RU2799597C1 - Method for processing zinc-containing materials - Google Patents

Method for processing zinc-containing materials Download PDF

Info

Publication number
RU2799597C1
RU2799597C1 RU2022109703A RU2022109703A RU2799597C1 RU 2799597 C1 RU2799597 C1 RU 2799597C1 RU 2022109703 A RU2022109703 A RU 2022109703A RU 2022109703 A RU2022109703 A RU 2022109703A RU 2799597 C1 RU2799597 C1 RU 2799597C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
zinc
mixture
containing material
carbonate
amount
Prior art date
Application number
RU2022109703A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Аркадьевич Михеенков
Денис Константинович Егиазарьян
Олег Юрьевич Шешуков
Лариса Борисовна Ведмидь
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2799597C1 publication Critical patent/RU2799597C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: processing of technogenic formations.
SUBSTANCE: invention relates to the extraction of hard-to-recover zinc forms from dust and sludge from aspiration of industrial production. An initial mixture is prepared from a zinc-containing material, a solid carbonaceous reducing agent and a carbonate-containing flux, agglomerated by pressing, and the agglomerated mixture is subject to the Waelz process. Carbonate-containing flux is introduced into the initial mixture in an amount of (0.9-1.7):1 to the mass of zinc-containing material. The resulting mixture is homogenized by joint grinding to a specific surface area of the components from 3000 to 5500 cm2/g. Pressing is carried out at a pressure of 50 to 300 MPa, and the Waelz process is carried out at a temperature of 1100-1350°C.
EFFECT: zinc extraction from hard-to-recover sulphide forms from technogenic formations.
6 cl, 13 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к переработке техногенных образований черной и цветной металлургии и других отраслей промышленности и может быть использовано для извлечения трудноизвлекаемых форм цинка из пыли и шламов от аспирации промышленного производства.The invention relates to the processing of technogenic formations of ferrous and non-ferrous metallurgy and other industries and can be used to extract hard-to-recover forms of zinc from dust and sludge from aspiration of industrial production.

Известен способ извлечения цинка вельцеванием, заключающийся во введении в цинксодержащую шихту коксика и нагреве шихты во вращающейся печи до температуры 1300°C с последующим улавливанием оксида цинка из образовавшегося клинкера (Лакерник М.М., Пахомова Г.Н. Металлургия цинка и кадмия. М: Металлургиздат, 1969, с. 393-409). Недостатком способа является образование настыли на стенках печи вследствие частичного расплавления клинкера при температурах 1200-1250°С.A known method of extracting zinc by Waelz, which consists in introducing coke into a zinc-containing mixture and heating the mixture in a rotary kiln to a temperature of 1300 ° C, followed by trapping zinc oxide from the resulting clinker (Lakernik M.M., Pakhomova G.N. Metallurgy of zinc and cadmium. M : Metallurgizdat, 1969, pp. 393-409). The disadvantage of this method is the formation of accretion on the walls of the furnace due to partial melting of the clinker at temperatures of 1200-1250°C.

Известен «Способ вельцевания цинксодержащих материалов» (патент РФ 2122596, опубл. 27.11.1998 г.), в котором кальцийсодержащий флюс подают в печь за счет вдувания его воздухом высокого давления (2-6 атм) с разгрузочного конца печи в зону формирования клинкера в количестве от 5 до 10% оксида кальция к весу клинкера. Изобретение позволяет уменьшить образование настылей, увеличить стойкость футеровки и выход цинка Недостатком способа является неравномерное распределение оксида кальция в прокаливаемом клинкере, что может привести к образованию в клинкере локальных легкоплавких зон.Known is the “Method of Waelzization of zinc-containing materials” (RF patent 2122596, publ. 11/27/1998), in which calcium-containing flux is fed into the furnace by blowing it with high pressure air (2-6 atm) from the discharge end of the furnace into the clinker formation zone in amount of 5 to 10% calcium oxide by weight of clinker. EFFECT: invention makes it possible to reduce build-up formation, increase lining durability and zinc yield. The disadvantage of this method is the uneven distribution of calcium oxide in the clinker being calcined, which can lead to the formation of local low-melting zones in the clinker.

