислов, цинксодержащие шламы гальванического производства подают в вельц-печь импульсами, длительность которых определяют по формуле
Тш = (0,2-0,4) Твр, и в соотношении к остальным цинковым кекам, определяемым формулой:
Мш = (0,1-0,3) Мк, где Твр - период вращения вельц-печи;
Мш - масса вводимых шламов гальванического производства, подаваемая в печь за ед. времени;
Мк - масса цинковых кеков.This goal is achieved by the fact that according to the method of Wielding zinc cakes, including drying, mixing with a carbon-containing reducing agent, feeding the resulting mixture into a Waelz kiln and heating it, stripping non-ferrous metals and trapping sublimates to produce oxides, zinc-containing slurries from galvanic production are fed to Waelz furnace pulses, the duration of which is determined by the formula
T W = (0.2-0.4) T BP , and in relation to the rest of the zinc cakes defined by the formula:
M w = (0.1-0.3) M k, where T bp - during rotation Waelz kiln;
M W - the mass of introduced sludge galvanic production supplied to the furnace per unit time;
M to - the mass of zinc cakes.
Сущность способа заключается в следующем. The essence of the method is as follows.
Цинковые кеки, содержащие, мас. % : цинк 15-20; кадмий 0,2-0,5; свинец 1-2; индий 0,01-0,07; окись кремния 7-10; железо 10-20; вода 15-50, подвергают гранулированию и сушке при 200-400оС с получением гранул диаметром 2-20 мм и содержанием влаги 12-16% . Полученные гранулы смешивают с углеродсодержащим восстановителем - коксом и подают полученную смесь в вельц-печь. Одновременно с обработкой цинковых кеков и подготовкой их к подаче в вельц-печь, цинкосодержащие шламы гальванического производства (имеющие следующий состав в перерасчете на сухое вещество, мас. % : оксид никеля 9,6-21,2; оксид цинка 12,8-24,3; оксид меди 6,7-19,1; оксид хрома 20-45; оксид железа 15-26; оксид кальция, натрия - остальное) смешивают с углеродсодержащим восстановителем - коксом с дисперсностью 0,01-10 мм, взятым в количестве 20-60% от количества шламов. Затем эту смесь гранулируют в чашевом грануляторе в течение 15-20 мин и подают в вельц-печь.Zinc cakes containing, by weight. %: zinc 15-20; cadmium 0.2-0.5; lead 1-2; indium 0.01-0.07; silicon oxide 7-10; iron 10-20; water 15-50, subjected to granulation and drying at 200-400 about With obtaining granules with a diameter of 2-20 mm and a moisture content of 12-16%. The obtained granules are mixed with a carbon-containing reducing agent, coke, and the resulting mixture is fed into a Waelz kiln. Simultaneously with the processing of zinc cakes and their preparation for feeding into the Waelz kiln, zinc-containing slurries of galvanic production (having the following composition in terms of dry matter, wt.%: Nickel oxide 9.6-21.2; zinc oxide 12.8-24 , 3; copper oxide 6.7-19.1; chromium oxide 20-45; iron oxide 15-26; calcium oxide, sodium - the rest) is mixed with a carbon-containing reducing agent - coke with a dispersion of 0.01-10 mm, taken in an amount 20-60% of the amount of sludge. Then this mixture is granulated in a bowl granulator for 15-20 minutes and served in a Waelz kiln.
