RU2548840C1 - Method of processing of fine zinc containing metallurgical scrap - Google Patents

Method of processing of fine zinc containing metallurgical scrap Download PDF

Info

Publication number
RU2548840C1
RU2548840C1 RU2014100654/02A RU2014100654A RU2548840C1 RU 2548840 C1 RU2548840 C1 RU 2548840C1 RU 2014100654/02 A RU2014100654/02 A RU 2014100654/02A RU 2014100654 A RU2014100654 A RU 2014100654A RU 2548840 C1 RU2548840 C1 RU 2548840C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zinc
pellets
slag
heat treatment
charge
Prior art date
Application number
RU2014100654/02A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Виктор Филиппович Рашников
Борис Александрович Дубровский
Николай Васильевич Панишев
Евгений Владимирович Редин
Анатолий Ильич Стариков
Эдуард Владимирович Князев
Наталья Васильевна Сукинова
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат"
Priority to RU2014100654/02A priority Critical patent/RU2548840C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2548840C1 publication Critical patent/RU2548840C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Abstract

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: method includes dosing of zinc containing metallurgical scraps, solid fuel, binding and flux additives, mixing and pelletisation of produced charge, drying and heat treatment of pellets. Dosing of charge components is performed ensuring carbon content is charge by 80-100% of stoichiometric necessary for direct iron and zinc recovery in the charge, and melt temperature of lean material and ash of solid fuel in slag 1400°C maximum. Heat treatment of the pellets is performed at temperature 1350-1450°C and heating rate 400-500°/min, for this metallised product is removed from slag.
EFFECT: increased efficiency of processing of zinc containing scram with production of metallised product in form of zinc-free cast iron pellets.
4 tbl

Description

Изобретение относится к области черной и цветной металлургии и может быть использовано при переработке мелкозернистых цинксодержащих отходов металлургического производства с получением гранулированного чугуна и сырья для цветной металлургии.The invention relates to the field of ferrous and non-ferrous metallurgy and can be used in the processing of fine-grained zinc-containing wastes of metallurgical production with the production of granular cast iron and raw materials for non-ferrous metallurgy.

Известен способ переработки цинксодержащих металлургических шламов и пыли путем вельцевания во вращающихся печах в пересыпающемся рудно-угольно-флюсовом слое [1].A known method of processing zinc-containing metallurgical sludge and dust by Waelz in rotary kilns in an overflowing ore-coal-flux layer [1].

Продуктами вельцевания являются цинксодержащая пыль, металлизованный продукт в конгломерате с пустой породой и золой твердого топлива.Weltz products are zinc-containing dust, a metallized product in conglomerate with gangue and solid fuel ash.

Извлечение цинка в газовую фазу не превышает 93%, а железа в металлизованный продукт достигает 90%. Степень металлизации составляет 95-97%.Extraction of zinc in the gas phase does not exceed 93%, and iron in the metallized product reaches 90%. The degree of metallization is 95-97%.

Другими недостатками данного способа являются высокий расход твердого топлива, составляющий 35-55% от массы шихты, для предотвращения образования настылей в печи, низкая производительность агрегата - 0,15-0,2 т/(м3 сут).Other disadvantages of this method are the high consumption of solid fuel, amounting to 35-55% of the mass of the charge, to prevent the formation of crusts in the furnace, the low productivity of the unit is 0.15-0.2 t / (m 3 day).

Наиболее близким к предлагаемому решению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки цинксодержащих отходов металлургического производства, включающий дозирование цинксодержащих отходов, твердого топлива, связующего и флюсующих добавок, смешивание и окомкование полученной шихты, сушку, термообработку окатышей в течение 6-12 минут при температурах 1250-1350°C.Closest to the proposed solution in terms of technical nature and the achieved result is a method of processing zinc-containing waste from metallurgical production, including dosing of zinc-containing waste, solid fuel, binder and fluxing additives, mixing and pelletizing the resulting mixture, drying, heat treatment of pellets for 6-12 minutes at temperatures 1250-1350 ° C.

Способ позволяет получать металлизованный продукт из отходов металлургического производства с удалением из последних цинка, свинца и щелочей. В качестве восстановителя используются рядовые марки углей. Термообработку окатышей ведут в кольцевой подовой печи.The method allows to obtain a metallized product from metallurgical waste with the removal of zinc, lead and alkalis from the latter. As a reducing agent, ordinary grades of coal are used. Pellets are heat treated in an annular hearth furnace.

Недостатком данного способа является низкое качество металлизованного продукта, что ограничивает его потребление в качестве лома в сталеплавильном производстве. Низкое содержание железа (до 70%) при средней степени металлизации 92% обусловлено тем, что в металлизованном продукте остается пустая порода и зола кокса. По этой причине такой продукт проплавляется в основном в доменных печах с повторным нагревом пустой породы и золы кокса для перевода в шлак.The disadvantage of this method is the low quality of the metallized product, which limits its consumption as scrap in steelmaking. The low iron content (up to 70%) with an average degree of metallization of 92% is due to the fact that in the metallized product remains waste rock and coke ash. For this reason, such a product is smelted mainly in blast furnaces with re-heating of waste rock and coke ash for conversion to slag.