Известен способ утилизации пыли электросталеплавильных печей (патент РФ 2484153, опубл. 10.06.2013 г.), в котором пыль электросталеплавильных печей окусковывают совместно с измельченным углеродистым восстановителем и связующим материалом в виде окатышей или брикетов, осуществляют их сушку, нагрев и обжиг во вращающейся печи совместно с кусковым твердым восстановителем при температуре выгружаемых материалов 700-1000°С, охлаждение газов и улавливание из них пыли, содержащей цинковые и свинцовые возгоны. При этом пыль электросталеплавильных печей перед окускованием предварительно смешивают с известь содержащим материалом и измельченным углеродистым восстановителем в количестве, превышающем стехиометрически необходимое содержание углерода для восстановления оксидов железа, цинка и свинца в 1,5-2,0 раза. Смесь увлажняют до содержания воды 8-11%, выдерживают в течение 1-3 часов, а полученные окатыши или брикеты загружают в печь совместно с кусковым твердым углеродистым восстановителем крупностью 0-20 мм в количестве 200-500 кг на одну тонну пыли электросталеплавильных печей. В данном изобретении известь содержащий материал смешивают с пылью перед обжигом, что позволяет равномерно распределить известь по объему окатыша и повысить ее реакционную способность. Недостатком заявленного изобретения является использование кускового восстановителя, что приводит к существенному перерасходу восстановителя.A known method of disposal of dust from electric furnaces (RF patent 2484153, publ. 06/10/2013), in which the dust of electric furnaces is agglomerated together with a crushed carbonaceous reducing agent and a binder material in the form of pellets or briquettes, they are dried, heated and roasted in a rotary kiln together with a lumpy solid reducing agent at a temperature of unloaded materials of 700-1000°C, cooling gases and trapping dust from them containing zinc and lead fumes. In this case, the dust of electric steel-smelting furnaces before agglomeration is preliminarily mixed with lime-containing material and crushed carbonaceous reducing agent in an amount exceeding the stoichiometrically necessary carbon content for the reduction of iron, zinc and lead oxides by 1.5-2.0 times. The mixture is moistened to a water content of 8-11%, kept for 1-3 hours, and the resulting pellets or briquettes are loaded into the furnace together with a lumpy solid carbonaceous reducing agent with a particle size of 0-20 mm in an amount of 200-500 kg per ton of dust from electric furnaces. In this invention, the lime-containing material is mixed with the dust before firing, which makes it possible to evenly distribute the lime throughout the volume of the pellet and increase its reactivity. The disadvantage of the claimed invention is the use of a lumpy reductant, which leads to a significant overrun of the reductant.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому изобретению является «Способ пирометаллургической переработки цинксодержащих материалов» (патент РФ 2244034, опубл. 10.01.2005 г.), в котором смесь из цинксодержащего материала и твердого углеродистого восстановителя, окусковывается с последующим вельцеваним окускованной смеси совместно с твердым углеродистым восстановителем, при этом указанная смесь содержит мелкие фракции известняка в количестве 2-10% от массы цинксодержащего материала, а окускование смеси осуществляют путем ее прессования, причем перед операцией смешения или одновременно с ней осуществляют измельчение цинксодержащего материала. За счет измельчения сырьевой смеси и ее прессования обеспечивается повышение содержания цинка в вельцокиси, снижение расхода углеродистого восстановителя и упрощение технологии переработки цинксодержащих материалов. Недостатком данного изобретения является отсутствие параметров измельчения и прессования, а также количество вводимого известняка недостаточно для извлечения сульфидных трудноизвлекаемых форм цинка. Установлено, что величина давления прессования оказывает существенное влияние на кинетику протекания топохимических реакций, каковой является реакция возгона цинка. При увеличении давления. прессования до 300 МПа, степень металлизации увеличивается с 34,6% до 71,9%, а температура начала металлизации смещается в область низких температур.The closest in technical essence and the achieved effect to the claimed invention is the "Method of pyrometallurgical processing of zinc-containing materials" (RF patent 2244034, publ. 01.10.2005), in which a mixture of zinc-containing material and a solid carbonaceous reducing agent is agglomerated, followed by agglomeration of the agglomerated mixture together with a solid carbonaceous reducing agent, wherein said mixture contains fine fractions of limestone in an amount of 2-10% by weight of the zinc-containing material, and the agglomeration of the mixture is carried out by pressing it, and before the mixing operation or simultaneously with it, the zinc-containing material is crushed. By grinding the raw mixture and pressing it, an increase in the zinc content in weltz oxide, a reduction in the consumption of a carbonaceous reducing agent, and a simplification of the technology for processing zinc-containing materials are ensured. The disadvantage of this invention is the lack of grinding and pressing parameters, and the amount of limestone introduced is not enough to extract hard-to-recover sulfide forms of zinc. It has been established that the value of pressing pressure has a significant effect on the kinetics of topochemical reactions, which is the zinc sublimation reaction. With increasing pressure. pressing up to 300 MPa, the degree of metallization increases from 34.6% to 71.9%, and the temperature of the onset of metallization shifts to the low temperature region.

