RU2574952C2 - Processing of zinc-and-iron-bearing fines of metallurgy - Google Patents
Processing of zinc-and-iron-bearing fines of metallurgy Download PDFInfo
- Publication number
- RU2574952C2 RU2574952C2 RU2014126779/02A RU2014126779A RU2574952C2 RU 2574952 C2 RU2574952 C2 RU 2574952C2 RU 2014126779/02 A RU2014126779/02 A RU 2014126779/02A RU 2014126779 A RU2014126779 A RU 2014126779A RU 2574952 C2 RU2574952 C2 RU 2574952C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zinc
- iron
- charge
- processing
- dust
- Prior art date
Links
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 title abstract 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 12
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 title description 8
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- -1 zinc-iron Chemical group 0.000 claims abstract description 14
- 239000003638 reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 9
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 8
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000000725 suspension Substances 0.000 claims abstract description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 claims abstract 3
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 30
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 5
- 239000000428 dust Substances 0.000 abstract description 19
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 2
- 238000000137 annealing Methods 0.000 abstract 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 20
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 20
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 19
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 9
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 210000004544 DC2 Anatomy 0.000 description 1
- 101700050571 SUOX Proteins 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 239000011551 heat transfer agent Substances 0.000 description 1
- 230000002530 ischemic preconditioning Effects 0.000 description 1
- 150000007524 organic acids Chemical class 0.000 description 1
- 150000007530 organic bases Chemical class 0.000 description 1
- 238000005453 pelletization Methods 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 1
Abstract
Description
Заявляемое техническое решение относится к черной металлургии и может быть использовано для утилизации пылей, обогащенных цинком.The claimed technical solution relates to ferrous metallurgy and can be used for disposal of dusts enriched with zinc.
Известен способ переработки цинк-железосодержащих отходов металлургического производства, включающий смешивание цинк-железосодержащих отходов с углеродистым восстановителем для получения шихты, формование шихтовых формовок и их сушку, высокотемпературную обработку шихтовых формовок в обжиговой печи путем подачи теплоносителя, выделение и улавливание оксида пинка. При этом исходную шихтовую смесь гранулируют с получением гранул диаметром 4-10 мм и влажностью 11-15 мас. %, высокотемпературную обработку гранул ведут при температуре 910-1100°C в течение 1-2 ч, улавливание возгонов цинка ведут путем отвода 70-80% общего объема цинксодержащей пылегазовой смеси из реакционной зоны обжиговой печи, а оставшийся объем пылегазовой смеси отводят из холодного конца обжиговой печи (патент на полезную модель UA №4720, МПК С22В 5/10, F23G 7/00, опубл. 15.02.2005).A known method for processing zinc-iron-containing waste from metallurgical production, including mixing zinc-iron-containing waste with a carbon reducing agent to produce a charge, molding and drying the charge moldings, high-temperature processing of charge moldings in a kiln by supplying a heat-transfer agent, the separation and capture of pink oxide. In this case, the initial charge mixture is granulated to obtain granules with a diameter of 4-10 mm and a moisture content of 11-15 wt. %, high-temperature processing of granules is carried out at a temperature of 910-1100 ° C for 1-2 hours, capture of zinc sublimates is carried out by removing 70-80% of the total volume of the zinc-containing dust-gas mixture from the reaction zone of the kiln, and the remaining volume of the dust-gas mixture is removed from the cold end kiln (patent for utility model UA No. 4720, IPC С22В 5/10, F23G 7/00, publ. 02.15.2005).
