RU2280087C2 - Method for continuous processing of iron and zinc containing dusts and alloys - Google Patents
Method for continuous processing of iron and zinc containing dusts and alloys Download PDFInfo
- Publication number
- RU2280087C2 RU2280087C2 RU2004106874A RU2004106874A RU2280087C2 RU 2280087 C2 RU2280087 C2 RU 2280087C2 RU 2004106874 A RU2004106874 A RU 2004106874A RU 2004106874 A RU2004106874 A RU 2004106874A RU 2280087 C2 RU2280087 C2 RU 2280087C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zinc
- iron
- product
- furnace
- reducing agent
- Prior art date
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области черной металлургии и может быть использовано для переработки железоцинксодержащих материалов, являющихся отходами производств, например, пылей и шламов газоочисток мартеновских и доменных печей, а также конвертеров.The invention relates to the field of ferrous metallurgy and can be used for the processing of iron-zinc-containing materials, which are waste products, for example, dust and sludge from gas-treatment open-hearth furnaces and blast furnaces, as well as converters.
Известен способ и установка для удаления цинка из материалов, содержащих оксиды железа (заявка Японии №61-12979 С 22 В 19/06, С 21 В 13/02, F 27 В 1/08, 5/00, опубликована 86.04.11 №3-325). По данному способу окускованный железосодержащий материал с минимальной крупностью 5 мм, содержащий окислы цинка, загружают в смеси с восстановителем в вертикальную муфельную печь. Технологический режим обжига выбирается таким образом, что восстановление Fe2О3 и Fe3O4 проводится до FeO при температурах 650-900°С. Образующиеся в результате пары цинка удаляются вместе с газом. Недостатками данного способа являются: необходимость окускования железоцинковых материалов, неэффективность прогрева шихты, восстановление высших окислов железа только до FeO, не производится улавливание оксидов цинка.A known method and installation for removing zinc from materials containing iron oxides (Japanese application No. 61-12979 C 22 V 19/06, C 21 V 13/02, F 27 V 1/08, 5/00, published 86.04.11 No. 3-325). According to this method, agglomerated iron-containing material with a minimum particle size of 5 mm, containing zinc oxides, is loaded in a mixture with a reducing agent in a vertical muffle furnace. The technological mode of firing is selected so that the reduction of Fe 2 O 3 and Fe 3 O 4 is carried out to FeO at temperatures of 650-900 ° C. The resulting zinc vapor is removed along with the gas. The disadvantages of this method are: the need for agglomeration of iron-zinc materials, the inefficiency of heating the charge, the restoration of higher iron oxides only to FeO, zinc oxides are not captured.
По авторскому свидетельству (а.с. СССР №789619 С 22 В 7/02, опубликованному в БИ №47 за 1980 г.) предложен способ переработки цинксодержащих пылей доменного и сталеплавильного производств путем подачи окускованного материала (из пылей и шламов изготавливают брикеты) на поверхность железоуглеродистого расплава или вдувания пыли с помощью несущего газа в массу расплава. Пыль или брикет расплавляются за счет тепла большой массы железоуглеродистого расплава, на поверхности которого происходит процесс восстановления окислов железа и цинка. В период восстановления железоуглеродистый расплав продувают газом, например воздухом или азотом, в течение 1-5 минут для удаления сернистого газа и паров металлического цинка. Недостатки указанного способа: необходимость сочетать предложенную технологию с действующим производством - конвертером, что организационно трудно осуществимо; при вдувании пыли требуется дополнительная установка, а при работе с брикетом - брикетный пресс, дополнительный продув расплава приводит к значительному выгоранию растворенного углерода и окислению железа.According to the author’s certificate (USSR AS No. 789619 C 22 B 7/02 published in BI No. 47 for 1980), a method for processing zinc-containing dusts from blast furnace and steelmaking by supplying agglomerated material (briquettes are made from dusts and sludges) is proposed the surface of the iron-carbon melt or blowing dust with a carrier gas into the mass of the melt. Dust or briquette is melted due to the heat of a large mass of iron-carbon melt, on the surface of which the process of reduction of iron and zinc oxides takes place. During the recovery period, the iron-carbon melt is purged with a gas, such as air or nitrogen, for 1-5 minutes to remove sulfur dioxide and zinc metal vapor. The disadvantages of this method: the need to combine the proposed technology with the current production - the Converter, which is organizationally difficult; when blowing dust, an additional installation is required, and when working with a briquette, a briquette press, an additional blowing of the melt, leads to a significant burnup of dissolved carbon and oxidation of iron.