Подачу кеков и шламов в вельц-печь осуществляют поочередно. При этом длительность Тш импульса загрузки шламов в вельц-печь составляет (0,2-0,4)Твр, где Твр - период вращения вельц-печи. Здесь, как и во всех областях техники, период вращения Твр обозначает время полного оборота вельц-печи вокруг своей оси. Численное значение Твр в процессе эксплуатации печи может устанавливаться технологом цеха в пределах Твр = (0,5-2) об/мин. Как известно, конкретное численное значение Твр задается технологом цеха один раз в месяц или год в зависимости от состояния футеровки печи, влажности сырья - шихты. При такой длительности загрузки шламов в вельц-печь, происходит наиболее эффективное перемешивание уже в самой вельц-печи кеков и шламов, поскольку, например при Тш = 0,1 Твр или Тш = 0,5 Твр вельц-печь либо еще недостаточно повернулась вокруг своей оси, либо сделала уже полоборота. В соответствии же с предложенным шламы будут поданы в вельц-печь после высокого слоя кеков. При дальнейшем вращении вельц-печи последующая загрузка кеков приведет к возрастанию расплавленного слоя в зоне загрузки, что приведет к образованию волны, направленной в сторону зоны выгрузки клинкера. Поскольку образующаяся волна перемещается в сторону отрицательного наклона оси вельц-печи, то предшествующая доза загрузки шламов перекрывается волной расплавленного материала в печи. Безусловно описанный вынужденный процесс образования бегущей волны, обеспечивающий импульсное обволакивание частиц шлама или гранул жидким расплавом, приводит к снижению выноса мелкодисперсных частиц шлама (от 0,1 микрона до 1 мм) из печи отходящими газами. В случае непрерывной подачи шламов и кеков или в виде их смеси, вынос частиц шламов возрастает на 10-40% (в зависимости от длительности и массы шламов в одном импульсе). Здесь термины "высокий слой" и "низкий слой" определяют высоту слоя материала в печи соответственно после загрузки кеков и шламов. При этом соотношение масс шламов, подаваемых за один импульс рассчитывают по формуле
Мш = (0,1-0,3) Мк, где Мк - масса цинковых кеков.The supply of cake and sludge to the Waelz kiln is carried out alternately. In this case, the duration T W of the impulse loading of the sludge into the Waelz kiln is (0.2-0.4) T BP , where T BP is the rotation period of the Waelz kiln. Here, as in all areas of technology, the rotation period T BP indicates the time of a complete revolution of the Waelz kiln around its axis. The numerical value of T BP during the operation of the furnace can be set by the workshop technologist within T BP = (0.5-2) rpm. As you know, the specific numerical value of T BP is set by the workshop technologist once a month or a year depending on the condition of the furnace lining and the moisture content of the raw material — the charge. With such sludge load duration in a Waelz kiln, the most efficient mixing takes place already in the Waelz furnace sludges and cakes, as for example when T = 0.1 T m or T m sp = 0.5T Bp Waelz kiln else insufficiently turned around its axis, or already made a half-turn. In accordance with the proposed sludge will be fed into the Waelz kiln after a high layer of cake. With further rotation of the Waelz kiln, subsequent loading of the cakes will lead to an increase in the molten layer in the loading zone, which will lead to the formation of a wave directed towards the discharge zone of the clinker. Since the generated wave moves towards the negative inclination of the axis of the Waelz kiln, the previous dose of sludge loading is blocked by the wave of molten material in the furnace. The unconditionally described forced process of the formation of a traveling wave, which provides pulsed enveloping of sludge particles or granules with a liquid melt, reduces the removal of fine particles of sludge (from 0.1 microns to 1 mm) from the furnace with exhaust gases. In the case of continuous supply of sludge and cake or in the form of a mixture thereof, the removal of particles of sludge increases by 10-40% (depending on the duration and mass of the sludge in one pulse). Here, the terms "high layer" and "low layer" define the height of the layer of material in the furnace, respectively, after loading the cake and sludge. The mass ratio of the sludge supplied per pulse is calculated by the formula
M w = (0.1-0.3) M k, where M k - weight of zinc residues.
Из описанного видно, что для обезвреживания цинксодержащих шламов гальванического производства и их оптимального "включения" в существующий процесс вельцевания цинкосодержащих материалов помимо поочередной подачи цинксодержащих материалов в вельц-печь с определенными длительностями, необходимо соблюсти и указанное массовое соотношение подаваемых материалов. It can be seen from the described that for the neutralization of zinc-containing slurries from galvanic production and their optimal "inclusion" in the existing process of Waelz zinc-containing materials, in addition to the alternate supply of zinc-containing materials to the Waelz kiln with certain durations, it is necessary to observe the indicated mass ratio of the supplied materials.