Анализ технических свойств известного способа, обусловленных его признаками, показывает, что получению ожидаемого технического результата при использовании прототипа препятствуют следующие причины: гранулирование исходной шихтовой смеси с получением гранул диаметром 4-10 мм обеспечивает получение шихтовых формовок с относительно низкой плотностью и прочностью. Для повышения эффективности переработки цинк-железосодержащих пылей или шламов металлургического производства необходимо увеличивать количество помещаемых в обжиговую печь гранул. Но при одновременной высокотемпературной обработке в обжиговой печи с заданным полезным объемом большого количества гранул, плотно расположенных друг над другом, затрудняется процесс возгонки цинка, что, в свою очередь, снижает степень извлечения цинка из отходов. А повышение продолжительности высокотемпературной обработки гранул при температуре 910-1100°C до 2 часов ведет к необоснованному увеличению энергозатрат.Analysis of the technical properties of the known method, due to its features, shows that the expected technical result when using the prototype is hindered by the following reasons: granulation of the initial charge mixture to obtain granules with a diameter of 4-10 mm provides charge moldings with a relatively low density and strength. To increase the efficiency of processing zinc-iron dusts or sludges of metallurgical production, it is necessary to increase the number of granules placed in the kiln. But with simultaneous high-temperature processing in a kiln with a given useful volume of a large number of granules densely located one above the other, the process of sublimation of zinc is hindered, which, in turn, reduces the degree of zinc extraction from waste. And increasing the duration of high-temperature processing of granules at a temperature of 910-1100 ° C up to 2 hours leads to an unreasonable increase in energy consumption.
Известен также способ (пат. РФ №2465352, С22В 7/00, С22В 19/30, 2009, опубл. 27.10.2012), который включает смешивание цинк-железосодержащих пылей или шламов с углеродистым восстановителем для получения шихты, формование шихтовых формовок и их сушку, высокотемпературную обработку шихтовых формовок в обжиговой печи путем подачи теплоносителя, выделение и улавливание оксида цинка. Отличительной особенностью способа является то, что формование шихтовых формовок осуществляют прессованием (прокатыванием) шихтовых формовок толщиной 4-10 мм, а высокотемпературную обработку прессованных шихтовых формовок осуществляют при 900-1100°C в течение 0,5-1,0 ч. Кроме того, смешивание цинк-железосодержащих пылей или шламов с углеродистым восстановителем осуществляют при массовом соотношении 1:0,1-0,3 и влажности 10-15 мас. %.There is also known a method (US Pat. RF No. 2465352, C22B 7/00, C22B 19/30, 2009, publ. 10/27/2012), which includes mixing zinc-iron dust or sludge with a carbon reducing agent to produce a charge, molding the charge moldings and their drying, high-temperature processing of charge moldings in a kiln by supplying a coolant, the allocation and capture of zinc oxide. A distinctive feature of the method is that charge moldings are molded by pressing (rolling) charge moldings with a thickness of 4-10 mm, and high-temperature processing of pressed charge moldings is carried out at 900-1100 ° C for 0.5-1.0 hours. In addition, mixing zinc-iron dusts or sludges with a carbon reducing agent is carried out with a mass ratio of 1: 0.1-0.3 and a moisture content of 10-15 wt. %
Последний принят в качестве прототипа. К недостаткам прототипа следует отнести необходимость использования прессового оборудования и низкие концентрационные пределы по содержанию цинка в исходных пылях не более 2,5%The latter is adopted as a prototype. The disadvantages of the prototype include the need to use press equipment and low concentration limits on the content of zinc in the initial dust is not more than 2.5%
Технической задачей заявляемого изобретения является исключение использования прессового оборудования и расширение концентрационных пределов содержания цинка в исходных пылях.The technical task of the invention is the exclusion of the use of press equipment and the expansion of the concentration limits of the zinc content in the initial dust.
