[go: up one dir, main page]

RU2017840C1 - Способ переработки шламов гальванического производства - Google Patents

Способ переработки шламов гальванического производства Download PDF

Info

Publication number
RU2017840C1
RU2017840C1 SU5000676A RU2017840C1 RU 2017840 C1 RU2017840 C1 RU 2017840C1 SU 5000676 A SU5000676 A SU 5000676A RU 2017840 C1 RU2017840 C1 RU 2017840C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
carbon
oxygen
blast
amount
melt
Prior art date
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
В.П. Быстров
З.Г. Салихов
А.Н. Федоров
Л.И. Дитятовский
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью - Научно-экологическое предприятие "ЭКОСИ"
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 Общество с ограниченной ответственностью - Научно-экологическое предприятие "ЭКОСИ" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью - Научно-экологическое предприятие "ЭКОСИ"
Priority to SU5000676 priority Critical patent/RU2017840C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2017840C1 publication Critical patent/RU2017840C1/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Использование: цветная металлургия, переработка отходов с извлечением цветных металлов. Сущность: шламы, флюсы и углеродсодержащий восстановитель загружают на поверхность ванны оксидного расплава, в расплав и над расплавом непрерывно подают кислородсодержащее дутье, плавку ведут при 1200 - 1400 °С. Количество кислорода в дутье, подаваемом в расплав, составляет 1,0 - 1,8 от теоретически необходимого для окисления углерода загрузки до оксида углерода (II), количество углеродсодержащего восстановителя в загрузке составляет 1,0 - 1,2 от теоретически необходимого для восстановления оксидов цинка, меди, кобальта и никеля загрузки до металлов с образованием оксида углерода (II), а также поддержания теплового баланса процесса. Над расплавом подают 0,4 - 1,0 теоретически необходимого для окисления углерода и водорода загрузки до оксида углерода (IV) и воды количества кислорода. Возможна подача в расплав углеродсодержащего топлива, при этом количество кислорода в дутье, подаваемом в расплав, составляет 1,0 - 1,7 от теоретически необходимого для окисления углерода загрузки и дутья до оксида (II) и водорода до воды. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Description