Задачей изобретения является повышение эффективности переработки мелкозернистых цинксодержащих отходов металлургического производства с получением металлизованного продукта в виде гранулированного чугуна за счет оптимизации технологических параметров при составлении шихты из различных отходов металлургического производства и температурно-временных параметров термической обработки окатышей, обеспечивающих температуру плавления пустой породы в смеси с золой твердого топлива не выше 1400°C и получение металлизованного продукта, свободного от цинка и легко отделяемого от шлака.The objective of the invention is to increase the efficiency of processing fine-grained zinc-containing wastes of metallurgical production to produce a metallized product in the form of granular cast iron by optimizing the process parameters when composing a charge from various metallurgical wastes and the temperature-time parameters of heat treatment of pellets that provide the melting temperature of waste rock mixed with ash solid fuel not higher than 1400 ° C and obtaining a metallized product, with free from zinc and easily separated from slag.

Поставленная задача решается тем, что в способе переработки мелкозернистых цинксодержащих отходов металлургического производства, включающем дозирование цинксодержащих отходов металлургического производства, твердого топлива, связующего и флюсующих добавок, смешивание и окомкование полученной шихты, сушку и термическую обработку окатышей, в отличие от прототипа дозирование компонентов шихты ведут с обеспечением содержания углерода в шихте на 80-100% от стехиометрической потребности на прямое восстановление железа и цинка в шихте и температуры плавления пустой породы и золы твердого топлива не выше 1400°C, кроме того, осуществляют нагрев окатышей со скоростью 400-500°/мин, а термическую обработку окатышей ведут при температурах 1350-1450°C с последующим отделением металлизованного продукта от шлака.The problem is solved in that in the method of processing fine-grained zinc-containing wastes of metallurgical production, including dosing of zinc-containing wastes of metallurgical production, solid fuel, binder and fluxing additives, mixing and pelletizing the resulting mixture, drying and heat treatment of pellets, in contrast to the prototype, the components of the mixture are dosed providing the carbon content in the charge by 80-100% of the stoichiometric need for direct reduction of iron and zinc in the charge, and t mperatury fusion of gangue and ash of the solid fuel is not higher than 1,400 ° C, furthermore, the heating of pellets is carried out at a speed of 400-500 ° / min, and heat treating the pellets is carried out at temperatures of 1350-1450 ° C followed by separation of the metallized product slag.

Отличительной особенностью предлагаемого способа является то, что компонентный состав шихты из различных цинксодержащих отходов металлургического производства для получения окатышей формируется из расчета обеспечения углеродом на 80-100% от стехиометрической потребности на прямое восстановление железа и цинка в шихте и получения химического состава шлака из пустой породы в смеси с золой твердого топлива с температурой плавления не выше 1400°C.A distinctive feature of the proposed method is that the component composition of the charge from various zinc-containing wastes of metallurgical production for producing pellets is formed on the basis of providing carbon with 80-100% of the stoichiometric need for direct reduction of iron and zinc in the charge and obtaining the chemical composition of slag from waste rock in mixtures with solid fuel ash with a melting point not higher than 1400 ° C.

Стехиометрическую потребность в углероде на прямое восстановление железа и цинка можно оценить, используя выражения (1-3):The stoichiometric carbon demand for the direct reduction of iron and zinc can be estimated using expressions (1-3):

F e 2 O 3 + 3 C = 2 F e + 3 C O C / F e = 0,321 ( 1 )

Figure 00000001
; F e 2 O 3 + 3 C = 2 F e + 3 C O C / F e = 0.321 ( one )
Figure 00000001
;

F e O + C = F e + C O C / F e = 0,214 ( 2 )

Figure 00000002
; F e O + C = F e + C O C / F e = 0.214 ( 2 )
Figure 00000002
;

Z n O + C = Z n + C O C / Z n = 0,184 ( 3 )

Figure 00000003
. Z n O + C = Z n + C O C / Z n = 0.184 ( 3 )
Figure 00000003
.

Вместе с тем, в восстановительных процессах углерод может участвовать многократно, поскольку СО участвует и в косвенном восстановлении по реакциям (4-6):At the same time, carbon can participate in reduction processes many times, since CO also participates in indirect reduction by reactions (4-6):

F e 2 O 3 + C O = 2 F e O + C O 2 ( 4 )

Figure 00000004
; F e 2 O 3 + C O = 2 F e O + C O 2 ( four )
Figure 00000004
;

F e O + C O = F e + C O 2 ( 5 )

Figure 00000005
; F e O + C O = F e + C O 2 ( 5 )
Figure 00000005
;

Z n O + C O = Z n + C O 2 ( 6 )

Figure 00000006
. Z n O + C O = Z n + C O 2 ( 6 )
Figure 00000006
.