Поставленная техническая задача достигается за счет того, что способ переработки цинк-железосодержащих пылей металлургического производства включает ввод в шихту углеродистого восстановителя, ее формование и высокотемпературную обработку в обжиговой печи при 900-1100°C путем подачи теплоносителя, выделение и улавливание оксида цинка, отличается тем, что углеродистый восстановитель вводят в шихту в виде суспензии в уксуснокислом растворе с концентрацией 3-10 мас. %The stated technical problem is achieved due to the fact that the method of processing zinc-iron dusts of metallurgical production involves the introduction of a carbon reducing agent into the charge, its molding and high-temperature processing in a kiln at 900-1100 ° C by supplying a heat carrier, the separation and capture of zinc oxide differs in that the carbonaceous reducing agent is introduced into the mixture in the form of a suspension in an acetic acid solution with a concentration of 3-10 wt. %
Сущность заявляемого технического решения состоит в том, что цинксодержащие пыли электросталеплавильных печей с трудом поддаются формованию даже в режиме прессования с углеродсодержащими добавками. При этом с повышением концентрации цинка в пылях их формовка неизбежно связана с низкой удельной производительностью прессового оборудования и низкой прочностью отформованных фрагментов. Пыли с содержанием цинка более 10% массовых практически не смачиваются водой и имеют угол естественного откоса, близкий к нулю. При использовании для формования уксуснокислых растворов достигаются две цели: смачиваемость пылей становится значимой, а органическая основа кислоты способствует восстановительным процессам при высокотемпературной обработке отформованной пыли. Кроме того, начальная прочность отформованных гранул в режиме окатывания достигает более 0,5 кг на гранулу и подсушка отформованного продукта не требуется. Сокращение расхода углеродного восстановителя является прямым следствием ввода органической кислоты, которая выполняет ту же роль, кроме того, разлагаясь при высоких температурах кислота обеспечивает пористость гранул и более полное удаление цинка при сохранении прочности гранул. Диапазон концентраций уксусной кислоты выбран исходя из проявления значимого эффекта смачивания для нижнего предела. Верхний предел ограничен необходимостью исключения потерь за счет летучести уксусной кислоты.The essence of the proposed technical solution lies in the fact that zinc-containing dust from electric arc furnaces is difficult to mold even in the pressing mode with carbon-containing additives. Moreover, with an increase in the concentration of zinc in dusts, their molding is inevitably associated with low specific productivity of the press equipment and low strength of the molded fragments. Dusts with a zinc content of more than 10% by mass are practically not wetted by water and have an angle of repose close to zero. When using acetic acid solutions for molding, two goals are achieved: the wettability of the dust becomes significant, and the organic base of the acid promotes recovery processes during high-temperature processing of the molded dust. In addition, the initial strength of the molded granules in the pelletizing mode reaches more than 0.5 kg per granule and drying of the molded product is not required. Reducing the consumption of carbon reducing agent is a direct consequence of the introduction of an organic acid, which plays the same role, in addition, decomposing at high temperatures, the acid provides porosity of the granules and more complete removal of zinc while maintaining the strength of the granules. The concentration range of acetic acid is selected based on the manifestation of a significant wetting effect for the lower limit. The upper limit is limited by the need to eliminate losses due to the volatility of acetic acid.
Сущность заявляемого технического решения поясняется примерами.The essence of the proposed technical solution is illustrated by examples.
Пример 1Example 1
Цинк-железосодержащую пыль из сухих газоочисток мартеновского производства, содержащую 3,5% Zn и 56% Feобщ., гранулировали на тарельчатом грануляторе в контакте с 2% водным раствором уксусной кислоты. Затем полученные гранулы обжигали при температуре 900°C в течение 0,5 ч в печи. Содержание оксида цинка в уловленной пыли составило 68%. Содержание Fe в обожженных гранулах возросло до 61% при остаточном содержании цинка в гранулах 0,5%.Zinc-iron-containing dust from dry open-hearth gas cleaners containing 3.5% Zn and 56% Fe total. , granulated on a plate granulator in contact with a 2% aqueous solution of acetic acid. Then, the obtained granules were calcined at a temperature of 900 ° C for 0.5 h in an oven. The content of zinc oxide in the captured dust was 68%. The Fe content in the calcined granules increased to 61% with a residual zinc content of 0.5% in the granules.