Изобретение относится к способам переработки промышленных и бытовых отходов и может быть использовано в цветной металлургии для переработки вторичного сырья.
Известен способ переработки шламов, содержащих цветные металлы, включающий загрузку шламов, флюсов и углеродсодержащего восстановителя их восстановительную плавку с получением шлака, металлического сплава и газообразных продуктов. В соответствии с этим способом-прототипом шламы электролитического рафинирования меди подвергают восстановительной плавке. В качестве восстановителя используют углеродсодержащие агенты в количестве 1-4 мас.% шлама. Флюсующими добавками служат Si-содержащие соединения и известь.
Недостатком способа-прототипа является то, что в ходе переработки из него извлекаются только цветные металлы, которые имеют высокое давление паров металлов или соединений. В то же время в шламах гальванического производства содержатся в виде оксидов никель, медь и другие ценные компоненты. В стоимостном выражении они могут превалировать над извлекаемыми в возгоны цинком, свинцом, кадмием и индием. При наличии органической фракции в шламах происходит ее частичное разложение и удаление с газами, нередко с образованием канцерогенов, например бензопирена.
Цель изобретения - повышение комплексности использования сырья.
Поставленная цель достигается тем, что загрузку шламов, флюсов и восстановителя осуществляют на поверхность оксидного расплава, плавку ведут при 1200-1400оС при подаче кислородсодержащего дутья в расплав и над расплавом, причем количество кислорода в дутье, подаваемом в расплав, поддерживают из расчета 1,0-1,8 от теоретически необходимого для окисления углерода в загрузке до окиси углерода (II), количество кислорода в дутье над расплавом поддерживают из расчета 0,4-1,0 от теоретически необходимого для окисления углерода и водорода органической составляющей загрузки до оксида углерода (IV) и воды, количество углеродсодержащего восстановителя в загрузке поддерживают из расчета 1,0-1,2 от теоретически необходимого для восстановления оксидов цинка, меди, кобальта и никеля в загрузке до металлов.
Кроме того, в расплав подают совместно с кислородсодержащим дутьем углеродсодержащее топливо в количестве, необходимом для поддержания теплового баланса, причем количество кислорода в дутье поддерживают из расчета 1,0-1,7 от теоретически необходимого для окисления углерода в загрузке и дутье до оксида (IV) и воды.
Сущность предлагаемого способа состоит в том, что шламы, восстановитель и флюсы, необходимые для шлакообразования, подергают пирометаллургической переработке в барботажном агрегате типа печи Ванюкова. При этом за счет подбора условий процесса (состав газовой фазы, температура, дутьевой режим) достигается восстановление оксидов до металлов и возгонка летучих металлов и соединений. В результате цинка, свинец, кадмий, висмут удаляются с газами, барботирующими расплав, а никель, кобальт и медь, восстанавливаясь, образуют капли сплава металлов, оседающие в шлаке, образованном компонентами шлама и флюсами. На подине металлургического агрегата они формируют слой сплава, который самостоятельно или совместно с шлаком выпускают из металлургического агрегата. В последнем случае шлак и сплав могут быть разделены в отдельном агрегате, например электропечи. Сплав может подвергаться самостоятельной переработке с получением товарной продукции, например мельхиора, и может быть направлен на последнюю стадию конвертирования сульфидного медно-никелевого сырья. Газы, содержащие пары цинка, свинца, висмута, их соединений и других летучих компонентов, а также продукты разложения органической составляющей шламов и механический пылевынос подвергают обработке кислородсодержащим дутьем с полным окислением всех органических соединений до двуокиси углерода и воды. Из полученных газов возгоны цветных металлов достаточно эффективно могут быть уловлены существующим газоочистным оборудованием с последующим получением товарной продукции. При этом основную роль в дожигании органики играет температура процесса, величина которой, при достаточном количестве кислорода в дутье на дожигании обеспечивает полноту окисления органической составляющей до оксида углерода (IV) и воды. Получаемые в процессе шлаки нетоксичны и могут быть использованы в производстве строительных материалов.
Способ осуществляют следующим образом.
Шламы гальванического производства с восстановителем и флюсы загружают в металлургический агрегат, например печь Ванюкова, на поверхность шлакового расплава, барботируемого кислородсодержащим дутьем. Возможна предварительная подготовка сырья к плавке, включающая его сушку и окатывание или брикетирование с восстановителем и флюсами для снижения пылеуноса. За счет поддерживания определенного отношения кислорода в дутье к теоретически необходимому происходит неполное окисление углерода загрузки с созданием необходимого кислородного потенциала плавки (соотношения CO2/CO) по реакциям
2C + O2 = 2CO (1)
C + O2 = CO2 (2) и одновременно восстановление цветных металлов по реакциям
Cu2O + CO = Cu + CO2 (3)
NiO + CO = Ni + CO2 (4)
ZnO + C = Zn + CO (5) и т.д.