Полностью реализовать возможности углерода в восстановительных процессах невозможно, так как часть CO покидает реакционную зону, не успев прореагировать, но защищая поверхностные слои окатышей от окисления металлизованного продукта. Часть углерода переходит в металл в виде цементита (Fe3C). Как показывают результаты экспериментов, за счет развития косвенного восстановления завершенность процесса металлизации может достигаться при расходе углерода в диапазоне 80-100% от стехиометрической потребности в нем на прямое восстановление, позволяя при этом контролировать содержание углерода в гранулированном чугуне. При дальнейшем уменьшении расхода углерода степень металлизации снижается по причине чрезмерного рассредоточения углерода в массе окатышей, уменьшения числа контактов углерода с оксидами железа. Увеличение расхода углерода выше стехиометрической потребности в нем на прямое восстановление ухудшает технико-экономические показатели процесса металлизации из-за неоправданного перерасхода восстановителя.It is impossible to fully realize the potential of carbon in the reduction processes, since part of the CO leaves the reaction zone before reacting, but protecting the surface layers of the pellets from oxidation of the metallized product. Part of the carbon goes into the metal in the form of cementite (Fe 3 C). As the experimental results show, due to the development of indirect reduction, the completeness of the metallization process can be achieved at a carbon consumption in the range of 80-100% of the stoichiometric need for direct reduction, while allowing control of the carbon content in granular cast iron. With a further decrease in carbon consumption, the metallization degree decreases due to excessive dispersal of carbon in the mass of pellets, and a decrease in the number of carbon contacts with iron oxides. An increase in carbon consumption above the stoichiometric need for direct reduction worsens the technical and economic performance of the metallization process due to the unjustified overspending of the reducing agent.

Зная расход цинксодержащих отходов и твердого топлива на металлизацию, рассчитывают средневзвешенный химический состав из шлакообразующих компонентов пустой породы руды и золы твердого топлива и с помощью диаграмм состояния шлаков [3], решая систему уравнений, находят расход необходимой флюсующей добавки, обеспечивающей формирование шлака с температурой плавления не выше 1400°C, что позволяет легко отделить металл от шлака. Превышение указанной температуры приводит к тому, что твердые и вязкие шлакообразующие соединения пустой породы и золы твердого топлива, находясь в тесном контакте с оксидами железа и цинка, затрудняют протекание восстановительных процессов, с одной стороны. С другой стороны, эти соединения остаются в конгломерате вместе с металлизованным продуктом, снижая содержание последнего в конечном продукте.Knowing the consumption of zinc-containing waste and solid fuel for metallization, the weighted average chemical composition of the slag-forming components of waste rock ore and solid fuel ash is calculated, and using the state diagrams of slags [3], solving the system of equations, they find the flow rate of the necessary fluxing agent, which ensures the formation of slag with the melting temperature no higher than 1400 ° C, which makes it easy to separate the metal from the slag. Exceeding this temperature leads to the fact that solid and viscous slag-forming compounds of waste rock and solid fuel ash, being in close contact with iron and zinc oxides, complicate the course of recovery processes, on the one hand. On the other hand, these compounds remain in the conglomerate together with the metallized product, reducing the content of the latter in the final product.

Другим отличием предлагаемого технического решения является оптимизация температурно-временных параметров термической обработки окатышей из цинксодержащих отходов.Another difference of the proposed technical solution is the optimization of the temperature-time parameters of heat treatment of pellets from zinc-containing waste.

Термообработка окатышей при температурах ниже 1350°C не позволяет получить расплав из восстановленного железа. Конечным продуктом термообработки в таком режиме является конгломерат из восстановленного железа и шлака. При термообработке при температурах выше 1350°C создаются благоприятные условия для образования цементита по реакциям (7, 8):Heat treatment of pellets at temperatures below 1350 ° C does not allow melt to be obtained from reduced iron. The final product of heat treatment in this mode is a conglomerate of reduced iron and slag. During heat treatment at temperatures above 1350 ° C, favorable conditions are created for the formation of cementite by reactions (7, 8):

3 F e + C = F e 3 C ( 7 )

Figure 00000007
; 3 F e + C = F e 3 C ( 7 )
Figure 00000007
;

3 F e + 2 C O = F e 3 C + C O ( 8 )

Figure 00000008
; 3 F e + 2 C O = F e 3 C + C O ( 8 )
Figure 00000008
;