Известно, что цинк в техногенных отходах металлургического производства может находиться не только в оксидной форме, например в медных шлаках цинк находится в сульфидной форме (ZnS), в колошниковой пыли и шламах доменного производства - в виде сфалерита ZnS и госларита ZnSO4⋅7H2O. При нейтрализации некоторых отходов химического производства в шламах формируется цинк в сульфидной форме (ZnS) и гипс дигидрат. В нашей стране такие шламы встречаются на предприятиях по производству синтетических волокон. Основной причиной потерь цинка в процессе переработки техногенных отходов является невозможность излечения трудноизвлекаемых форм (феррит цинка, силикат цинка, сульфид цинка) вельцеванием.It is known that zinc in technogenic wastes of metallurgical production can be found not only in the oxide form, for example, in copper slags, zinc is in the sulfide form (ZnS), in blast-furnace dust and sludge in the form of sphalerite ZnS and goslarite ZnSO 4 ⋅ 7H 2 O During the neutralization of some chemical production wastes, zinc in the sulfide form (ZnS) and gypsum dihydrate are formed in the sludge. In our country, such sludge is found in enterprises for the production of synthetic fibers. The main reason for the loss of zinc in the process of processing man-made waste is the impossibility of curing hard-to-recover forms (zinc ferrite, zinc silicate, zinc sulfide) by waelzation.

Техническим результатом настоящего изобретения является создание способа извлечения сульфидных форм цинка вельцеванием, обеспечивающего извлечение трудноизвлекаемых сульфидных форм цинка из техногенных образований.The technical result of the present invention is the creation of a method for the extraction of zinc sulfide forms by Waelz, which provides the extraction of hard-to-recover zinc sulfide forms from technogenic formations.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе переработки цинксодержащих материалов, включающем подготовку исходной смеси из цинксодержащего материала, твердого углеродистого восстановителя и карбонат содержащего флюса, окускование полученной смеси путем прессования, вельцевание окускованной смеси, согласно изобретению карбонатсодержащий флюс вводят в исходную смесь в количестве (0,9-1,7):1 к массе цинксодержащего материала, полученную смесь подвергают гомогенизации путем совместного помола до удельной поверхности компонентов от 3000 см2/г до 5500 см2/г, прессование проводят при давлении прессования от 50 МПа до 300 МПа, а вельцевание осуществляют при температуре 1100-1350°С.The specified technical result is achieved by the fact that in the method for processing zinc-containing materials, including the preparation of the initial mixture of zinc-containing material, solid carbonaceous reducing agent and carbonate-containing flux, agglomeration of the resulting mixture by pressing, wales of the agglomerated mixture, according to the invention, the carbonate-containing flux is introduced into the initial mixture in an amount ( 0.9-1.7):1 to the mass of zinc-containing material, the resulting mixture is subjected to homogenization by joint grinding to the specific surface of the components from 3000 cm 2 /g to 5500 cm 2 /g, pressing is carried out at a pressing pressure of 50 MPa to 300 MPa , and Waelzation is carried out at a temperature of 1100-1350°C.

В качестве цинксодержащего материала в предлагаемом способе используют пыли и шламы от аспирации промышленного производства, а твердый углеродистый восстановитель вводят в исходную смесь в количестве (0,1-0,3):1 к массе цинксодержащего материала.As a zinc-containing material in the proposed method, dust and sludge from aspiration of industrial production are used, and a solid carbonaceous reducing agent is introduced into the initial mixture in an amount of (0.1-0.3):1 by weight of the zinc-containing material.

При этом, если в качестве карбонат содержащего флюса используется карбонат магния (магнезит), то его вводят в исходную смесь в количестве (0,9-1,25):1 к массе цинксодержащего материала, при использовании в качестве карбонат содержащего флюса доломита, то его вводят в сырьевую смесь в количестве (1,0-1,25):1, а при использовании известняка - в количестве (1,1-1,7):1,0.At the same time, if magnesium carbonate (magnesite) is used as a carbonate-containing flux, then it is introduced into the initial mixture in an amount of (0.9-1.25): 1 to the mass of zinc-containing material, when using dolomite as a carbonate-containing flux, then it is introduced into the raw mixture in the amount of (1.0-1.25):1, and when using limestone - in the amount of (1.1-1.7):1.0.

Извлечение цинка, находящегося в техногенных отходах в оксидной форме, возможно за счет реализации реакции при температуре выше 1100°С,The extraction of zinc, which is in the technogenic waste in the oxide form, is possible due to the implementation of the reaction at a temperature above 1100°C,

Figure 00000001
Figure 00000001

Поскольку в некоторых техногенных образованиях цинк находится в сульфидной форме, то его разложение углеродом возможно по реакции при температуре выше 2000°СSince in some technogenic formations zinc is in the sulfide form, its decomposition by carbon is possible by reaction at a temperature above 2000 ° C

Figure 00000002
Figure 00000002

Однако при высоких температурах (2000°С) для реализации на практике подобной технологии потребуется использование специальных высокотемпературных агрегатов (например, дуговых печей), что экономически нецелесообразно.However, at high temperatures (2000°C), the implementation of such a technology in practice will require the use of special high-temperature units (for example, arc furnaces), which is not economically feasible.