Известен способ промышленной дестилляции (восстановления) цинка из концентратов, содержащих 50-55% и более Zn (Ф.М.Лоскутов. Металлургия тяжелых цветных металлов. Часть II. Свинец и цинк. ГНТИ литературы по черной и цветной металлургии, М., 1951, стр.266-288). Цинксодержащий концентрат, предварительно прошедший термический обжиг, в смеси с топливом-восстановителем, в качестве которого используются уголь, металлургический коксик, загружается в неподвижную реторту, которая обогревается извне. Технологическая температура нагрева шихты составляет 1000°С и выше. В результате восстановления пары цинка поступают в конденсатор, в котором осаждаются в виде жидкого металла, а несконденсированная часть цинковых паров улавливается в алонже в виде цинковой пыли. Недостатки указанного способа: низкая производительность из-за несовершенства технологического процесса, а именно неудовлетворительного тепло-массообмена неподвижного слоя шихты в реторте, большой расход топлива и объем ручных работ.A known method of industrial distillation (recovery) of zinc from concentrates containing 50-55% or more Zn (F.M. Loskutov. Metallurgy of heavy non-ferrous metals. Part II. Lead and zinc. GNTI literature on ferrous and non-ferrous metallurgy, M., 1951 , pp. 266-288). The zinc-containing concentrate, which has previously undergone thermal firing, mixed with a reducing fuel, which uses coal, metallurgical coke, is loaded into a stationary retort, which is heated from the outside. The technological temperature of the charge heating is 1000 ° C and above. As a result of the recovery, zinc vapors enter the condenser, in which they are deposited in the form of liquid metal, and the non-condensed part of the zinc vapors is trapped in the alloy in the form of zinc dust. The disadvantages of this method: low productivity due to imperfections in the process, namely, unsatisfactory heat and mass transfer of the fixed layer of the charge in the retort, high fuel consumption and the amount of manual work.
Наиболее близким по технической сущности является способ переработки доменного и сталеплавильного шлама, включающий восстановительный обжиг, осуществляемый с добавкой твердого восстановителя при температуре в интервале 950-1100°С, во вращающейся печи с получением железосодержащего продукта и цинкового продукта, который затем улавливают (патент США 4213778, кл. С 21 В 3/04, опубл. 22.07.1980).The closest in technical essence is a method of processing blast furnace and steel sludge, including reducing firing, carried out with the addition of a solid reducing agent at a temperature in the range of 950-1100 ° C, in a rotary kiln to obtain an iron-containing product and a zinc product, which is then captured (US patent 4213778 Cl. 21B 3/04, publ. 07/22/1980).