В свою очередь, цементит хорошо растворяется в железе, снижая температуру его плавления. Таким образом, проведение термообработки окатышей в диапазоне температур от 1350 до 1450°С благоприятно сказывается на формировании двух фаз чугуна и шлака в жидком виде, что позволяет на конечном этапе разделить их друг от друга магнитной сепарацией. Проведение термообработки окатышей при температурах выше 1450°С приводит к увеличению расхода газа на обогрев окатышей и снижению стойкости огнеупорной кладки в агрегатах для термообработки окатышей. В указанном диапазоне температур, как и в известных решениях, цинк полностью восстанавливается, диффундируя в газовую фазу, где вновь окисляется до цинкита (ZnO), а затем оседает в пылеулавливающих агрегатах. Уловленная пыль является сырьем для предприятий, производящих цинк.In turn, cementite is well soluble in iron, lowering its melting point. Thus, the heat treatment of pellets in the temperature range from 1350 to 1450 ° C favorably affects the formation of two phases of cast iron and slag in liquid form, which allows them to be separated from each other by magnetic separation at the final stage. Conducting heat treatment of pellets at temperatures above 1450 ° C leads to an increase in gas consumption for heating the pellets and a decrease in the resistance of refractory masonry in units for heat treatment of pellets. In the indicated temperature range, as in the known solutions, zinc is completely reduced by diffusing into the gas phase, where it is again oxidized to zincite (ZnO), and then settles in dust collecting units. Caught dust is a raw material for enterprises producing zinc.

В процессе нагрева окатышей идут процессы окисления углерода, начиная от температуры воспламенения твердого топлива (600-700°C) по реакциям (9-11):In the process of heating the pellets, carbon oxidation processes occur, starting from the ignition temperature of solid fuel (600-700 ° C) according to reactions (9-11):

C + O 2 = C O 2 ( 9 )

Figure 00000009
; C + O 2 = C O 2 ( 9 )
Figure 00000009
;

2 C O + O 2 = 2 C O 2 ( 10 )

Figure 00000010
; 2 C O + O 2 = 2 C O 2 ( 10 )
Figure 00000010
;

2 C + O 2 = 2 C O ( 11 )

Figure 00000011
. 2 C + O 2 = 2 C O ( eleven )
Figure 00000011
.

На развитие этих реакций можно наложить ограничение, изменяя темп нагрева окатышей от 400 до 500°C/мин до температур, достигаемых нагревом окатышей, когда получают развитие восстановительные процессы с участием реакции (12):A restriction can be imposed on the development of these reactions by varying the heating rate of pellets from 400 to 500 ° C / min to the temperatures reached by heating the pellets when recovery processes involving the reaction (12) are developed:

C O 2 + C = 2 C O ( 12 )

Figure 00000012
. C O 2 + C = 2 C O ( 12 )
Figure 00000012
.

Нагрев окатышей со скоростью менее 400°C/мин расширяет временной диапазон пребывания их при температурах для протекания реакций 9-11, приводя к снижению эффективности использования углерода и увеличению общей продолжительности периода термической обработки. Проведение темпа нагрева окатышей со скоростью более 500°C/мин сопряжено с неоправданным перерасходом газа на эту технологическую операцию и неравномерным прогревом окатышей.Heating the pellets at a rate of less than 400 ° C / min expands the time range for their stay at temperatures for reactions 9-11, leading to a decrease in the efficiency of carbon utilization and an increase in the total duration of the heat treatment period. Carrying out the heating rate of pellets at a rate of more than 500 ° C / min is associated with unjustified overspending of gas for this technological operation and uneven heating of the pellets.

Таким образом, высокотемпературное восстановление железа до металлического состояния, а затем расплавленного состояния для разрыва химической связи оксидов железа с оксидами пустой породы в сочетании с низкой температурой плавления шлаков позволяет легко разделять металлизованный продукт от шлака.Thus, the high-temperature reduction of iron to a metallic state and then a molten state to break the chemical bond between iron oxides and gaseous oxides in combination with a low melting point of slags makes it easy to separate the metallized product from slag.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.

Контролируют химический состав компонентов шихты для производства окатышей. В зависимости от требуемого содержания углерода в чугуне, задаются расходом углерода в шихту в пределах от 80 до 100% от его стехиометрической потребности на прямое восстановление железа и цинка. Зная расход цинксодержащих отходов, связующего и твердого топлива на восстановление, оценивают средневзвешенный химический состав шлакообразующих соединений. Расчетным путем, используя информацию о температуре плавления шлаков из диаграмм состояния в системе CaO-MgO-SiO2-Al2O3 [3], определяют при необходимости расход флюсующей добавки для достижения температуры плавления шлака не выше 1400°C.Control the chemical composition of the components of the mixture for the production of pellets. Depending on the required carbon content in cast iron, they are set by the consumption of carbon in the charge in the range from 80 to 100% of its stoichiometric need for direct reduction of iron and zinc. Knowing the consumption of zinc-containing waste, binder, and solid fuel for recovery, the weighted average chemical composition of the slag-forming compounds is estimated. By calculation, using information on the melting point of slag from the state diagrams in the CaO-MgO-SiO 2 -Al 2 O 3 system [3], if necessary, the fluxing agent consumption is determined to achieve a slag melting point of no higher than 1400 ° C.