Осуществление обменных реакций с преобразованием сульфидной формы цинка в оксидную возможно с металлами, находящимися в ряду напряжений металлов левее цинка (металлы, имеющие большее сродство к электрону: Li, K, Ва, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn).The implementation of exchange reactions with the transformation of the sulfide form of zinc into oxide is possible with metals that are in the series of voltages of metals to the left of zinc (metals with a higher electron affinity: Li, K, Ba, Sr, Ca, Na, Mg, Al, Mn).

С экономической точки зрения наиболее привлекательными для преобразования сульфидной формы цинка в оксидную, являются соли Са, и Mg, встречающиеся в природе в виде известняка, магнезита и доломита. При использовании известняка для разложения сульфида цинка и возгона цинка протекает следующая реакцияFrom an economic point of view, Ca and Mg salts, which occur naturally in the form of limestone, magnesite, and dolomite, are the most attractive for the conversion of the sulfide form of zinc into oxide. When limestone is used to decompose zinc sulfide and sublimate zinc, the following reaction occurs

Figure 00000003
Figure 00000003

Данная реакция при нагревании протекает в несколько стадий. При нагреве до температуры 720°С начинается разложение известняка по реакцииThis reaction, when heated, proceeds in several stages. When heated to a temperature of 720 ° C, the decomposition of limestone begins according to the reaction

Figure 00000004
Figure 00000004

Разложение известняка завершается при температуре 920°С. Выше этой температуры протекает обменная реакцияThe decomposition of limestone is completed at a temperature of 920°C. Above this temperature, the exchange reaction proceeds

Figure 00000005
Figure 00000005

При появлении оксида цинка с ним начинает взаимодействовать углерод и завершает разложение оксида цинка по реакции (1).When zinc oxide appears, carbon begins to interact with it and completes the decomposition of zinc oxide according to reaction (1).

Термодинамический анализ реакции (3) свидетельствует, что ее протекание, так же как и реакции (1), возможно выше температуры 1100°С. Расчет стехиометрического соотношения сульфида цинка и карбоната кальция по реакции (3) свидетельствует, что для извлечения 1% ZnS в сырьевую смесь следует вводить 1,02% СаСО3. Содержание цинка в шламах от производства синтетических волокон изменяется от глубины залегания и достигает 23,0%, что в пересчете на сульфид цинка составляет 34,4%. Для перевода такого количества сульфида цинка в оксид, в состав сырьевой смеси надо вводить не менее 35,0% СаСО3, что в пересчете на СаО составляет 19,6%. В известных изобретениях вводится гораздо меньшее количество извести. Кроме того, поскольку реакция извлечения цинка относится к топохимическим реакциям, скорость которых зависит от площади и силы контакта реагирующих веществ, сырьевая смесь перед обжигом, после введения карбонатов и кокса должна подвергаться гомогенизации путем совместного помола и брикетирования при достаточных усилиях прессования.Thermodynamic analysis of reaction (3) indicates that its occurrence, as well as reaction (1), is possible above a temperature of 1100°C. The calculation of the stoichiometric ratio of zinc sulfide and calcium carbonate according to reaction (3) indicates that in order to extract 1% ZnS, 1.02% CaCO 3 should be introduced into the raw mixture. The content of zinc in sludge from the production of synthetic fibers varies with depth and reaches 23.0%, which is 34.4% in terms of zinc sulfide. To transfer such an amount of zinc sulfide to oxide, at least 35.0% CaCO 3 must be introduced into the composition of the raw mixture, which is 19.6% in terms of CaO. In known inventions, a much smaller amount of lime is introduced. In addition, since the zinc extraction reaction belongs to topochemical reactions, the rate of which depends on the area and force of contact of the reactants, the raw mixture before roasting, after the introduction of carbonates and coke, must be homogenized by joint grinding and briquetting with sufficient pressing forces.