Недостатками прототипа являются следующие:The disadvantages of the prototype are the following:
- термической обработке подвергаются цинксодержащие отходы с содержанием влаги 35-55%, что не позволяет получить цинковый продукт в виде металлического цинка из-за окисления паров цинка водяным паром;- zinc-containing waste with a moisture content of 35-55% is subjected to heat treatment, which does not allow to obtain a zinc product in the form of metallic zinc due to the oxidation of zinc vapor by water vapor;
- процесс термообработки отходов во вращающейся печи осуществляется в окислительной атмосфере таким образом, чтобы частично восстановленные оксиды железа сохранялись в обработанном материале благодаря присутствию в нем углерода, а испаряющийся цинк превращался в оксид цинка и удалялся из печи противотоком газа, что не позволяет получить цинковый продукт в виде металлического цинка из-за окисления паров цинка кислородом дутья и диоксидом углерода, образующимся при окислении углерода;- the process of heat treatment of waste in a rotary kiln is carried out in an oxidizing atmosphere so that partially reduced iron oxides are stored in the processed material due to the presence of carbon in it, and the evaporating zinc is converted into zinc oxide and removed from the furnace by gas counterflow, which does not allow to obtain a zinc product in the form of zinc metal due to the oxidation of zinc vapor by oxygen in the blast and carbon dioxide formed during the oxidation of carbon;
- тепло, необходимое для осуществления процессов восстановления оксидов железа и цинка, а также испарения металлического цинка, получается в рабочем пространстве вращающейся печи при окислении углерода, паров цинка и дополнительно при сжигании топлива за счет подачи воздушного дутья, что не позволяет получить цинковый продукт в виде металлического цинка из-за окисления паров цинка кислородом дутья, парами воды и диоксидом углерода, образующимся при сжигании топлива с избытком воздуха;- the heat necessary for the implementation of the processes of reduction of iron and zinc oxides, as well as the evaporation of metallic zinc, is obtained in the working space of a rotary kiln during the oxidation of carbon, zinc vapors, and additionally when burning fuel by supplying air blast, which does not allow to obtain a zinc product in the form zinc metal due to the oxidation of zinc vapor by oxygen in the blast, water vapor and carbon dioxide formed during the combustion of fuel with excess air;
- количество кокса, вводимого в шихту обжига в качестве углеродистого восстановителя, составляет 10-15%, которое вместе с углеродом отходов в 1,5-2 раза превышает стехиометрически необходимое для частичного восстановления оксидов железа и цинка, что приводит к повышенному расходу восстановителя и необходимости проведения сепарации железосодержащего продукта.- the amount of coke introduced into the firing mixture as a carbon reducing agent is 10-15%, which together with the waste carbon is 1.5-2 times higher than the stoichiometrically necessary for partial reduction of iron and zinc oxides, which leads to an increased consumption of reducing agent and the need separation of the iron-containing product.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является получение цинкового продукта в виде металлического цинка и снижение расхода восстановителя.The technical result of the invention is to obtain a zinc product in the form of metallic zinc and reducing the consumption of reducing agent.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе непрерывной переработки железоцинксодержащих пылей и шламов, включающем восстановительный обжиг в присутствии восстановителя во вращающейся трубчатой печи без доступа воздуха при регулируемом температурном режиме с получением металлизированного железосодержащего продукта и цинкового продукта, согласно изобретению смесь исходного материла и восстановителя предварительно обрабатывают до содержания влаги не более 0,05%, после чего подают в упомянутую печь, восстановительный обжиг в которой осуществляют за счет бесконтактного нагрева установленным в печи теплообменником путем подачи в него продуктов сгорания топлива, и получают цинковый конденсат, который улавливают и охлаждают с получением цинкового продукта в виде металлического цинка. При этом предварительную обработку ведут при температуре не менее 400°С.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for the continuous processing of iron-zinc dusts and sludges, which includes reducing firing in the presence of a reducing agent in a rotary tube furnace without air access at a controlled temperature regime to obtain a metallized iron-containing product and a zinc product, according to the invention, the mixture of the starting material and reducing agent is preliminarily treated to a moisture content of not more than 0.05%, after which it is fed into the said furnace, a reducing agent in which firing is carried out by non-contact heating by a heat exchanger installed in the furnace by supplying fuel combustion products to it, and zinc condensate is obtained, which is captured and cooled to obtain the zinc product in the form of metallic zinc. In this case, pre-treatment is carried out at a temperature of at least 400 ° C.