При этом соотношение Мш < 0,1 Мк приведет к экономически невыгодному "включению" шламов в вельц-процесс, поскольку при малых объемах вовлечения шламов в вельц-процесс экономически неоправданы затраты на обработку, подготовку, транспортировку и выполнение других операций, связанных с переработкой шламов. При соотношении Мш > 0,3 Мк, заметно увеличивается пылевынос частиц шлама, недопустимо растут затраты по основному процессу вельцевания, в частности, расход кокса, из-за уменьшения степени извлечения цветных металлов, т. е. снижаются технико-экономические показатели процесса вельцевания основного вторичного сырья - цинковых кеков.Moreover, the ratio M w <0.1 M k will lead to economically disadvantageous “inclusion” of sludge in the Waelz process, since for small volumes of sludge involvement in the Waelz process, the costs of processing, preparing, transporting and performing other operations related to it are not justified sludge processing. When the ratio M w> 0.3 M to markedly increase dust removal sludge particles, unacceptably increasing costs of the Waelz main process, in particular, coke consumption, due to a decrease of the recovery of non-ferrous metals, t. E. Reduced the technical and economic parameters of the process Weltzing of the main secondary raw material - zinc cakes.
Загруженные в вельц-печь цинкосодержащие материалы нагревают. Образующиеся при этом газы и пыль отгоняют из вельц-печи. Эти возгоны улавливают и полученные окислы цветных металлов отправляют на дальнейшую переработку, а остальная часть металлов в виде труднорастворимых соединений выгружается из печи в виде клинкера. Таким образом, приведенные отличительные признаки способа позволяют обезвредить для окружающей среды цинксодержащие шламы гальванического производства, извлечь из них тяжелые металлы, повышают эффективность работы печи за счет получения дополнительного количества металлов, а также отказа от использования дорогостоящего специального оборудования для обезвреживания шламов. При этом снижается также пылевынос на 10-40% по сравнению с тем, если бы шламы подвергали вельц-процессу по известному способу переработки вторичных цинксодержащих материалов. The zinc-containing materials loaded into the Waelz kiln are heated. The resulting gases and dust are driven away from the Waelz kiln. These sublimates are captured and the resulting non-ferrous metal oxides are sent for further processing, and the rest of the metals in the form of sparingly soluble compounds are discharged from the furnace in the form of clinker. Thus, the distinguishing features of the method make it possible to neutralize zinc-containing slurries of galvanic production for the environment, remove heavy metals from them, increase the efficiency of the furnace by obtaining additional amounts of metals, as well as avoiding the use of expensive special equipment for the treatment of sludge. At the same time, dust removal is also reduced by 10-40% compared with the fact that if the sludge was subjected to the Waelz process according to the known method of processing secondary zinc-containing materials.
П р и м е р. Цинковые кеки весом 500 кг, влажностью 35% , содержащие в сухой массе, мас. % : цинк 20; свинец 1,5; кадмий 0,2; индий 0,02; железо 18; окись кремния 7; окись кальция 2,5; сера 7,5; окись алюминия 1,5; примеси - остальное, окомковывают в чашевом грануляторе в течение 30 мин, сушат в сушильном шкафу при 150оС до содержания влаги 13% .PRI me R. Zinc cakes weighing 500 kg, humidity 35%, containing in dry weight, wt. %: zinc 20; lead 1.5; cadmium 0.2; indium 0.02; iron 18; silicon oxide 7; calcium oxide 2.5; sulfur 7.5; aluminum oxide 1.5; admixture - the rest, chashevom kneaded in a granulator for 30 minutes, dried in an oven at 150 ° C until a moisture content of 13%.
Одновременно готовят шламы гальванического производства. Для этого шламы, содержащие в сухой массе, мас. % : оксид никеля 10; оксид цинка 14; оксид меди 11; оксид хрома 40; оксид железа 22; оксиды кальция, натрия остальное. Эти шламы смешивают с коксом с крупностью 0,01-10 мм, взятым в количестве 35% от количества шламов в 100 кг. Затем эту смесь гранулируют в чашевом грануляторе в течение 20 мин. At the same time, slurries of galvanic production are being prepared. For this, sludge containing in dry mass, wt. %: nickel oxide 10; zinc oxide 14; copper oxide 11; chromium oxide 40; iron oxide 22; oxides of calcium, sodium the rest. These sludges are mixed with coke with a particle size of 0.01-10 mm, taken in an amount of 35% of the amount of sludge per 100 kg. This mixture is then granulated in a bowl granulator for 20 minutes.