При осуществлении заявленного способа сначала производится гомогенизация сырьевой смеси, состоящей из цинксодержащего материала с углеродсодержащими добавками (коксовая мелочь) в количестве (0,1-0,3):1 к массе цинксодержащего материала и карбонатов кальция(магния) путем их совместного помола до удельной поверхности от 3000 см2/г до 5500 см2/г. За счет такой подготовки исходной смеси обеспечивается прочный контакт цинксодержащего материала с углеродсодержащими и карбонатными добавками при последующем брикетировании, облегчающий протекание твердофазных процессов десульфурации и возгона цинка при нагреве брикетов. При содержании углеродсодержащего материала менее 10% от массы цинксодержащего материала не обеспечивается необходимая степень удаления цинка, а при содержании более 30% удорожается стоимость брикета. Полученный продукт помола смешивают с водой, обеспечивающей влажность 5,0-10,0%, при которой достигается максимальная плотность и минимальная пористость брикетов или вяжущими, в качестве которых может использоваться стекло жидкое натриевое, патока, мелисса или технические лигносульфонаты. Данные вяжущие обеспечивают целостность брикета при дальнейшем нагреве. Прессование подготовленной смеси при давлении от 50 до 300 МПа приводит к облегчению протекания реакций десульфурации и возгона цинка при более низких температурах. При давлениях прессования менее 50 МПа облегчения возгона цинка не происходит, а давления более 300 МПа трудно реализовать технически. Прессованные брикеты имели форму цилиндра с высотой 15 мм и диаметром 15 мм. При давлении прессования 50 МПа исходные брикеты имели прочность при сжатии 5,4 МПа, а при давлении прессования 300 МПа предел прочности при сжатии составил 16,5 МПа. После обжига все брикеты имели прочность около 20 МПа.When implementing the claimed method, the raw mixture is first homogenized, consisting of a zinc-containing material with carbon-containing additives (coke breeze) in an amount of (0.1-0.3): 1 to the mass of the zinc-containing material and calcium (magnesium) carbonates by their joint grinding to a specific surfaces from 3000 cm 2 /g to 5500 cm 2 /g. Due to this preparation of the initial mixture, a strong contact of the zinc-containing material with carbon-containing and carbonate additives is ensured during subsequent briquetting, which facilitates the flow of solid-phase processes of zinc desulfurization and sublimation during heating of the briquettes. When the content of carbon-containing material is less than 10% by weight of zinc-containing material, the required degree of zinc removal is not ensured, and at a content of more than 30%, the cost of the briquette rises. The resulting grinding product is mixed with water providing a moisture content of 5.0-10.0%, at which the maximum density and minimum porosity of the briquettes or binders are achieved, which can be sodium liquid glass, molasses, lemon balm or technical lignosulfonates. These binders ensure the integrity of the briquette during further heating. Pressing the prepared mixture at a pressure of 50 to 300 MPa facilitates the desulfurization and zinc sublimation reactions at lower temperatures. At pressing pressures less than 50 MPa, zinc sublimation is not facilitated, and pressures above 300 MPa are technically difficult to implement. The pressed briquettes had the shape of a cylinder with a height of 15 mm and a diameter of 15 mm. At a pressing pressure of 50 MPa, the original briquettes had a compressive strength of 5.4 MPa, and at a pressing pressure of 300 MPa, the ultimate compressive strength was 16.5 MPa. After firing, all briquettes had a strength of about 20 MPa.

При проверке возможности реализации заявленного изобретения использовался шлам от производства синтетических волокон, находящийся в районе г. Балаково Саратовской обл. Усредненный химический состав шлама в пересчете на оксиды приведен в таблице 1.When checking the possibility of implementing the claimed invention, sludge from the production of synthetic fibers was used, located in the area of Balakovo, Saratov Region. The average chemical composition of the sludge in terms of oxides is shown in Table 1.

Figure 00000006
Figure 00000006

Фазовый состав шлама приведен в таблице 2.The phase composition of the sludge is shown in Table 2.

Figure 00000007
Figure 00000007

Поскольку в составе шлама имеется известняк, и его количество по отношению к сульфиду близко к 1, то для обжига готовилось два состава: первый для получения в сырьевой смеси минимального стехиометрического соотношения, равного заявленному как 1,1:1,0, второй для получения в сырьевой смеси значительного избытка известняка 1,7:1,0. Расчет составов производился по стандартной методике. Составы сырьевых смесей, приведены в таблице 3.Since the sludge contains limestone, and its amount in relation to sulfide is close to 1, two compositions were prepared for firing: the first to obtain the minimum stoichiometric ratio in the raw mixture, equal to the declared as 1.1:1.0, the second to obtain in raw mixture of a significant excess of limestone 1.7:1.0. The calculation of the compositions was carried out according to the standard method. The compositions of raw mixes are given in table 3.

Figure 00000008
Figure 00000008

Сырьевая смесь готовилась путем смешения компонентов в миксере с добавлением 2 масс. % воды. Дозировка компонентов сырьевой смеси осуществлялась в соответствии с данными, представленными в таблице 3. Продолжительность смешения составляла 30 секунд. Полученные смеси брикетировались при давлении 50 МПа. Брикеты обжигались при температурах 1100, 1200 и 1300°C с изотермической выдержкой 30 минут. Обжиг осуществлялся в электропечи камерной высокотемпературной (лабораторной) марки СКВ 12/14-В. Поскольку при разложении шлама протекают сложные физико-химические процессы, сопровождающиеся преобразованием сульфидной формы цинка в оксидную, которые можно уловить только при анализе преобразования фаз, обожженные образцы подвергались и качественному и количественному фазовому анализу.The raw mixture was prepared by mixing the components in a mixer with the addition of 2 wt. % water. The dosage of the components of the raw mixture was carried out in accordance with the data presented in table 3. The duration of mixing was 30 seconds. The resulting mixtures were briquetted at a pressure of 50 MPa. The briquettes were fired at temperatures of 1100, 1200 and 1300°C with an isothermal exposure of 30 minutes. Roasting was carried out in an electric furnace chamber high-temperature (laboratory) brand SKV 12/14-V. Since complex physicochemical processes occur during the decomposition of the sludge, accompanied by the transformation of the sulfide form of zinc into oxide, which can only be detected by analyzing the phase transformation, the fired samples were subjected to both qualitative and quantitative phase analysis.