Дальнейшее дозирование компонентов шихты, ее смешивание и окомкование, а также сушку и термическую обработку окатышей, производят известным способом с тем различием, что нагрев окатышей ведут со скоростью 400-500°C/мин, а термическую обработку окатышей проводят в диапазоне от 1350 до 1450°C с последующим разделением металлизованного продукта от шлака магнитной сепарацией. Исследования по переработке цинксодержащих отходов с получением металлизованного продукта в виде гранулированного чугуна проводили в камерной нагревательной печи «Nabertherm», позволяющей контролировать заданный темп нагрева до 1800°C с необходимой выдержкой при заданной температуре. При необходимости изменение компонентного состава шлакообразующих соединений в исходной шихте регулировали расходом кварцита для достижения температур плавления шлака, не превышающих 1400°C, с использованием диаграмм состояния шлаков в системе CaO-MgO-SiO2-Al2O3.Further dosing of the charge components, its mixing and pelletizing, as well as drying and heat treatment of the pellets, is carried out in a known manner, with the difference that the pellets are heated at a rate of 400-500 ° C / min, and the heat treatment of the pellets is carried out in the range from 1350 to 1450 ° C followed by separation of the metallized product from the slag by magnetic separation. Studies on the processing of zinc-containing waste to produce a metallized product in the form of granular cast iron were carried out in a Nabertherm chamber heating furnace, which made it possible to control the set heating rate to 1800 ° C with the required exposure at a given temperature. If necessary, the change in the component composition of the slag-forming compounds in the initial charge was controlled by the quartzite flow rate to achieve slag melting temperatures not exceeding 1400 ° C using slag state diagrams in the CaO-MgO-SiO 2 -Al 2 O 3 system .

Результаты исследований приведены в таблицах 1-4:The research results are shown in tables 1-4:

табл.1 - характеристика отходов металлургического производства;table 1 - characteristics of metallurgical waste;

табл.2 - расход углерода и флюса на металлизацию металлургических отходов;Table 2 - carbon and flux consumption for metallization of metallurgical waste;

табл.3 - влияние температурно-временных параметров термообработки на показатели металлизации цинксодержащих отходов (расход углерода соответствует стехиометрической потребности на прямое восстановление Fe и Zn);Table 3 - the effect of the temperature-time parameters of heat treatment on the metallization indices of zinc-containing wastes (carbon consumption corresponds to the stoichiometric need for direct reduction of Fe and Zn);

табл.4 - влияние расхода углерода на показатели металлизации цинксодержащих отходов (температура термообработки окатышей в способе «А-предлагаемый способ» - 1400°C, в способе «Б-прототип» - 1300°C).table 4 - the effect of carbon consumption on the metallization of zinc-containing waste (the temperature of the heat treatment of pellets in the method "A-proposed method" - 1400 ° C, in the method "B-prototype" - 1300 ° C).

Анализ данных таблиц 1 и 2 показывает, что колошниковая пыль и доменный шлам не требуют каких-либо присадок флюса, так как температура плавления пустой породы и золы твердого топлива не превышает 1300°C. Для снижения температуры шлака в случае использования пыли ЭСПЦ и конвертерного шлама необходимо вводить в шихту кварцит. Колошниковая пыль содержит достаточно углерода для удовлетворения стехиометрической потребности в нем на 100% и более на прямое восстановление Fe и Zn. Доменный шлам покрывает такие потребности на 91%.An analysis of the data in Tables 1 and 2 shows that blast furnace dust and blast furnace slurry do not require any flux additives, since the melting point of gangue and solid fuel ash does not exceed 1300 ° C. To reduce the temperature of the slag in the case of using ESPC dust and converter sludge, it is necessary to introduce quartzite into the charge. The blast furnace dust contains enough carbon to satisfy the stoichiometric demand for it of 100% or more for the direct reduction of Fe and Zn. Blast furnace slurry covers such needs by 91%.

Данные, приведенные в таблицах 3 и 4, свидетельствуют о том, что термообработка окатышей при температурах ниже 1350°C и при скоростях нагрева менее 400°C/мин, а также при расходе углерода менее 80% от стехиометрической потребности в нем на прямое восстановление Fe и Zn приводит к снижению степени металлизации конечного продукта и к снижению степени удаления из него Zn. Превышение значений заявленных параметров приводит к неоправданному росту энергетических затрат на обогрев агрегата для термообработки окатышей, а также к перерасходу твердого топлива без улучшения степени металлизации и степени удаления Zn.The data shown in tables 3 and 4 indicate that the heat treatment of pellets at temperatures below 1350 ° C and at heating rates less than 400 ° C / min, as well as at a carbon consumption of less than 80% of the stoichiometric need for direct reduction of Fe and Zn leads to a decrease in the degree of metallization of the final product and to a decrease in the degree of removal of Zn from it. Exceeding the values of the declared parameters leads to an unjustified increase in energy costs for heating the unit for heat treatment of pellets, as well as to excessive consumption of solid fuel without improving the degree of metallization and the degree of removal of Zn.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет получить при переработке мелкозернистых отходов металлургического производства новый металлизованный продукт - гранулированный чугун, как заменитель металлолома в сталеплавильном производстве, шлак крупностью 0-20 мм, как сырье в дорожном строительстве, производстве цемента и бетона, а также Zn-содержащая пыль, как сырье для предприятий, производящих цинк.Thus, the proposed technical solution allows to obtain a new metallized product during the processing of fine-grained wastes of metallurgical production - granular cast iron, as a substitute for scrap metal in steelmaking, slag with a grain size of 0-20 mm, as raw material in road construction, cement and concrete production, as well as Zn- containing dust as a raw material for enterprises producing zinc.

