WO2011122983A1 - Способ извлечения латуни, оксидов цинка и меди из шлака - Google Patents

Способ извлечения латуни, оксидов цинка и меди из шлака Download PDF

Info

Publication number
WO2011122983A1
WO2011122983A1 PCT/RU2011/000051 RU2011000051W WO2011122983A1 WO 2011122983 A1 WO2011122983 A1 WO 2011122983A1 RU 2011000051 W RU2011000051 W RU 2011000051W WO 2011122983 A1 WO2011122983 A1 WO 2011122983A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
brass
solution
zinc oxide
slag
oxide
Prior art date
Application number
PCT/RU2011/000051
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Иван Николаевич ТУЗОВ
Александр Денисович ТИМОЩЕНКОЮ
Original Assignee
Tuzov Ivan Nikolaevich
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 Tuzov Ivan Nikolaevich filed Critical Tuzov Ivan Nikolaevich
Publication of WO2011122983A1 publication Critical patent/WO2011122983A1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/04—Working-up slag
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/14—Waste materials; Refuse from metallurgical processes
    • C04B18/141—Slags
    • C04B18/144—Slags from the production of specific metals other than iron or of specific alloys, e.g. ferrochrome slags
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
    • C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
    • C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
    • C04B20/02—Treatment
    • C04B20/023—Chemical treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B15/00—Obtaining copper
    • C22B15/0026—Pyrometallurgy
    • C22B15/0054—Slag, slime, speiss, or dross treating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/30—Obtaining zinc or zinc oxide from metallic residues or scraps
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/34—Obtaining zinc oxide
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
    • C22B7/006—Wet processes
    • C22B7/008—Wet processes by an alkaline or ammoniacal leaching
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00—Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete

Definitions

  • the method of extracting brass, zinc oxide and copper oxide from slag from a brass foundry relates to the field of color hydrometallurgy, and can be used to selectively extract from slags from brass production, brass, zinc oxide, copper oxide and by-products suitable for non-waste production. industry.
  • the slag of brass production which is sent to dumps or for burial, mainly consists of 20-30% brass (splash) and 2-3% iron alloy, without which the slag contains finely divided brass 60-70%, 20-30% zinc oxide, 5-10% copper oxide and up to 1% undesirable impurities.
  • the well-known "Method of hydrometallurgical production of zinc oxide” according to patent 2179194 from 02/01/1999, published 02/10/2002, IPC 7 C22B19 / 00, C22B 19/34.
  • the method of obtaining pure zinc oxide from various zinc-containing technogenic raw materials includes leaching the feedstock, separating the precipitate of harmful impurities from the resulting pure zincate solution, the selection of the precipitated precipitate of zinc oxide, drying the latter to obtain the final product.
  • the brass concentrate has impurities of oxides, most of the finely dispersed brass remains in the sludge, zinc oxide is not cleaned and goes to the dump with sludge.
  • the method allows the selection of metal dust, which mainly contains oxides of iron and zinc, and in several stages to separate iron oxides and metal waste.
  • the material obtained in the last step is a mixture of a small amount of zinc oxide, zinc hydrated phases, which include zinc oxide hydrates and zinc hydroxide, as well as other phases, and a large amount of zinc diaminodichloride Zn (NH3) 2C12 or other similar compounds containing Zinc and chlorine ions are not a continuous method and, as a result, this process is uneconomical.
  • This method can only be used to extract zinc oxide. from industrial waste materials containing various components, including zinc, lead, iron and cadmium.
  • brass foundry waste consists of finely dispersed brass fractions of 2 mm or less, enclosed in a shell of zinc and copper oxides as a bone of cherry in the pulp, in fact oxides of zinc and copper and undesirable compounds of iron, lead, tin .
  • percentage terms brass 60-70%, zinc oxide 20-30%, copper oxide 5-10%, undesirable compounds 1-2%.
  • the objective of the proposed technical solution is the organization of waste-free brass production, with the extraction of brass slag without complex equipment, three expensive components: brass, zinc oxide and copper oxide, in a simple, environmentally friendly and affordable way, and other useful chemical compounds, with significantly lower costs: furnace - slag - separation of slag - brass into the furnace, zinc whitewash for sale, filtered solution or for recycling for initial saturation, or for sale for wood etching, or the allocation of chemical compounds in a suitable condition for industrial use, due to the method of extraction of brass, zinc oxide and copper oxide from the slag of the brass foundry, including preliminary crushing of the slag, its mechanical cleaning of iron compounds and extraction of the brass splice from it, preparation of the solution, containing a solution of ammonium salt and a surfactant, heating it to a temperature close to the boiling point, and preparing an aqueous suspension by feeding slag into the resulting solution target on continuous stirring and maintaining the specified temperature, heating the resulting suspension above 101 ° C and stirring continuously for 15-22
  • Preliminary crushing of slag and its mechanical purification from iron compounds allows you to immediately remove chemically unbound brass alloy and send it to remelting, and mechanically cleaned slag consisting of zinc and copper oxides and finely divided brass fractions of 2 mm or less, enclosed in a zinc oxide shell and copper as a bone of cherry into the pulp, to direct to the cleaning of finely dispersed brass from the shell of oxides, the regeneration of pure zinc oxide and copper oxide from slag, to obtain other components suitable for industrial use Denia without additional processing.
  • the proposed method allows waste-free separation of brass production slag into its constituent components, namely: first to mechanically separate iron compounds and brass splice, clean finely dispersed brass from the oxide shell, regenerate pure zinc oxide after separation of copper oxide, use the remaining solution and wash water in circulation or for industrial use without additional processing.
  • the method of extraction of brass, zinc oxide and copper oxide from the slag of the brass foundry is carried out according to the scheme shown in the drawing, where the furnace 1, the original slag 2, crusher 3, crushed slag 4, magnetic separator 5, ferrous metals 6, container 7 for scrap ferrous metals, slag 8 without ferrous metals, vibrosieve 9, brass 10 splice, accumulator 11 of processed slag, slag preparation section 12 of brass splash and iron alloys, section 13 of preparation of zinc-containing raw materials and separation of pure brass, section 14 of preparation of finely dispersed la tuni for remelting, section 15 for separation of zinc oxide and copper oxide, mixer separator 16, technical water 17, chemical reagents 18 for separating fine brass, heat source 19, recycled water 20, brass 21 fine, dryer 22 brass, briquetting press 23, solution 24 zinc oxide and copper oxide, mixer 25, filter 26, copper oxide 27, zinc oxide solution 28, crystallizer 29, filter 30, zinc oxide 31 for washing, mixer - separator 32 for washing zinc oxide, filter 33, zinc oxide 34, zinc oxide dryer 35,
  • the method of extraction of brass, zinc oxide and copper oxide from the slag of the brass foundry is as follows. The method is carried out in four sections: slag preparation section 12 and separation of brass alloy and iron alloys, section 13 of preparation of zinc-containing raw materials and separation of finely divided brass, section 14 of preparation of finely divided brass for remelting, and section 15 of separation of zinc oxide and copper oxide.
  • slag 2 which according to the results of the studies, contains brass - splined 20-30%, iron alloys 2-3%, is sent to the crusher 3.
  • the crushed slag 4 is fed to a magnetic separator 5, where the impurities, iron alloys 6 are separated from the slag, and sent to the container 7 for collecting ferrous metals, and the separated slag 8 is fed to a vibrating screen 9, on which the brass splice 10 is separated from the slag, which is sent to the furnace 1 for re-melting.
  • the remaining slag collected in the storage tank 11 is: finely divided brass 60-70%, zinc oxide 20-30%, copper oxide 5-10%. This slag is fed to section 13, mixer separator 16.
  • the temperature of the suspension is raised above 101 ° C, with constant stirring.
  • the chemical process is stopped after 15-22 minutes of mixing, finely divided brass 21 is separated, washed with hot water with reagents that neutralize the medium and stopping chemical processes, dehydrated to prevent oxidation in the mixer 16, and sent to section 14, to dryer 22, briquetting press 23, from which briquettes enter furnace 1, section 12 for re-melting.
  • chemical reagents 38 are added to the mixer 25 at the rate of: 0.0001 part of zinc dust from the volume of the solution.
  • the solution is sent to the filter 26, while the copper oxide 27 is separated and sent to the mixer-separator 39, where the copper oxide is washed, separated, sent to the dryer 40 and then to the packaging 41.
  • the zinc oxide solution 28 is sent through the filter 26 to the crystallizer 29, crystallization of zinc oxide takes place in the cooled solution within 2 to 3 hours, which is precipitated in the form of a precipitate by the filter 30. from the solution 37, which is sent into circulation, into the mixer - a separator 16 of section 13 for initial saturation, or for the release of substances for industrial use, or for etching of wood.
  • Zinc oxide 31 is sent to a mixer 32, where the zinc oxide filtrate is first washed with cold water below 10-24 ° C, to stop the chemical processes, then washed with hot water close to the boiling point, to dissolve and remove impurities, the filter 33 is dehydrated, Zinc oxide 34 is separated from the wash water 20, which is sent into circulation, and zinc oxide is sent to the dryer 35, where it is dried at a temperature of 100 to 150 degrees, and sent to the packaging 36.
  • the purity of zinc oxide is 99% or more.
  • the method provides a finished product yield: brass 60% - 70%, zinc white 20% - 30%, copper oxide up to 10%
  • Pure zinc oxide (zinc white) is used as the main component in the manufacture of paints, in electronics for the manufacture of semiconductors, in pharmacology as dietary supplements, in chemistry as a catalyst.
  • the main advantage of the proposed method is that it allows you to select from the waste, without special expenses and complex equipment, three expensive components: brass, zinc white and copper oxide, for the production of which expensive copper and zinc are used in industry. Therefore, the method enables industry to obtain brass, zinc white and copper oxide from waste in a simple and affordable way and preserve natural expensive materials.
  • the method does not use aggressive and toxic substances dangerous to humans. The method is carried out in a closed cycle therefore, there are no emissions into the environment.
  • the technical effect of the proposed solution is to obtain, with significantly lower costs, without complicated equipment, three expensive components: brass, zinc oxide and copper oxide from waste, in a simple, environmentally friendly and affordable way that allows for continuous waste-free production: furnace - slag - separation of slag - brass in the furnace, zinc white for sale, filtered solution or for recycling for initial saturation, or for sale for wood etching, or for incineration of chemical compounds in bottom, for industrial use, condition due to the fact that the slag is pre-crushed, mechanically cleaned of iron compounds and brass splice returned to the smelting; surfactant is added to the heated solution of ammonium chloride, before the addition of slag, stirred for 15-22 minutes, finely divided brass is separated, the remaining solution is further stirred for 35-45 minutes, cooled, copper oxide is separated before crystallization of zinc oxide.