Подачу подготовленных, обработанных описанным выше образом кеков и шламов осуществляют импульсами в вельц-печь, соблюдая при этом следующие условия и соотношения: Тш = 0,3 Твр и Мш = 0,25 Мк. Полученную в вельц-печи смесь кеков и шламов нагревают до 1300оС и образующиеся при этом газы и пыль отгоняют из вельц-печи в течение 8 ч. Отходящие газы через патрубок в крышке отсасывают при разрежении 5 мм вод. ст. , окисляют пары металлов воздухом, газы фильтруют при 120оС и улавливают возгоны и отправляют на дальнейшую переработку. Небольшую часть твердых остатков взвешивают, анализируют на остаточное содержание цветных металлов и определяют извлечение цинка и других сопутствующих металлов. Извлечение в окислы составило: цинка 95,2% ; свинца 96,4% ; кадмия 93,6% ; индия 78% . Расход кокса составил 2,83 кг на кг цинка. Аналогично для всего диапазона изменений параметров процесса вальцевания цинковых кеков по предлагаемому способу рассмотрены для тех же составов исходных материалов.The feed prepared, processed as described above and sludge cakes carried by pulses in a Waelz kiln, while respecting the following conditions and the ratio of: T w = T rot 0.3 M and 0.25 M w = k. Resulting in a Waelz kiln and sludge cakes mixture was heated to 1300 C and the gases produced and dust was removed from the Waelz furnace for 8 hours. The off-gases through the nozzle in the lid aspirated at 5 mm of water vacuum. Art. Oxidized metal vapors with air, the gases are filtered at 120 ° C and sublimates trapped and sent to further processing. A small part of the solid residues is weighed, analyzed for the residual content of non-ferrous metals and determine the extraction of zinc and other related metals. Extraction to oxides was: zinc 95.2%; lead 96.4%; cadmium 93.6%; india 78%. Coke consumption was 2.83 kg per kg of zinc. Similarly, for the entire range of changes in the parameters of the rolling process of zinc cakes by the proposed method are considered for the same compositions of the starting materials.
Результаты испытаний для 5-ти примеров реализации способа приведены в таблице. The test results for 5 examples of the method are shown in the table.
Положительный эффект от использования изобретения обусловлен тем, что обеспечивается полное обезвреживание шламов (часть цветных металлов возгоняется, а часть - переходит в труднорастворимый клинкер), снижается пылевынос, потери цинка снижаются с 10,5% до 9,3% , расход кокса повышается с 2,75 дт лишь до 2,83 т на тонну цинка. Кроме того, при этом уменьшаются затраты на природоохранительные мероприятия и специальное оборудование для обезвреживания цинксодержащих шламов, загрязняющих окружающую среду. (56) Авторское свидетельство СССР N 1073314, кл. C 22 B 19/38, 1982. The positive effect of the use of the invention is due to the fact that complete neutralization of sludge is ensured (some non-ferrous metals are sublimated, and some are converted to sparingly soluble clinker), dust removal is reduced, zinc losses are reduced from 10.5% to 9.3%, and coke consumption increases from 2 75 dt only up to 2.83 tons per ton of zinc. In addition, this reduces the cost of environmental measures and special equipment for the disposal of zinc-containing sludge polluting the environment. (56) Copyright certificate of the USSR N 1073314, cl. C 22 B 19/38, 1982.
Чижиков Д. М. Металлургия тяжелых цветных металлов. М-Л. , 1948, с. 958-962. Chizhikov D.M. Metallurgy of heavy non-ferrous metals. ML , 1948, p. 958-962.