Можно отметить и другие важные преимущества предложенного решения по сравнению с известными решениями:There are other important advantages of the proposed solution compared to the known solutions:

- пустая порода нагревается один раз до температур плавления шлака;- waste rock is heated once to the melting temperature of the slag;

- устраняются затраты на обслуживание огненно-жидкого шлака, полученного из пустой породы и золы твердого топлива.- eliminates the cost of servicing fire-liquid slag obtained from waste rock and solid fuel ash.

Источники информацииInformation sources

1. Лисин B.C., Скороходов В.Н., Курунов И.О., Чижикова В.М. Современное состояние и перспективы рециклинга цинксодержащих отходов металлургического производства. // БНТИ Черная металлургия. 2001. Приложение 6, 32 с.1. Lisin B.C., Skorokhodov V.N., Kurunov I.O., Chizhikova V.M. Current status and prospects of recycling zinc-containing wastes of metallurgical production. // BNTI Ferrous metallurgy. 2001. Appendix 6, 32 p.

2. Jimbo J., Tanaka H., Ruwata Y. New coal-based ironmaking Fastmet/Fastmelt//Proceedings of the 4-th European Coke and Ironmaking Congress, June 19-22, 2000. Paris, France. V.2. P/492-498.2. Jimbo J., Tanaka H., Ruwata Y. New coal-based ironmaking Fastmet / Fastmelt // Proceedings of the 4-th European Coke and Ironmaking Congress, June 19-22, 2000. Paris, France. V.2. P / 492-498.

3. Формирование и свойства доменных шлаков. Жило Н.Л. М., «Металлургия», 1974, 120 с.3. The formation and properties of blast furnace slag. Zhilo N.L. M., "Metallurgy", 1974, 120 pp.

Таблица 1Table 1 Характеристика отходов металлургического производстваCharacteristics of metallurgical waste Вид отходаType of waste Содержание, %Content% ZnZn FeFe CC FeOFeO Fe2O3 Fe 2 O 3 SiO2 SiO 2 Al2O3 Al 2 O 3 CaOCao MgOMgO SS п.п.п.p.p.p. Колошниковая пыльBlast furnace dust 0,170.17 44,644.6 19,619.6 10,110.1 52,652.6 8,268.26 1,971.97 3,223.22 1,291.29 0,3000,300 21,621.6 Доменный шламBlast furnace slurry 1,231.23 48,848.8 13,713.7 10,610.6 58,058.0 6,706.70 1,881.88 3,213.21 1,311.31 0,4100.410 15,815.8 Пыль ЭСПЦESPC dust 1,651.65 41,541.5 -- 16,416,4 38,938.9 8,768.76 1,651.65 18,5018.50 2,702.70 0,2100.210 4,514,51 Конвертерный шламConverter sludge 1,021,02 52,852.8 -- 44,444,4 14,114.1 3,003.00 0,670.67 14,8014.80 7,107.10 0,0940,094 5,25.2

Таблица 2table 2 Расход углерода и флюса на металлизацию металлургических отходовThe consumption of carbon and flux for metallization of metallurgical waste № ппNo pp Расход отходаWaste consumption Поступление с отходом, кгReceipt with waste, kg Пст, кгP article, kg Расход кварцита, кгQuartzite consumption, kg Тпл шлака, °C [3] Mp slag, ° C [3] вид отходаtype of waste кгkg Fe+2 Fe +2 Fe+3 Fe +3 CC ZnZn АBUT БB АBUT БB 1one Колошниковая пыльBlast furnace dust 100one hundred 7,867.86 36,8236.82 19,619.6 0,180.18 13,5313.53 -- -- 13001300 13001300 22 Доменный шламBlast furnace slurry 100one hundred 8,248.24 40,440,4 13,713.7 1,231.23 15,0215.02 -- -- 13001300 13001300 33 Пыль ЭСПЦESPC dust 100one hundred 12,7612.76 27,2327.23 -- 1,651.65 11,7711.77 9,49,4 -- 14001400 20002000 4four Конвертерный шламConverter sludge 100one hundred 34,5334.53 9,879.87 -- 1,021,02 10,7510.75 15,515,5 -- 14001400 23002300 Примечание:Note: Пст - стехиометрическая потребность в углероде на прямое восстановление Fe и Zn;P article - stoichiometric carbon demand for direct reduction of Fe and Zn; Тпл - температура плавления.T PL - melting point.