Пример 2Example 2
Цинк-железосодержащую пыль из сухих газоочисток конвертерного производства, содержащую 5% Zn и 53% Feобщ., смешивали с мелкодисперсными отсевами кокса, добавляемыми в количестве 0,8% от массы цинк-железосодержащей пыли. Полученную исходную шихту гранулировали на тарельчатом грануляторе в контакте с 3% раствором уксусной кислоты. Затем полученные шихтовые формовки обжигали при температуре 1100°C в течение 1,0 часа в печи. Содержание оксида цинка в уловленной пыли составило 70%. Содержание железа в обожженных гранулах возросло до 62% при остаточном содержании цинка в гранулах 0,3%Zinc-iron-containing dust from dry gas purifiers of converter production containing 5% Zn and 53% Fe total. , mixed with finely divided screenings of coke, added in an amount of 0.8% by weight of zinc-iron-containing dust. The resulting feed mixture was granulated on a plate granulator in contact with a 3% solution of acetic acid. Then, the obtained charge moldings were calcined at a temperature of 1100 ° C for 1.0 hour in an oven. The content of zinc oxide in the captured dust was 70%. The iron content in the calcined granules increased to 62% with a residual zinc content of 0.3%
Пример 3Example 3
Цинк-железосодержащую пыль из сухих газоочисток электросталеплавильного цеха, содержащую 16% Zn и 50,5% Feобщ., смешивали с мелкодисперсными отсевами кокса, добавляемыми в количестве 0,1% от содержания цинк-железосодержащей пыли. Полученную исходную шихту формовали методом окатывания на тарельчатом грануляторе в контакте с 10% раствором уксусной кислоты. Затем полученные шихтовые формовки обжигали при температуре 950°C в течение 0,7 часа в печи. Содержание оксида цинка в уловленной пыли составило 71%. Содержание железа в обожженных гранулах возросло до 63% при остаточном содержании цинка в гранулах 0,25%Zinc-iron-containing dust from dry gas cleanings of the electric steel-smelting shop, containing 16% Zn and 50.5% Fe total. , mixed with finely divided screenings of coke, added in an amount of 0.1% of the content of zinc-iron dust. The obtained initial mixture was formed by rolling on a plate granulator in contact with a 10% solution of acetic acid. Then, the obtained charge moldings were calcined at a temperature of 950 ° C for 0.7 hours in an oven. The content of zinc oxide in the captured dust was 71%. The iron content in the calcined granules increased to 63% with a residual zinc content of 0.25% in the granules
Пример 4Example 4
Цинк-железосодержащую пыль из сухих газоочисток электросталеплавильного цеха, содержащую 16% Zn и 50,5% Feобщ., формовали методом окатывания на тарельчатом грануляторе в контакте с суспензией отсевов кокса в 10% растворе уксусной кислоты. Полученные шихтовые формовки обжигали при температуре 950°C в течение 0,7 часа в печи. Содержание оксида цинка в уловленной пыли составило 72%. Содержание железа в обожженных гранулах возросло до 64% при остаточном содержании цинка в гранулах 0,2%Zinc-iron-containing dust from electric steel plant dry gas scrubbers containing 16% Zn and 50,5% Fe total. , formed by rolling on a plate granulator in contact with a suspension of coke screenings in a 10% solution of acetic acid. The resulting charge moldings were calcined at a temperature of 950 ° C for 0.7 hours in an oven. The content of zinc oxide in the captured dust was 72%. The iron content in the calcined granules increased to 64% with a residual zinc content in granules of 0.2%
Технический результат заключается в том, что ввод в систему уксуснокислого раствора резко повышает смачиваемость шихты, при этом образуются дополнительные поверхностные связи и частицы пыли агломерируются с образованием прочных гранул в широком диапазоне концентраций цинка в исходной пыли.The technical result consists in the fact that introducing an acetic acid solution into the system sharply increases the wettability of the mixture, additional surface bonds are formed and dust particles agglomerate with the formation of strong granules in a wide range of zinc concentrations in the initial dust.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2574952C2 true RU2574952C2 (en) | 2016-02-10 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2687387C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Ферос" (ООО "Ферос") | Metallurgical dust recycle method |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU662021A3 (en) * | 1975-11-20 | 1979-05-05 | Акцо Н.В. (Фирма) | Charge for producing agglomerate or pellets |