Качественный фазовый состав шлама определяли методом рентгенофазового анализа (РФА) на аппарате ДРОН-1, количественный фазовый состав - на дифрактометре STADi-P (STORE, Germany), химический состав шлама определяли рентгенофлуоресцентным методом на спектрометре «S4 Explorer» (Bruker AXS GmbH, Германия), термогравиметрические исследования проводили на сканирующем калориметре STA 449 F3 Jupiter (Netzsch-Geratebau GmbH) по методике DIN 51004:1994.The qualitative phase composition of the sludge was determined by X-ray phase analysis (XPA) on a DRON-1 apparatus, the quantitative phase composition - on a STADi-P diffractometer (STORE, Germany), the chemical composition of the sludge was determined by X-ray fluorescence on an S4 Explorer spectrometer (Bruker AXS GmbH, Germany). ), thermogravimetric studies were carried out on a scanning calorimeter STA 449 F3 Jupiter (Netzsch-Geratebau GmbH) according to DIN 51004:1994.

В таблице 4 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,1:1,0, прокаленной при температуре 1100°С.Table 4 shows the phase composition of the sample at a ratio of 1.1:1.0, calcined at a temperature of 1100°C.

Figure 00000009
Figure 00000009

В таблице 5 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,1:1,0, прокаленной при температуре 1200°С.Table 5 shows the phase composition of the sample at a ratio of 1.1:1.0, calcined at a temperature of 1200°C.

Figure 00000010
Figure 00000010

В таблице 6 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,1:1,0, прокаленной при температуре 1300°С.Table 6 shows the phase composition of the sample at a ratio of 1.1:1.0, calcined at a temperature of 1300°C.

Figure 00000011
Figure 00000011

В таблице 7 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,7:1,0.Table 7 shows the phase composition of the sample at a ratio of 1.7:1.0.

Figure 00000012
Figure 00000012

В таблице 8 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,7:1,0 прокаленной при температуре 1200°С.Table 8 shows the phase composition of the sample at a ratio of 1.7:1.0 calcined at a temperature of 1200°C.

Figure 00000013
Figure 00000013

В таблице 9 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,7:1,0, прокаленной при температуре 1300°С.Table 9 shows the phase composition of the sample at a ratio of 1.7:1.0, calcined at a temperature of 1300°C.

Figure 00000014
Figure 00000014

Figure 00000015
Figure 00000015

В таблице 10 приведены сводные результаты по содержанию цинковых фаз при реализованных температурах обжига в пробе на соотношение 1,1:1,0.Table 10 summarizes the results of the content of zinc phases at realized firing temperatures in the sample at a ratio of 1.1:1.0.

Figure 00000016
Figure 00000016

На рисунке 1 приведена зависимость изменения содержания цинковых фаз в пробе на соотношение 1,1:1,0 в зависимости от температуры обжига.Figure 1 shows the dependence of the change in the content of zinc phases in the sample by a ratio of 1.1:1.0 depending on the firing temperature.

В таблице 11 приведены сводные результаты по содержанию цинковых фаз при реализованных температурах обжига в пробе на соотношение 1,7:1,0.Table 11 summarizes the results of the content of zinc phases at realized firing temperatures in the sample at a ratio of 1.7:1.0.

Figure 00000017
Figure 00000017

На рисунке 2 приведена зависимость изменения содержания цинковых фаз в пробе на соотношение 1,7:1,0 в зависимости от температуры обжига.Figure 2 shows the dependence of the change in the content of zinc phases in the sample by a ratio of 1.7:1.0 depending on the firing temperature.

Поскольку при реализованных температурах обжига цинк из проб удаляется не полностью, пробы на соотношение 1,1:1,0 и на соотношение 1,7:1,0 нагревали до температуры 1350°C с изотермической выдержкой 30 минут.Since, at the realized firing temperatures, zinc is not completely removed from the samples, samples for a ratio of 1.1:1.0 and a ratio of 1.7:1.0 were heated to a temperature of 1350°C with an isothermal exposure of 30 minutes.