Таблица 3Table 3 Влияние температурно-временных параметров термообработки на показатели металлизации цинксодержащих отходов (расход углерода соответствует стехиометрической потребности на прямое восстановление Fe и Zn)The influence of the temperature-time parameters of heat treatment on the metallization of zinc-containing waste (carbon consumption corresponds to the stoichiometric need for direct reduction of Fe and Zn) ПоказателиIndicators Температура термообработки, °CHeat treatment temperature, ° C АBUT БB 13001300 13501350 14001400 14501450 15001500 13001300 Скорость нагрева окатышей, °C/минPellet heating rate, ° C / min 350350 400-500400-500 550550 350350 400-500400-500 550550 350350 400-500400-500 550550 350350 400-500400-500 550550 350350 400-500400-500 550550 350350 Общая продолжительность термообработки, минThe total duration of heat treatment, min 12,012.0 10,9-11,510.9-11.5 10,610.6 12,112.1 11,0-11,611.0-11.6 10,710.7 12,212,2 11,1-11,811.1-11.8 10,810.8 12,412,4 11,2-11,611.2-11.6 10,910.9 12,512.5 11,3-12,011.3-12.0 11,011.0 12,012.0 Продолжительность нагрева, минDuration of heating, min 3,73,7 2,6-3,22.6-3.2 2,32,3 3,83.8 2,7-3,32.7-3.3 2,42,4 3,93.9 2,8-3,52.8-3.5 2,52,5 4,14.1 2,9-3,32.9-3.3 2,62.6 4,24.2 3,0-3,73.0-3.7 2,72.7 3,73,7 Степень удаления цинка, %The degree of removal of zinc,% 92,092.0 92,5-93,092.5-93.0 93,093.0 94,094.0 95,0-97,095.0-97.0 96,096.0 96,096.0 98,0-99,098.0-99.0 97,097.0 98,098.0 99,699.6 99,599.5 98,098.0 99,699.6 99,599.5 92,092.0 Степень металлизации, %The degree of metallization,% 90,090.0 90,5-91,090.5-91.0 89,089.0 91,091.0 95,0-95,995.0-95.9 96,096.0 96,0096.00 98,0-99,098.0-99.0 99,099.0 99,499,4 99,5-99,699.5-99.6 99,599.5 99,599.5 99,5-99,699.5-99.6 99,599.5 90,090.0

Таблица 4Table 4 Влияние расхода углерода на показатели металлизации цинксодержащих отходовThe effect of carbon consumption on the metallization of zinc-containing waste ПоказателиIndicators Обеспеченность в углероде от стехиометрической потребности в нем на прямое восстановление Fe и Zn, %Security in carbon from stoichiometric demand for it for direct reduction of Fe and Zn,% АBUT БB 7070 8080 9090 100one hundred 110110 100one hundred Скорость нагрева окатышей, °C/минPellet heating rate, ° C / min 350350 400-500400-500 550550 350350 400-500400-500 550550 350350 400-500400-500 550550 350350 400-500400-500 550550 350350 400-500400-500 550550 350350 Степень удаления цинка, %The degree of removal of zinc,% 90,690.6 91,0-91,291.0-91.2 91,391.3 96,296.2 99,1-99,499.1-99.4 99,399.3 47,047.0 99,4-99,599.4-99.5 99,499,4 98,098.0 99,699.6 99,199.1 99,199.1 99,699.6 99,599.5 92,092.0 Степень металлизации, %The degree of metallization,% 78,178.1 79,3-80,579.3-80.5 81,081.0 91,591.5 98,2-99,098.2-99.0 98,598.5 97,297.2 98,9-99,198.9-99.1 98,898.8 99,499,4 99,5-99,699.5-99.6 99,599.5 99,499,4 99,5-99,699.5-99.6 99,599.5 90,090.0

Claims (1)

Способ переработки мелкозернистых цинксодержащих отходов металлургического производства, включающий дозирование цинксодержащих отходов металлургического производства, твердого топлива, связующего и флюсующих добавок, смешивание и окомкование полученной шихты, сушку и термическую обработку окатышей, отличающийся тем, что дозирование компонентов шихты ведут с обеспечением содержания углерода в шихте на 80-100% от стехиометрически необходимого для прямого восстановления железа и цинка в шихте и температуры плавления пустой породы и золы твердого топлива в шлаке не выше 1400°C, при этом термическую обработку окатышей ведут при температуре 1350-1450°C и скорости нагрева 400-500°/мин, после чего отделяют металлизованный продукт от шлака. A method of processing fine-grained zinc-containing wastes of metallurgical production, including dosing of zinc-containing wastes of metallurgical production, solid fuel, binder and fluxing additives, mixing and pelletizing the resulting mixture, drying and heat treatment of the pellets, characterized in that the components of the mixture are dosed with the carbon content in the charge on 80-100% of the stoichiometrically necessary for direct reduction of iron and zinc in the mixture and the melting point of waste rock and s of solid fuel in the slag is not above 1400 ° C, wherein the heat treatment is conducted at a temperature of pellets 1350-1450 ° C and a heating rate of 400-500 ° / min, after which the sintered product is separated from the slag.
RU2014100654/02A 2014-01-09 2014-01-09 Method of processing of fine zinc containing metallurgical scrap RU2548840C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014100654/02A RU2548840C1 (en) 2014-01-09 2014-01-09 Method of processing of fine zinc containing metallurgical scrap