Abstract

Способ извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства путем дробление шлака, механического очищения и извлечения сплёса латуни включает приготовление раствора, содержащего раствор соли аммония и поверхностно-активного вещества, нагрев до температуры, близкой к температуре кипения, приготовление водной суспензии и нагрев полученной суспензии выше температуры 101° С и непрерывном перемешивании в течение 15-22 мин. для очищения частиц латуни от окислов, отделение мелкодисперсной латуни, разделение раствора от оксида цинка и оксида меди путем перемешивания в течение 35-45 мин., охлаждения с отделением путем фильтрования оксида меди и кристаллизацией оксида цинка в охлаждаемом растворе, промывку холодной с температурой ниже 10-24° С водой. Затем переводят в раствор нежелательные примеси промывкой горячей водой, и отделяют фильтрованием оксид цинка. Технический результат заключается в непрерывном безотходном производстве латуни, оксида цинка и оксида меди при уменьшении затрат.

Description

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЛАТУНИ, ОКСИДОВ ЦИНКА И МЕДИ ИЗ ШЛАКА
Область техники
Способ извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства, относится к области цветной гидрометаллургии, и может быть использован для селективного извлечения из шлаков латунного производства, латуни, оксида цинка, оксида меди и побочных продуктов, пригодных для безотходного производства использования в промышленности.
Предшествующий уровень техники
Шлак латунного производства, который отправляют в отвалы, или на захоронение, преимущественно состоит из 20-30% латуни (сплёс) и 2-3% сплава железа, без которых шлак содержит латуни мелкодисперсной 60-70%, 20-30% оксида цинка, 5-10% оксида меди и до 1% нежелательные примеси.
Известен «Способ разделения латунных шлаков», по патенту 2104797, от 03.10.1997, опубликовано 20.02.1998, МПК 6 В03В9/04, В03В7/00, С22В7/04, который включает измельчение шлаков в мельнице самоизмельчения, грохочение измельченных шлаков, мелкий продукт грохочения обесшламливают по зерну 20 или 30 мкм, латунный концентрат выделяют в виде крупных продуктов грохочения и обесшламливания.
Данным способом из шлаков извлекают только латунь, поскольку способ не позволяет извлекать и другие составляющие, и оставшийся после извлечения латуни шлам с другими не менее ценными компонентами уходит в отвалы.
В промышленности известны гидрометаллургические способы регенерации окислов выщелачиванием неорганическими кислотами и растворами агрессивных соединений. Однако, они имеют низкий выход готового продукта, не дают желательной чистоты соединения, много ступенчаты, требуют сложного оборудования, опасны для человека. Имеют вредные выбросы в окружающую среду.
Известен «Способ гидрометаллургического получения оксида цинка» по патенту 2179194 от 05.02.1999, опубликовано 10.02.2002, МПК 7 С22В19/00, С22В 19/34. Способ получения чистого оксида цинка из различного цинкосодержащего техногенного сырья, включает выщелачивание исходного сырья, отделение осадка вредных примесей от получаемого чистого цинкатного раствора, выделение выпавшего осадка оксида цинка, сушку последнего с получением конечного продукта.
Но, на выходе латунный концентрат имеет примеси оксидов, большая часть мелкодисперсной латуни остаётся в шламе, оксид цинка не очищается и уходит со шламом в отвал.
Известен «Способ селективного восстановления из ряда промышленных отходов различных компонентов, в том числе цинка, меди, свинца и железа» по патенту US 3849121 (А) от 1971.11.30, опубликован 1974.11.19, МПК С22ВЗ/14; С22ВЗ/44; С22В7/02; С22ВЗ/00; С22В7/02; (IPC 1-7): С22ВЗ/00, включающий стадии выщелачивания отходов раствором аммония хлористого при повышенной температуре, отделении нерастворенного железного компонента, вытеснение металлическим цинком меди и свинца из раствора, и охлаждения раствора для осаждения из него оксида цинка.
Способ позволяет осуществлять отбор металлической пыли, которая в основном содержит оксиды железа и цинка, и в несколько этапов отделять оксиды железа и металлические отходы. Однако материал, полученный на последнем этапе, является смесью небольшого количества оксида цинка, гидратных фаз цинка, которые включают гидраты оксида цинка и гидроокись цинка, а также и другие фазы, и большое количество диаминодихлорида цинка Zn(NH3)2C12 или других подобных соединений, содержащих ионы цинка и хлора, не является непрерывным способом и, как следствие, данный процесс неэкономичен.