В таблице 12 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,1:1,0, прокаленной при температуре 1350°C с изотермической выдержкой.Table 12 shows the phase composition of the sample at a ratio of 1.1:1.0, calcined at a temperature of 1350°C with isothermal exposure.

Figure 00000018
Figure 00000018

В таблице 13 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,7:1,0, прокаленной при температуре 1350°C с изотермической выдержкой 30 минут.Table 13 shows the phase composition of the sample at a ratio of 1.7:1.0, calcined at a temperature of 1350°C with an isothermal exposure of 30 minutes.

Figure 00000019
Figure 00000019

Результаты обжигов подтверждают возможность реализации предлагаемого изобретения. При повышении температуры обжига сульфид цинка преобразуется в оксид цинка, который восстанавливается углеродом и возгоняется. Уменьшение содержания сульфида цинка и увеличение содержания оксида цинка с увеличением температуры обжига хорошо видно на рисунках 1 и 2.The results of firing confirm the possibility of implementing the proposed invention. As the firing temperature rises, zinc sulfide is converted to zinc oxide, which is reduced by carbon and sublimes. The decrease in the content of zinc sulfide and the increase in the content of zinc oxide with increasing firing temperature are clearly seen in Figures 1 and 2.

Результаты обжига также свидетельствуют, что при нагреве до температуры 1300°С без изотермической выдержки не весь цинк возгоняется. В пробе на соотношение 1,1:1,0 остаточное содержание фаз цинка составляет 24,5%, а в пробе на соотношение 1,7:1,0 - 15,0%. Увеличение температуры обжига до 1350°C с изотермической выдержкой 30 минут позволяет полностью удалить оксид цинка.The firing results also indicate that when heated to a temperature of 1300°C without isothermal exposure, not all zinc is sublimated. In a sample for a ratio of 1.1:1.0, the residual content of zinc phases is 24.5%, and in a sample for a ratio of 1.7:1.0 - 15.0%. Increasing the firing temperature to 1350°C with an isothermal hold of 30 minutes makes it possible to completely remove zinc oxide.

Аналогично осуществлялся обжиг брикетов с магнезитом и доломитом при соотношениях менее заявленного - 0,75:1,0 и более заявленного 1,25:1,0. Обжиг осуществлялся при температуре 1350°С. Результаты обжигов показали, что при соотношении менее заявленного 0,75:1,0 остаточное содержание сульфида цинка в обожженных брикетах с магнезитом составило 28,0%, а в обожженных брикетах с доломитом 17,8%. В брикетах с соотношением более заявленного 1,25:1,0 как с магнезитом, так и с доломитом, после обжига цинк не обнаружен.Similarly, firing of briquettes with magnesite and dolomite was carried out at ratios less than the declared - 0.75:1.0 and more than the declared 1.25:1.0. The firing was carried out at a temperature of 1350°C. The firing results showed that at a ratio less than the stated 0.75:1.0, the residual content of zinc sulfide in the fired briquettes with magnesite was 28.0%, and in the fired briquettes with dolomite 17.8%. In briquettes with a ratio of more than the declared 1.25:1.0 with both magnesite and dolomite, zinc was not detected after firing.

Claims (6)

1. Способ переработки цинксодержащих материалов, включающий подготовку исходной смеси из цинксодержащего материала, твердого углеродистого восстановителя и карбонатсодержащего флюса, окускование полученной смеси путем прессования, вельцевание окускованной смеси, отличающийся тем, что карбонатсодержащий флюс вводят в исходную смесь в количестве (0,9-1,7):1 к массе цинксодержащего материала, полученную смесь подвергают гомогенизации путем совместного помола до удельной поверхности компонентов от 3000 см2/г до 5500 см2/г, прессование проводят при давлении прессования от 50 МПа до 300 МПа, а вельцевание осуществляют при температуре 1100-1350°С.1. A method for processing zinc-containing materials, including preparing an initial mixture of a zinc-containing material, a solid carbonaceous reducing agent and a carbonate-containing flux, agglomeration of the resulting mixture by pressing, agglomeration of the agglomerated mixture, characterized in that the carbonate-containing flux is introduced into the initial mixture in an amount of (0.9-1 ,7):1 to the mass of zinc-containing material, the resulting mixture is subjected to homogenization by joint grinding to a specific surface area of the components from 3000 cm 2 /g to 5500 cm 2 /g, pressing is carried out at a pressing pressure of 50 MPa to 300 MPa, and the wafer is carried out at temperature 1100-1350°C. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве цинксодержащего материала используют пыли и шламы от аспирации промышленного производства.2. The method according to p. 1, characterized in that dust and sludge from aspiration of industrial production are used as a zinc-containing material. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что твердый углеродистый восстановитель вводят в исходную шихту в количестве (0,1-0,3):1 к массе цинксодержащего материала.3. The method according to p. 1, characterized in that the solid carbonaceous reducing agent is introduced into the initial mixture in an amount of (0.1-0.3):1 by weight of the zinc-containing material. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании в качестве карбонатсодержащего флюса магнетита его вводят в исходную шихту в количестве (0,9-1,25):1 к массе цинксодержащего материала.4. The method according to p. 1, characterized in that, when used as a carbonate-containing flux, magnetite is introduced into the initial charge in an amount of (0.9-1.25): 1 by weight of the zinc-containing material. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании в качестве карбонатсодержащего флюса доломита его вводят в исходную смесь в количестве (1,0-1,25):1 к массе цинксодержащего материала.5. The method according to claim 1, characterized in that when used as a carbonate-containing flux, dolomite is introduced into the initial mixture in an amount of (1.0-1.25):1 to the mass of the zinc-containing material. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при использовании в качестве карбонатсодержащего флюса известняка его вводят в исходную шихту в количестве (1,1-1,7):1 к массе цинксодержащего материала.6. The method according to claim 1, characterized in that when limestone is used as a carbonate-containing flux, it is introduced into the initial charge in an amount of (1.1-1.7): 1 by weight of the zinc-containing material.
RU2022109703A 2022-04-11 Method for processing zinc-containing materials RU2799597C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2799597C1 true RU2799597C1 (en) 2023-07-07