| UA4720U (en) * | 2004-01-08 | 2005-02-15 | Володимир Семенович Бойко | A method for reprocessing zinc-containing WASTE of metallurgy |
| WO2010122362A1 (en) * | 2009-04-21 | 2010-10-28 | Winkler Peter Lipot | Apparatus and method for producing drest iron-ore briquette and/or pellet from steel making converter flue-dust, sludge or red mud |
| RU2465352C2 (en) * | 2009-12-29 | 2012-10-27 | Государственное Предприятие "Украинский Научно-Технический Центр Металлургической Промышленности "Энергосталь" | Processing method of zinc-iron-containing dusts or slurries of metallurgical production |
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU662021A3 (en) * | 1975-11-20 | 1979-05-05 | Акцо Н.В. (Фирма) | Charge for producing agglomerate or pellets |
| UA4720U (en) * | 2004-01-08 | 2005-02-15 | Володимир Семенович Бойко | A method for reprocessing zinc-containing WASTE of metallurgy |
| WO2010122362A1 (en) * | 2009-04-21 | 2010-10-28 | Winkler Peter Lipot | Apparatus and method for producing drest iron-ore briquette and/or pellet from steel making converter flue-dust, sludge or red mud |
| RU2465352C2 (en) * | 2009-12-29 | 2012-10-27 | Государственное Предприятие "Украинский Научно-Технический Центр Металлургической Промышленности "Энергосталь" | Processing method of zinc-iron-containing dusts or slurries of metallurgical production |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2687387C1 (en) * | 2018-04-12 | 2019-05-13 | Общество с ограниченной ответственностью "Ферос" (ООО "Ферос") | Metallurgical dust recycle method |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO2021115029A1 (en) | Iron-containing metallurgical slag granule graded waste heat recovery and direct reduction system and method | |
| AU2008257833B2 (en) | Method for the valorisation of zinc- and sulphate-rich residue | |
| CN103088180A (en) | Method for preparing qualified steel-producing raw material and recovering tin by directly reducing high-iron low-tin concentrate | |
| CN110423900A (en) | A method of extracting magnesium from ferronickel slag | |
| CN212451213U (en) | Method for capturing CO by using steel slag2Device for eliminating free CaO | |
| KR101493965B1 (en) | Process for recovering iron and zinc from iron and zinc-bearing waste | |
| JP2004131778A (en) | Method of producing raw material for producing molten metal, and method of producing molten metal | |
| KR101493968B1 (en) | Process for recovering valuable metals from wastes produced during the manufacture and the processing of stainless steel | |
| RU2306348C1 (en) | Method of processing zinc-containing waste of ferrous metallurgy | |
| CN1214740A (en) | Method and apparatus for treating ironmaking dust | |
| CN1255559C (en) | Method for extracting vanadium by roasting material containing vanadium and its equipment | |
| RU2574952C2 (en) | Processing of zinc-and-iron-bearing fines of metallurgy | |
| RU2487952C1 (en) | Method of making pellets for metallurgy | |
| RU2450065C2 (en) | Method to process dust of metallurgical production | |
| RU2465352C2 (en) | Processing method of zinc-iron-containing dusts or slurries of metallurgical production | |
| Chen et al. | Gasification behavior of phosphorus during hydrogen-rich sintering of high-phosphorus iron ore | |
| CN110564969B (en) | Method for comprehensively recovering lead, zinc and iron in blast furnace gas ash | |
| CN113122727A (en) | Method for treating iron and steel smoke dust | |
| CN106430196B (en) | A kind of method that Mn oxide gas-based reduction prepares manganess carbide | |
| JP5052963B2 (en) | Method for producing molten zinc | |
| KR100602654B1 (en) | Manufacturing method of metal nickel using reduction reaction and metal nickel using the same method | |
| EP0060826B1 (en) | Method of recovering heavy metals | |
| RU2801974C1 (en) | Method for removing zinc from zinc-containing electrometallurgical wastes | |
| CN115304106B (en) | Method for producing calcium ferrite by combining semi-dry desulfurization ash and converter ash through high-temperature treatment | |
| JP2004225104A (en) | Method of reducing metal oxide, and method of concentrating zinc and lead |