Наиболее близким по технической сущности является «Способ извлечения оксида цинка (варианты)» по патенту RU 21 19542 от 10.11.1992, опубликовано 27.09.1998, МПК6 С22В 19/00, при котором отработанный материал обрабатывают раствором хлорида аммония при повышенных температурах, отделяют нерастворившиеся компоненты из раствора, раствор обрабатывают металлическим цинком для вытеснения нежелательных металлических ионов из раствора, затем раствор охлаждают для осаждения из него соединений цинка, осажденные соединения цинка промывают для удаления таких нежелательных соединений, как диаминодихлорид цинка и оставшееся соединение цинка, которое по существу является гидроксидом цинка, высушивают, в результате получают, по существу, чистый оксид цинка.
Данный способ может быть использован только для извлечения оксида цинка из промышленных отработанных материалов, содержащих различные компоненты, включающие цинк, свинец, железо и кадмий.
Все известные способы не позволяют извлечь из латунных шлаков безотходно одновременно латунь, оксид меди и цинковые белила и другие компоненты готовые для дальнейшего использования в производстве. Для предприятий цветной металлургии эти способы экономически не выгодны, требуют большой расход энергетических ресурсов, имеют сложное дорогостоящее многоступенчатое оборудование и сложную технологию производства, требуют многочисленный обслуживающий персонал, используют агрессивные и ядовитые компоненты, которые имеют высокий класс опасности для человека, не гарантируют исключение вредных выбросов в окружающую среду.
Проведены исследования, в результате которых установлено, что отходы латунного литейного производства состоят из мелкодисперсной латуни фракции от 2 мм и менее, заключенных в оболочку окислов цинка и меди как косточка вишни в мякоть, собственно окислов цинка и меди и нежелательных соединений железа, свинца, олова. В процентном отношении: латунь 60-70%, оксид цинка 20-30%, оксид меди 5-10%, нежелательные соединения 1-2 %.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого технического решения является организация безотходного латунного производства, с извлечением из латунного шлака без сложного оборудования, трех дорогостоящих компонентов: латуни, цинковых белил и оксида меди, простым, экологичным и доступным способом, и других полезных химических соединений, со значительно меньшими затратами: печь - шлак - разделение шлака - латунь в печь, цинковые белила на продажу, отфильтрованный раствор или на рециркуляцию для исходного насыщения, или на продажу для протравки древесины, или на выделение химических соединений в пригодном, для промышленного использования, состоянии, за счет способа извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства, включающий предварительное дробление шлака, его механическое очищения от соединений железа и извлечение из него сплеса латуни, приготовление раствора, содержащего раствор соли аммония и поверхностно-активного вещества, его подогрев до температуры, близкой к температуре кипения, и приготовление водной суспензии путем подачи шлака в полученный раствор при непрерывном перемешивании и при поддержании указанной температуры, нагрев полученной суспензии выше температуры 101 °С и непрерывном перемешивании в течение 15-22 мин. для очищения частиц латуни от окислов, отделение мелкодисперсной латуни, разделение оставшегося раствора от оксида цинка и оксида меди, путем перемешивания в течение 35-45 мин., охлаждения с отделением путем фильтрования оксида меди и кристаллизацией оксида цинка в охлаждаемом растворе, его промывку холодной с температурой ниже 10-24 °С промывной водой для Прекращения химических процессов, перевод в раствор нежелательных примесей промывкой горячей промывной водой, близкой к температуре кипения, отделение фильтрованием оксида цинка.
Предварительное дробление шлака и механическое его очищение от соединений железа, позволяет сразу извлечь химически не связанный сплёс латуни и направить его на переплавку а механически очищенный шлак, состоящий из окислов цинка и меди и мелкодисперсной латуни фракции от 2 мм и менее, заключенных в оболочку окислов цинка и меди как косточка вишни в мякоть, направить на очистку мелкодисперсной латуни от оболочки окислов, регенерацию чистого оксида цинка и оксида меди из шлака, получения других компонентов пригодных для промышленного применения без дополнительной переработки.
Добавление поверхностно-активного вещества в подогретый раствор солей аммония, перед добавлением шлака, для предотвращения его слипания, и добавление шлака в раствор, при обязательном поддержании заданной температуры, для предотвращения остывания раствора, и перемешивании, для увеличения контакта частиц шлака с раствором, нагрев суспензии, после засыпки шлака, до температуры выше 101°С, и последующем постоянном перемешивании в течение 15 - 22 минут, позволяет избежать выпадения в осадок реагентов и продуктов химических процессов, ускорить химический процесс, а ограничение химической реакции 15 - 22 минутами, позволяет очистить частицы латуни от окислов, сохранить основные компоненты и отделить мелкодисперсную латунь для обезвоживания и переплавки, от раствора, направляемого для регенерации чистого оксида цинка, оксида меди и других компонентов, пригодных для промышленного применения.