Реализация способа в предлагаемом изобретении обеспечивается следующим образом: железоцинксодержащие материалы - пыли и шламы газоочисток металлургических производств в смеси с определенным количеством восстановителя (угля или металлического коксика) в случае получения металлического цинка проходят операцию сушки, например, в сушильном барабане. Исходные материалы перед обжигом и восстановлением не должны содержать влагу во избежание окисления паров цинка. Высушенный материал с помощью шнекового питателя загружается во вращающуюся печь, имеющую регулируемую скорость вращения и угол наклона. Топочные газы с соответствующей температурой проходят через теплообменник, вмонтированный внутри печи. Температура материала в печи поддерживается в пределах 950-1100°С. Материал, попадая в печь, перемещается при ее вращении, что способствует более совершенному теплообмену и ускорению процессов восстановления оксидов цинка и железа по сравнению с прототипом. Образующиеся пары цинка через отводящий паропровод попадают в конденсатор, охлаждаются и стекают в резервуар накопителя. Что касается оксидов железа, то они при данных температурах восстанавливаются и в итоге получается металлизованный железосодержащий продукт, который выгружается в приемный бункер, где охлаждается без доступа воздуха. Далее этот материал подвергается магнитной сепарации и получаемый металлизованный концентрат может быть использован непосредственно, либо после брикетирования как товарный продукт для последующего передела.The implementation of the method in the present invention is provided as follows: iron-zinc-containing materials - dust and sludge from gas purification of metallurgical plants mixed with a certain amount of a reducing agent (coal or metal coke) in the case of obtaining metal zinc undergo a drying operation, for example, in a drying drum. The starting materials must not contain moisture before firing and reduction in order to avoid oxidation of zinc vapors. The dried material is loaded with a screw feeder into a rotary kiln having an adjustable speed of rotation and angle of inclination. Flue gases with an appropriate temperature pass through a heat exchanger mounted inside the furnace. The temperature of the material in the furnace is maintained within 950-1100 ° C. The material falling into the furnace moves during its rotation, which contributes to a more perfect heat transfer and accelerate the recovery of zinc and iron oxides compared to the prototype. The resulting zinc vapor through a discharge steam line enters the condenser, is cooled and flows into the reservoir tank. As for iron oxides, they are reduced at given temperatures and as a result, a metallized iron-containing product is obtained, which is discharged into a receiving hopper, where it is cooled without access of air. Further, this material is subjected to magnetic separation and the resulting metallized concentrate can be used directly, or after briquetting as a commercial product for subsequent redistribution.
Продукты сгорания из теплообменника через газоход поступают в котел-утилизатор либо на сушку исходного материала.The products of combustion from the heat exchanger through the flue enter the waste heat boiler or to dry the source material.
В лабораторных условиях были проведены опыты по обжигу мартеновской пыли Нижне-Тагильского металлургического комбината следующего химического состава, %: Feобщ - 46,88; FeO - 0,26; Fe2O3 - 66,68; ZnO - 3,25. Навеска шихты (смесь пыли и коксика) загружалась в алундовый контейнер, который через керамическую пробку соединялся с конденсатором. Во время обжига контейнер вместе с конденсатором через определенный промежуток времени поворачивали. Расчет степени металлизации и удаления цинка проводили по данным химического анализа. Результаты опытов приведены в таблице.In laboratory conditions, experiments were conducted on firing open-hearth dust of the Nizhne-Tagilsky metallurgical plant of the following chemical composition,%: Fe total - 46.88; FeO — 0.26; Fe 2 O 3 66.68; ZnO - 3.25. A portion of the charge (a mixture of dust and coke) was loaded into an alundum container, which was connected to a condenser through a ceramic stopper. During firing, the container together with the capacitor was turned after a certain period of time. The degree of metallization and zinc removal was calculated according to chemical analysis. The results of the experiments are shown in the table.
Приведенная последовательность операций в предлагаемом способе: непрерывный процесс с регулируемой скоростью перемещения материала, бесконтактный нагрев его с газами, регулируемый температурный режим позволяет получать из железоцинксодержащих материалов - пылей и шламов металлургических производств - металлический цинк, а в случае необходимости и окись цинка, а также металлизованный железосодержащий продукт, что позволяет повторно их использовать. Основные показатели процесса - практически полное удаление оксидов цинка (степень удаления составляет более 98%). Предлагаемый способ экологически чистый, тепло практически полностью используется, технологически более простой по сравнению с прототипом.The sequence of operations in the proposed method: a continuous process with an adjustable speed of movement of the material, non-contact heating with gases, an adjustable temperature regime allows to obtain metallic zinc, and, if necessary, zinc oxide, as well as metallized, from iron-zinc-containing materials - dusts and sludge from metallurgical industries iron-containing product that allows you to reuse them. The main indicators of the process are the almost complete removal of zinc oxides (the degree of removal is more than 98%). The proposed method is environmentally friendly, heat is almost completely used, technologically simpler than the prototype.