Летучие цветные металлы и их соединения, а также продукты неполного разложения органики и часть загружаемых металлов увлекаются технологическими газами и уносятся с ними. В непосредственной близости от поверхности расплава через специальные фурмы подается кислородсодержащее дутье. За счет подачи достаточного количества кислорода и оптимальной температуры процесса удается полностью очистить компоненты органической составляющей до оксида углерода (IV) и воды. Соединения цветных и редких металлов: цинка, свинца, висмута, индия и др. достаточно хорошо улавливается из газов существующими способами, поэтому газы, направляемые в атмосферу, не представляют экологической опасности. В то же время восстановительно-барботажный процесс обеспечивает достаточно полное извлечение летучих соединений в газы, т.е. высокую комплексность использования сырья. Этому способствует и то, что медь, никель и кобальт, восстанавливаясь, переходят в сплав. Образующиеся частицы этих металлов коалистируются в барботируемом газами оксидном расплаве и оседают, образуя данный сплав на медно-никелевой основе. Шлак формируется за счет оксидных компонентов, шлама и флюсов, количество и состав которых выбирается таким, что шлак имеет достаточно низкую температуру плавления и вязкость, а также состав, обеспечивающий минимальные потери цветных металлов. Из металлургического агрегата шлак выпускают непрерывно через сифон или по мере накопления через шпуры. Сплав металлов выпускают через шпур или совместно с шлаком с последующим разделением в электроотстойнике. Его направляют либо на самостоятельную переработку с извлечением цветных металлов, либо на переработку по другим известным способам, например, на последний этап конвертирования медно-никелевых штейнов. Уловленные возгоны цветных металлов также могут быть переработаны известным способом.
П р и м е р 1. На плавку в опытную печь Ванюкова подавались шламы гальванического производства состава, мас.%: CuO 12,0, NiO 5,46; CoO 0,3; Fe2O3 16,2; S 4,33 (сульфатная); Cr2O3 2,4; MgO 5,6; PbO 2,23; CdO 0,15; ZnO 5,74; CaO 24,3; Al2O3 4,2; органической фракции - 12,7% (средний состав C6H5); остальное - прочие. Печь представляет собой кессонированный агрегат с площадью пода в сечении фурм 0,7 м2. Исходные данные шихтовались с флюсом-песком, содержащим 95%, окатывались и загружались в печь. Влажность шламов 8-12%. Загрузка шихты проводилась на поверхность оксидного расплава, в который через фурмы подавалось дутье с содержанием кислорода 65-95%. Содержанием кислорода в дутье регулировали температуру процесса. Над поверхностью шлакового расплава для дожигания продуктов неполного сгорания органики и возгоняемых сульфидов цветных металлов через фурмы подавали технический кислород. Температуру процесса (расплава в зоне подачи в него кислорода) контролировали периодическим погружением термопар. Производительность по загрузке шламов во всех опытах составляла 1 т/ч. Газы очищались от пыли в электрофильтрах и системе мокрой газоочистки. Шлак выпускался через сифон в электроотстойник. Сплав выпускали через шпур на подине печи. Продукты плавки анализировали на содержание цветных металлов.
Для восстановления оксидов меди, никеля, цинка, свинца и кадмия, содержащихся в шламах по расчетам, требуется 0,04 т/ч углерода в загрузке. С учетом необходимости поддержания теплового баланса печи помимо содержащейся в загрузке органики потребовалась загрузка 50 кг/ч коксика, содержащего 80% углерода. В опытах количество коксика варьировали и оно составило по предлагаемому способу до 90 кг/ч, что обеспечивало устойчивую работу процесса и соответствует заявляемым пределам. При этом следует заметить, что органика, содержащаяся в шламах, играет и роль восстановителя соединений цветных металлов.
Шлак содержал 30-32% SiO2; 18-23% CaO; 16-18 FeO; 4-5% Al2O3; 7-9% (MgO + Cr2O3). При работе по предлагаемому способу в нем было 0,2-0,4% никеля; 0,3-0,5% меди; 1-2% цинка; 0,02-0,04% Co; следы свинца и кадмия. Сплав металлов содержал 50-60% меди; 20-25% никеля; 1-2% кобальта; 0,2-0,3% свинца; 10-15% железа; 1-2% серы. Возгоны содержат 40-50% цинка; 18-20% свинца; 1,5-2,6% кадмия.
Результаты опытов приведены в табл. 1, где представлены также результаты переработки шламов данного состава в вельц-печи по способу-прототипу. По сравнению со способом-прототипом не только достигнуто повышение извлечения свинца, цинка, кадмия, но и дополнительно извлекаются медь, никель и кобальт. Кроме того, предлагаемый способ более экологичен.
П р и м е р 2. Переработке подвергались в той же печи шламы указанного состава. Вместо коксика через специальные трубки в фурмах для подачи кислорода в качестве восстановителя и коксика подавался природный газ (98,5%). Производительность по шламам составляла 1 т/ч.
Результаты работы приведены в табл. 2. Количество природного газа во всех опытах составляло 50 нм3/ч, что с учетом органической составляющей соответствовало Qпр уг.вх/Qт уг.вх = 1,1.
Соотношение Vн пр/Vн т во всех опытах поддерживалось равным 0,7 и подача кислорода над расплавом составляла 260 нм3/ч. Температура процесса составляла 1280-1300оС. Результаты работы приведены в табл. 2. Анализ табличных данных показывает, что и в этом случае наилучшие показатели достигнуты при работе по предлагаемому способу в заявляемых пределах.
Использование предлагаемого способа позволяет: обеспечить комплексность использования сырья, извлекая ряд цветных металлов: никель, медь, кобальт в сплав, пригодный для дальнейшей переработки; создать экологически чистую технологию переработки шламов гальванического производства, исключающую образование токсичных отходов; повысить извлечение в возгоны из сырья данного типа: цинка - на 7,0-12,2%; свинца - на 17-20%; кадмия - на 13,7-25,3% .