Дополнительное перемешивание отделенного раствора в течение 35-45 минут и его охлаждение, позволяет отфильтровать, перед кристаллизацией оксида цинка, оксид меди, для промывки, обезвоживания и фасовки. Кристаллизация оксида цинка в охлаждаемом растворе в течение 2 - 3 часов, промывание холодной, ниже 10-24°С, и потом горячей водой, близкой к температуре кипения, позволяет сначала прекратить химический процесс, потом перевести в раствор все нежелательные примеси, и фильтрованием отделить оксид цинка, для обезвоживания и фасовки, а раствор подать в оборот для исходного насыщения, или на выделение веществ, для промышленного применения, или на протравку древесины.
Предлагаемый способ позволяет безотходно разделить шлак латунного производства на составляющие компоненты, а именно: предварительно механически отделить соединения железа и сплёс латуни, очистить мелкодисперсную латунь от оболочки окислов, из раствора регенерировать чистый оксид цинка после отделения оксида меди, использовать оставшийся раствор и промывные воды в обороте или для промышленного применения без дополнительной переработки.
Краткое описание чертежей
Способ извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства, осуществляют по схеме, изображенной на чертеже, где печь 1, исходный шлак 2, дробилка 3, дробленый шлак 4, магнитный сепаратор 5, чёрные металлы 6, контейнер 7 для лома чёрных металлов, шлак 8 без черных металлов, вибросито 9, латунь 10 сплес, накопитель 11 обработанного шлака, участок 12 подготовки шлака отделения латуни сплеса и сплавов железа, участок 13 подготовки цинкосо держащего сырья и отделения чистой латуни, участок 14 подготовки мелкодисперсной латуни к переплаву, участок 15 разделения оксида цинка и оксида меди, миксер-сепаратор 16, вода 17 техническая, химреактивы 18 для отделения мелкодисперсной латуни, источник тепла 19, вода 20 оборотная, латунь 21 мелкодисперсная, сушилка 22 латуни, брикетировочный пресс 23, раствор 24 оксида цинка и оксида меди, миксер 25, фильтр 26, оксид меди 27, раствор 28 оксида цинка, кристаллизатор 29, фильтр 30, оксид цинка 31 на промывку, миксер - сепаратор 32 для промывки оксида цинка, фильтр 33, оксид цинка 34, сушилка оксида цинка 35, фасовка оксида цинка 36, раствор 37, химреактивы 38, миксер - сепаратор 39, сушилка 40 оксида меди, фасовка 41 оксида меди.
Лучший вариант осуществления изобретения
Способ извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства, осуществляют следующим образом. Способ осуществляют на четырёх участках: участке 12 подготовки шлака и отделения латуни сплеса и сплавов железа, участке 13 подготовки цинкосодержащего сырья и отделения мелкодисперсной латуни, участке 14 подготовки мелкодисперсной латуни к переплаву, и участке 15 разделения оксида цинка и оксида меди.
На участке 12, из печи 1 для переплава латуни, шлак 2, который по результатам проведенных исследований, содержит латунь - сплёс 20-30%, сплавы железа 2-3 %, отправляют на дробилку 3. Измельчённый шлак 4 поступает на магнитный сепаратор 5, где примеси, сплавы железа 6 отделяют от шлака, и направляют в контейнер 7 для сбора чёрных металлов, а отсепарированный шлак 8 поступает на вибросито 9, на котором, от шлака отделяется сплёс латуни 10, который отправляют в печь 1 на переплавку.
После отделения от шлака железа и латунного сплёса, в оставшемся шлаке, собранном в накопителе 11, остаётся: латунь мелкодисперсная 60-70%, окись цинка 20-30%, окись меди 5-10%.Этот шлак и подают на участок 13, в миксер-сепаратор 16.
На участке 13, в миксер - сепаратор 16, при постоянном перемешивании, заливают воду 17, растворяют химреактивы 18, при следующем соотношении на одну часть воды, сначала 0,3 части аммония хлорида, после чего, для предотвращения слипания шлака, перед его засыпкой, в раствор аммония хлорида добавляют 0,001 часть поверхностно-активного вещества, потом последовательно, добавляют оборотную воду 20, оборотный раствор 37, смесь подогревают до температуры близкой к температуре кипения, и засыпают при непрерывном, для увеличения контакта частиц исходного материала с раствором, перемешивании 0,5 части шлака от объема воды из накопителя 11. Для предотвращения остывания раствора и, как следствие, выпадения в осадок реагентов и продуктов химических процессов, при засыпке холодного шлака, поддерживают заданную температуру раствора.