Claims (1)
Тш = (0,2 - 0,4) Твр,
а количество шихты, содержащей шламы, определяют из соотношения
Мш = (0,1 - 0,3)Мк,
где Твр - период вращения вельц-печи, мин;
Мш - масса шихты с вводимыми шламами, кг;
Мк - масса шихты с вводимыми кеками, кг. METHOD FOR WELCEPTING ZINC-CONTAINING MATERIALS, mainly zinc cakes and sludges from galvanic plants, including drying, mixing with a carbon-containing reducing agent, feeding a mixture containing cakes or sludges to the Waelz kiln, and heating it, distillation of non-ferrous metals, and recovery that, in order to protect the environment and increase the extraction of non-ferrous metals, the supply of a mixture containing cake and a mixture containing sludge is carried out alternately, while loading the mixture containing sludge, wasp estvlyayut over time
T W = (0.2 - 0.4) T BP ,
and the amount of charge containing sludge is determined from the ratio
M W = (0.1 - 0.3) M K ,
where T BP - the period of rotation of the Waelz kiln, min;
M W - the mass of the charge with the introduced sludge, kg;
M to - the mass of the charge with the introduced cakes, kg
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4762680 RU2005800C1 (en) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | Method for forming zinc-containing materials in rotary kiln |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU4762680 RU2005800C1 (en) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | Method for forming zinc-containing materials in rotary kiln |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2005800C1 true RU2005800C1 (en) | 1994-01-15 |
Family
ID=21481358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU4762680 RU2005800C1 (en) | 1989-11-30 | 1989-11-30 | Method for forming zinc-containing materials in rotary kiln |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2005800C1 (en) |
-
1989
- 1989-11-30 RU SU4762680 patent/RU2005800C1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101735425B1 (en) | System and method for aluminium black dross recycling | |
| DE3047194A1 (en) | "METHOD FOR RECOVERING METALS OF THE PLATING GROUP" | |
| KR101711363B1 (en) | Apparatus and method for recycling black dross of aluminium scrap | |
| CN1118606A (en) | Process and apparatus for producing an environmentally acceptable abrasive product from hazardous weastes | |
| US4764216A (en) | Method of converting particles liberated in chemical or physical processes into a harmless form by mixing with a molten silicate-containing material | |
| JPS6319231B2 (en) | ||
| KR101735493B1 (en) | System and method for aluminium black dross recycling | |
| CN214270947U (en) | System for harmless, resourceful processing of aluminium industry waste cathode carbon piece | |
| RU2404271C1 (en) | Processing method of unconditioned iron- and zinc-containing metallurgical wastes | |
| JP2015015975A (en) | Method for making fly ash harmless | |
| RU2005800C1 (en) | Method for forming zinc-containing materials in rotary kiln | |
| DE69702349T2 (en) | "WAELZ" METHOD FOR PROCESSING ZINC CONTAINING RAW MATERIALS ON PELLETED FORM | |
| JP2008143728A (en) | Method and device for recovering lead from cement production process | |
| CS120291A3 (en) | Process for wasteless regeneration of denox catalysts | |
| KR20050042498A (en) | Method for reduction treatment of metal oxide or ironmaking waste, and method for concentration and/or recovery of zinc and/or lead | |
| CN109530387B (en) | Harmless treatment process for electrolytic aluminum dross | |
| AU2009207898B8 (en) | Process for recycling spent pot linings (SPL) from primary aluminium production | |
| BG64200B1 (en) | Method and device for the recycling of raw materials from wastes and residual substances | |
| KR102075589B1 (en) | System for aluminium black dross recycling | |
| KR102075588B1 (en) | Hydrolysis unit for aluminium black dross recycling and system for aluminium black dross recycling having the same | |
| JP4348046B2 (en) | Treatment method of kiln exhaust gas dust | |
| JP3374728B2 (en) | How to treat incinerated dust | |
| RU2806659C1 (en) | Method of heat treatment of sodium-potassium alumina-containing charge | |
| RU2269580C2 (en) | Method of reprocessing of zinc-containing waste products of metallurgical production | |
| RU2279492C1 (en) | Zinc cake pirometallurgical processing method |