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2014100654/02A RU2548840C1 (en) 2014-01-09 2014-01-09 Method of processing of fine zinc containing metallurgical scrap

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2548840C1 true RU2548840C1 (en) 2015-04-20

Family

ID=53289506

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2014100654/02A RU2548840C1 (en) 2014-01-09 2014-01-09 Method of processing of fine zinc containing metallurgical scrap

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2548840C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2708125C1 (en) * 2019-06-04 2019-12-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Method of processing zinc-containing metallurgical slurries

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010875C1 (en) * 1991-10-21 1994-04-15 Российский научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых Method of processing charge for manufacture of pellets
WO2004083463A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-30 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Process for producing particulate iron metal
RU2306348C1 (en) * 2005-12-21 2007-09-20 Виктор Васильевич Кашин Method of processing zinc-containing waste of ferrous metallurgy
RU2450065C2 (en) * 2010-07-23 2012-05-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" Method to process dust of metallurgical production
RU2490332C1 (en) * 2011-12-05 2013-08-20 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Metal coating method of iron-ore raw material with obtainment of granulated cast iron

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2010875C1 (en) * 1991-10-21 1994-04-15 Российский научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых Method of processing charge for manufacture of pellets
WO2004083463A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-30 Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho Process for producing particulate iron metal
RU2306348C1 (en) * 2005-12-21 2007-09-20 Виктор Васильевич Кашин Method of processing zinc-containing waste of ferrous metallurgy
RU2450065C2 (en) * 2010-07-23 2012-05-10 Общество С Ограниченной Ответственностью "Группа "Магнезит" Method to process dust of metallurgical production
RU2490332C1 (en) * 2011-12-05 2013-08-20 Открытое акционерное общество "Магнитогорский металлургический комбинат" Metal coating method of iron-ore raw material with obtainment of granulated cast iron

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2708125C1 (en) * 2019-06-04 2019-12-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет", ФГБОУ ВО "СибГИУ" Method of processing zinc-containing metallurgical slurries

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN106755654A (en) A kind of method of slag metallurgy melting also original production
CN106755656A (en) A kind of method that slag metallurgy one-step method is reclaimed
CN102181781B (en) Granular metallic iron
AU2010274316B2 (en) Apparatus and method for producing reduced iron using alkali-containing iron production dust as the raw material
AU2009234752B2 (en) Titanium oxide-containing agglomerate for producing granular metallic iron
JP7382036B2 (en) Continuous smelting reduction iron manufacturing method
CN102352423A (en) Method for selecting and smelting titanium from vanadium titanomagnetite at low temperature
KR930001334B1 (en) Process for utilizing of zinc-containing metalurgical dusts and sludges
RU2479648C1 (en) Red sludge pyrometallurgical processing method
CN101555549A (en) Smelting process for rich manganese and equipment thereof
CN106755653A (en) A kind of method containing rare earth or the also original production of niobium slag metallurgy melting
JPH11172312A (en) Operation of movable hearth type furnace and movable hearth type furnace
CN106755658A (en) A kind of method of the metallurgical also original production of titanium-containing slag
WO2013011521A1 (en) A method for direct reduction of oxidized chromite ore fines composite agglomerates in a tunnel kiln using carbonaceous reductant for production of reduced chromite product/ agglomerates applicable in ferrochrome or charge chrome production.
RU2399680C2 (en) Procedure for metallisation of titanium-magnesium concentrates at production of iron pellets and titanium-vanadium slag
RU2548840C1 (en) Method of processing of fine zinc containing metallurgical scrap
RU2573847C1 (en) Steelmaking at electric furnaces
EP3170909A1 (en) Rotary hearth furnace
CN110724821A (en) Method for comprehensively recovering valuable metals from low-grade multi-metal hazardous wastes
RU2490332C1 (en) Metal coating method of iron-ore raw material with obtainment of granulated cast iron
Baricová et al. Recycling of the Steelmaking by-products into the Oxygen Converter Charge
RU2483118C1 (en) Method of metallising siderite stock for making granular iron and ferro-magnesia slag
RU2380633C1 (en) Duplex-furnace for smelting of manganese alloys from ferrimanganese bases and concentrates and anthropogenic wastes of metallurgy
Sviridova et al. Determination of the Basic Parameters of the Recovery Process for Extracting Iron from Iron and Steel Slag
RU2310694C2 (en) Ferronickel production process