После засыпки шлака, для ускорения химических процессов и улучшения очистки частиц латуни от окислов, температуру суспензии поднимают выше 101°С, при постоянном перемешивании.
Для сохранения основных компонентов мелкодисперсной латуни, химический процесс прекращают через 15-22 минут перемешивания, мелкодисперсную латунь 21 отделяют, промывают горячей водой с реагентами, нейтрализующих среду и прекращающих химические процессы, обезвоживают для предотвращения окисления в миксере 16, и отправляют на участок 14, в сушилку 22, брикетировочный пресс 23, откуда брикеты поступают в печь 1, участка 12 на переплавку.
Оставшийся после отделения мелкодисперсной латуни раствор, из миксера - сепаратора 16 участка 13, состоящий из оксида цинка и оксида меди 24, отправляют на участок 15 разделения оксида цинка и оксида меди в миксер 25, где продолжают 40 мин перемешивать раствор, сохраняя температуру до 95 градусов. После этого в миксер 25 добавляют химреактивы 38 из расчета: 0,0001 часть цинковой пыли от объема раствора. Через 5 мин раствор отправляют на фильтр 26, при этом оксид меди 27 отделяют и отправляют в миксер - сепаратор 39, где оксид меди промывают, сепарируют, отправляют в сушилку 40 затем на фасовку 41.
После отделения оксида меди 27, раствор оксида цинка 28 через фильтр 26 отправляют в кристаллизатор 29, в охлаждаемом растворе в течение 2 - 3 часов происходит кристаллизация оксида цинка, которую в виде осадка отделяют фильтром 30. от раствора 37, направляемого в оборот, в миксер - сепаратор 16 участка 13 для исходного насыщения, или на выделение веществ, для промышленного применения, или на протравку древесины. Оксид цинка 31 отправляют в миксер 32, где фильтрат оксида цинка сначала промывают холодной водой ниже 10-24°С, для прекращения химических процессов, затем промывают горячей водой, близкой к температуре кипения, для растворения и вывода примесей, фильтром 33 обезвоживают, Оксид цинка 34 отделяют от промывочной воды 20, которую отправляют в оборот, а оксид цинка отправляют в сушилку 35, где сушат при температуре 100 - 150 градусов, и отправляют на фасовку 36.
По результатам проведённых испытаний чистота оксида цинка составляет 99% и более.
Результат испытаний на химический состав латуни показывает:
1. Образец латуни из печи содержал основных компонентов и примесей: Cu-58,2% Pb=l,36% Sn=0,244% Fe=0,386%, Al=0,193% Si=0,091% Sb=0,018%;
2. Образец латуни, выплавленный из мелкодисперсной латуни полученной после переработки шлака из той же печи с той же плавки: Cu=68,l% РЬ=1,29%
Sn=0,151% Fe=0,276%, Al=0,086% Si=0,051% Sb=0,007%;
Из этого видно повышение содержания меди и значительное сокращение вредных примесей. Способ обеспечивает выход готового продукта: латунь 60% - 70%,цинковые белила 20% - 30%,оксид меди до 10%
Чистый оксид цинка (цинковые белила) применяют, как основной компонент при производстве красок, в электронике для изготовления полупроводников, в фармакологии в качестве диетических добавок, в химии в качестве катализатора.
Главное преимущество предлагаемого способа заключается в том, что он позволяет выделить из отходов, без особых затрат и сложного оборудования, селективно, три дорогостоящих компонента: латунь, цинковые белила и оксид меди, для производства которых в промышленности используют дорогостоящие медь и цинк. Следовательно, способ дает возможность промышленности получить латунь, цинковые белила и оксид меди из отходов простым и доступным способом и сохранить природные дорогостоящие материалы. В способе не используются агрессивные и ядовитые вещества опасные для человека. Способ осуществляют по замкнутому циклу поэтому, нет выбросов в окружающую среду.
Техническим эффектом предложенного решения является получение, со значительно меньшими затратами, без сложного оборудования, трех дорогостоящих компонентов: латуни, цинковых белил и оксида меди из отходов, простым, экологичным и доступным способом, позволяющим осуществить непрерывное безотходное производство: печь - шлак - разделение шлака - латунь в печь, цинковые белила на продажу, отфильтрованный раствор или на рециркуляцию для исходного насыщения, или на продажу для протравки древесины, или на вьщеление химических соединений в пригодном, для промышленного использования, состоянии за счет того, что шлак предварительно измельчают, механически очищают его от соединений железа и сплеса латуни, возвращаемого на переплавку; в подогретый раствор хлорида аммония, перед добавлением шлака добавляют поверхностно- активное вещество, перемешивают в течение 15-22 минут, отделяют мелкодисперсную латунь, оставшийся раствор дополнительно перемешивают 35- 45 минут, охлаждают, перед кристаллизацией оксида цинка отделяют оксид меди.