Family

ID=

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997049637A1 (en) * 1996-06-27 1997-12-31 Metals Recycling Technologies Corp. Beneficiation of furnace dust for the recovery of chemical and metal values
RU2244034C1 (en) * 2003-09-11 2005-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" Method of pyrometallurgical processing of zinc-containing materials
RU2509815C1 (en) * 2012-07-31 2014-03-20 Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" Charge for waelz process for zinc-lead-tin-bearing materials
CN109554550B (en) * 2018-11-26 2020-12-15 贵州大学 Method for comprehensively utilizing steelmaking dust and recovering zinc

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997049637A1 (en) * 1996-06-27 1997-12-31 Metals Recycling Technologies Corp. Beneficiation of furnace dust for the recovery of chemical and metal values
RU2244034C1 (en) * 2003-09-11 2005-01-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" Method of pyrometallurgical processing of zinc-containing materials
RU2509815C1 (en) * 2012-07-31 2014-03-20 Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" Charge for waelz process for zinc-lead-tin-bearing materials
CN109554550B (en) * 2018-11-26 2020-12-15 贵州大学 Method for comprehensively utilizing steelmaking dust and recovering zinc

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Топоркова Ю. И. и др. Обзор методов переработки пылей электродуговой плавки. iPolytech Journal. 2021. Т.25, N 5. С. 643-680. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8557019B2 (en) Process for production of nickel and cobalt using metal hydroxide, metal oxide and/or metal carbonate
EA009599B1 (en) Self-reducing, cold-bonded pellets and method for their production (embodiments)
EP1579016B1 (en) Cold briquetting and pelletisation of mineral fines using an iron-bearing hydraulic binder
US6921427B2 (en) Process for cold briquetting and pelletization of ferrous or non-ferrous ores or mineral fines by iron bearing hydraulic mineral binder
RU2306348C1 (en) Method of processing zinc-containing waste of ferrous metallurgy
RU2458158C2 (en) Method of obtaining pelletised metallurgical raw materials
RU2799597C1 (en) Method for processing zinc-containing materials
CN103952540A (en) Technology for producing metallized furnace charge from iron-containing dust and high-silicon iron concentrate
US4063930A (en) Preparation of weatherable ferrite agglomerate
El-Hussiny et al. Effect of recycling blast furnace flue dust as pellets on the sintering performance
US4814005A (en) Flux material for steelmaking
RU2484153C2 (en) Method of arc-furnace dust recovery
US3751241A (en) Method for producing weather-resistant superfluxed metallized pellets from iron-bearing fines and a superfluxed metallized pellet produced thereby
RU2626371C1 (en) Method of processing metallurgical production waste
US3547623A (en) Method of recovering iron oxide from fume containing zinc and/or lead and sulfur and iron oxide particles
RU2374327C2 (en) Steel-smelting flux and method of its producing (versions)
Pal et al. Development of carbon composite iron ore micropellets by using the microfines of iron ore and carbon-bearing materials in iron making
RU2450065C2 (en) Method to process dust of metallurgical production
RU2749446C1 (en) Charge and method of obtaining flux and refractory material for steel production (options) with its use
US4518428A (en) Agglomerates containing olivine
Sheshukov et al. Features of zinc extraction from sulfide forms
US3074806A (en) Dolomitic refractory
RU2464329C2 (en) Pellet manufacturing charge
US3754889A (en) Highly fluxed iron oxide pellet
Sheshukov et al. Zinc Techno-Genic Formations: Physico-Chemical Features of its Extraction