Влияние температуры и времени выдержки на степень металлизации и удаления цинкаTable
The effect of temperature and holding time on the degree of metallization and zinc removal
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004106874A RU2280087C2 (en) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | Method for continuous processing of iron and zinc containing dusts and alloys |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2004106874A RU2280087C2 (en) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | Method for continuous processing of iron and zinc containing dusts and alloys |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2004106874A RU2004106874A (en) | 2005-09-10 |
RU2280087C2 true RU2280087C2 (en) | 2006-07-20 |
Family
ID=35847542
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2004106874A RU2280087C2 (en) | 2004-03-09 | 2004-03-09 | Method for continuous processing of iron and zinc containing dusts and alloys |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2280087C2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450065C2 (en) * | 2010-07-23 | 2012-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Method to process dust of metallurgical production |
-
2004
- 2004-03-09 RU RU2004106874A patent/RU2280087C2/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЛИСИН B.C. и др. Современное состояние и перспективы рециклинга цинкосодержащих отходов металлургического производства. Приложение №6 к Бюллетеню «Черная металлургия». 2001, с.12-16. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2450065C2 (en) * | 2010-07-23 | 2012-05-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" | Method to process dust of metallurgical production |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2004106874A (en) | 2005-09-10 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2407812C2 (en) | Energy-efficient operation of furnace for extraction of iron oxide with removal of volatile metals and control of slag | |
KR0158210B1 (en) | Process for recovering valvable metals from a dust containing zinc. | |
CA2061548C (en) | Direct reduction process in rotary hearth furnace | |
JP3339638B2 (en) | Method and apparatus for removing lead and zinc from casting dust | |
US4384886A (en) | Process for zinc removal from oxide-containing iron sources | |
EA013690B1 (en) | Separation of metal values in zinc leaching residues | |
JPH02282434A (en) | Continuously-transferring shaft- retort treatment and apparatus for recovery of non-iron metal | |
JP2004538122A (en) | Method for heat treating residual material containing oil and iron oxide | |
RU2280087C2 (en) | Method for continuous processing of iron and zinc containing dusts and alloys | |
RU2450065C2 (en) | Method to process dust of metallurgical production | |
JP2005272917A (en) | METHOD FOR TREATING Mo-CONTAINING WASTE CATALYST | |
CN113881842B (en) | System and method for integrally producing metallized pellets by pellet roasting and reduction | |
RU2541239C1 (en) | Processing method of iron-containing materials in two-zone furnace | |
SU789619A1 (en) | Method of processing zinc-containing dust in blast furnace and steel smelting production | |
RU2461776C1 (en) | Non-waste thermal processing method of solid public wastes, and unit for its implementation | |
US20230226581A1 (en) | Treatment of mill scale containing hydrocarbons | |
RU2117217C1 (en) | Method of reworking solid domestic and industrial wastes | |
ZA200102128B (en) | Method for producing directly reduced metal in a multi-tiered furnace. | |
CN110306058B (en) | Process for efficiently treating zinc-iron-containing metallurgical dust and sludge by rotary hearth furnace | |
RU2056009C1 (en) | Plant for thermal reconditioning of solid fuel and metal-containing raw materials | |
JPS62170436A (en) | Method for recovering valuable metal from dust discharged from metallurgical furnace for refining of metal | |
US839126A (en) | Process of smelting iron ores. | |
RU2205234C1 (en) | Method for melting steel in arc steel melting furnace | |
SU1293237A1 (en) | Method of treating waste of metallurgical production | |
RU2103385C1 (en) | Method of drying rolling production sludges in heating furnace (versions) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090310 |