Claims

ФОРМУЛА
1. Способ извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства, включающий предварительное дробление шлака, его механическое очищения от соединений железа и извлечение из него сплеса латуни, приготовление раствора, содержащего раствор соли аммония и поверхностно- активного вещества, его подогрев до температуры, близкой к температуре кипения, и приготовление водной суспензии путем подачи шлака в полученный раствор при непрерывном перемешивании и при поддержании указанной температуры, нагрев полученной суспензии выше температуры 101 °С и непрерывном перемешивании в течение 15-22 мин. для очищения частиц латуни от окислов, отделение мелкодисперсной латуни, разделение оставшегося раствора от оксида цинка и оксида меди, путем перемешивания в течение 35-45 мин., охлаждения с отделением путем фильтрования оксида меди и кристаллизацией оксида цинка в охлаждаемом растворе, его промывку холодной с температурой ниже 10-24 °С промывной водой для прекращения химических процессов, перевод в раствор нежелательных примесей промывкой горячей промывной водой, близкой к температуре кипения, отделение фильтрованием оксида цинка.
2. Способ по п.1 отличающийся тем, что мелкодисперсную латунь сушат, брикетируют и отправляют в литейное производство на переплавку.
3. Способ по п.1 отличающийся тем, что полученный оксид меди промывают, сепарируют, сушат, фасуют.
4. Способ по п.1 отличающийся тем, что кристаллизацию оксида цинка осуществляют в охлаждаемом растворе в течение 2-3 часов,
5. Способ по п.1 отличающийся тем, что раствор, после отделения и промывки оксида цинка, подают в оборот для исходного насыщения или на выделение веществ для промышленного применения или на протравку древесины.
PCT/RU2011/000051 2010-03-31 2011-01-28 Способ извлечения латуни, оксидов цинка и меди из шлака WO2011122983A1 (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2010112440 2010-03-31
RU2010112440A RU2415187C1 (ru) 2010-03-31 2010-03-31 Способ извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2011122983A1 true WO2011122983A1 (ru) 2011-10-06