Claims (2)

1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАМОВ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА, включающий загрузку шламов, содержащих соединения цветных металлов и органическую составляющую, флюсов и углеродсодержащего восстановителя, их восстановительную плавку с получением шлака, металлического сплава и газообразных продуктов, отличающийся тем, что, с целью повышения комплексности использования сырья, загрузку шламов, флюсов и восстановителя осуществляют на поверхность расплава, плавку ведут при 1200 - 1400oС при подаче кислородсодержащего дутья в расплав и над расплавом, причем количество кислорода в дутье, подаваемом в расплав, поддерживают из расчета 1,0 - 1,8 от теоретически необходимого для окисления углерода в загрузке до оксида углерода (II), количество кислорода в дутье над расплавом поддерживают из расчета 0,4 - 1,0 от теоретически необходимого для окисления углерода и водорода органической составляющей загрузки до оксида углерода (IV) и воды, количество углеродсодержащего восстановителя в загрузке поддерживают из расчета 1,0 - 1,2 от теоретически необходимого для восстановления оксидов цинка, меди, кобальта и никеля в загрузке до металлов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в расплав совместно с кислородсодержащим дутьем подают углеродсодержащее топливо в количестве, необходимом для поддержания теплового баланса, причем количество кислорода в дутье поддерживают из расчета 1,0 - 1,7 от теоретически необходимого для окисления углерода в загрузке и дутье до оксида (IV) и воды.
SU5000676 1991-07-11 1991-07-11 Способ переработки шламов гальванического производства RU2017840C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5000676 RU2017840C1 (ru) 1991-07-11 1991-07-11 Способ переработки шламов гальванического производства

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU5000676 RU2017840C1 (ru) 1991-07-11 1991-07-11 Способ переработки шламов гальванического производства

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2017840C1 true RU2017840C1 (ru) 1994-08-15

Family

ID=21584860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU5000676 RU2017840C1 (ru) 1991-07-11 1991-07-11 Способ переработки шламов гальванического производства

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2017840C1 (ru)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Заявка Японии N 61-174341, кл. C 22B 7/00, 1985. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5004496A (en) Method and apparatus for treatment of dust recovered from off gases in metallurgical processes
US5188658A (en) Method for recovering zinc from zinc-containing waste materials
KR101145957B1 (ko) 아연 잔류물로부터 비철 금속의 회수 방법 및 장치
AP1284A (en) Treatment of metal sulphide concentrates by roasting and arc furnace smelt reduction.
CN101680054A (zh) 用于回收具有高含量的锌和硫酸盐的残余物的方法
TWI874497B (zh) 改良式銅熔煉製程
CA2668506A1 (en) Recovery of non-ferrous metals from by-products of the zinc and lead industry using electric smelting with submerged plasma
US4857104A (en) Process for reduction smelting of materials containing base metals
RU2109077C1 (ru) Способ обработки сульфида цинка или других цинксодержащих материалов, способ частичного окисления материалов, содержащих оксид цинка, сульфид цинка и сульфид железа, способ обработки исходного материала, содержащего сульфид цинка и сульфид железа
CN111304450A (zh) 含铜污泥生产黑铜的方法及装置
US4519836A (en) Method of processing lead sulphide or lead-zinc sulphide ores, or sulphide concentrates, or mixtures thereof
RU2121518C1 (ru) Способ переработки оксидного сырья, содержащего цветные металлы
RU2194781C2 (ru) Способ переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо
CN101321880B (zh) 铅熔炼的方法和设备
CN219793074U (zh) 铜冶炼渣有价金属元素综合回收及无害化处理装置
RU2017840C1 (ru) Способ переработки шламов гальванического производства
CA2029644A1 (en) Method and apparatus for treating zinc ore concentrates
JPS59166636A (ja) 粗銅の製造方法
AU594370B2 (en) Recovery of volatile metal values from metallurgical slags
CN212316200U (zh) 含铜污泥生产黑铜的装置
CA1294131C (en) Process for reduction smelting of materials containing base metals
CN109680151B (zh) 一种无机危废富氧侧吹处理工艺
CA1212842A (en) Method of processing lead sulphide or lead/zinc sulphide ores, or sulphide concentrates, or mixtures thereof
RU2100459C1 (ru) Способ переработки сульфидного сурьмяного сырья, содержащего благородные металлы
US2879158A (en) Method for the separation of impurities from cobalt-containing materials