Family

ID=44052840

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2011/000051 WO2011122983A1 (ru) 2010-03-31 2011-01-28 Способ извлечения латуни, оксидов цинка и меди из шлака

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2415187C1 (ru)
WO (1) WO2011122983A1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112746175A (zh) * 2020-12-29 2021-05-04 浙江遂昌汇金有色金属有限公司 锡铅渣可循环高纯炼锡装置及其工艺

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2623962C1 (ru) * 2016-08-04 2017-06-29 Алексей Сергеевич Ахлюстин Способ утилизации отходов латуни и отработанных травильных растворов

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3849121A (en) * 1971-11-30 1974-11-19 W Burrows Zinc oxide recovery process
JPH0625766A (ja) * 1992-07-08 1994-02-01 Sumitomo Metal Ind Ltd フェロスクラップと金属亜鉛含有物の処理方法
RU2091341C1 (ru) * 1994-10-14 1997-09-27 Акционерное общество "Эмпилс" Способ переработки цинкосодержащего сырья и технологическая линия для переработки цинкосодержащего сырья
RU2119542C1 (ru) * 1992-01-15 1998-09-27 Металз Ресайклинг Текнолоджиз Корп. Способ извлечения оксида цинка (варианты)

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3849121A (en) * 1971-11-30 1974-11-19 W Burrows Zinc oxide recovery process
RU2119542C1 (ru) * 1992-01-15 1998-09-27 Металз Ресайклинг Текнолоджиз Корп. Способ извлечения оксида цинка (варианты)
JPH0625766A (ja) * 1992-07-08 1994-02-01 Sumitomo Metal Ind Ltd フェロスクラップと金属亜鉛含有物の処理方法
RU2091341C1 (ru) * 1994-10-14 1997-09-27 Акционерное общество "Эмпилс" Способ переработки цинкосодержащего сырья и технологическая линия для переработки цинкосодержащего сырья

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112746175A (zh) * 2020-12-29 2021-05-04 浙江遂昌汇金有色金属有限公司 锡铅渣可循环高纯炼锡装置及其工艺

Also Published As

Publication number Publication date
RU2415187C1 (ru) 2011-03-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Dvořák et al. Hydrometallurgical recovery of zinc from hot dip galvanizing ash
CA2847833C (en) Process for purifying zinc oxide
CN110494575A (zh) 回收锂的方法
WO2010122362A1 (en) Apparatus and method for producing drest iron-ore briquette and/or pellet from steel making converter flue-dust, sludge or red mud
KR101711363B1 (ko) 알루미늄 스크랩의 블랙 드로스 재활용 장치 및 방법
JP2002511527A (ja) 湿式処理による製鋼所塵埃の処理方法
JP2010196140A (ja) ビスマスの回収方法
RU2415187C1 (ru) Способ извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства
CN101693554A (zh) 石煤矿提取五氧化二钒的方法
KR101735493B1 (ko) 알루미늄 블랙 드로스 재활용 시스템 및 방법
CN101314184A (zh) 从含锌粉料中回收并制取超细锌粉的方法
Behnajady et al. Separation of arsenic from hazardous As-bearing acidic leached zinc plant purification filter cake selectively by caustic baking and water leaching
AU2019290870B2 (en) Nickel sulfate compound manufacturing method
CN109136575B (zh) 一种湿法处理多金属粉尘的工艺方法
EP0244910B1 (en) Separation of non-ferrous metals from iron-containing powdery material
CN114214520B (zh) 一种含铜难处理物料无废环保回收方法
EP0420525A2 (en) Recycling metal containing compositions
AU2010217184A1 (en) Zinc oxide purification
JPH0797638A (ja) 製鉄所で発生するダスト類の処理方法
CN104711431B (zh) 一种铜浮渣生产硫酸铜的方法
JP4262829B2 (ja) コバルト回収方法
RU2415186C1 (ru) Комплекс для извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из шлака латунного литейного производства
JP5288778B2 (ja) 重金属含有粉末の処理方法
RU2683400C1 (ru) Способ переработки огнеупорной части отработанной футеровки алюминиевого электролизера
RU95668U1 (ru) Линия для извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из латунных шлаков

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 11763113

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 11763113

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1