RU2793944C1 - Reducing-flux mixture for processing secondary lead-containing materials - Google Patents
Reducing-flux mixture for processing secondary lead-containing materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2793944C1 RU2793944C1 RU2021133943A RU2021133943A RU2793944C1 RU 2793944 C1 RU2793944 C1 RU 2793944C1 RU 2021133943 A RU2021133943 A RU 2021133943A RU 2021133943 A RU2021133943 A RU 2021133943A RU 2793944 C1 RU2793944 C1 RU 2793944C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lead
- clinker
- containing materials
- mixture
- reducing
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к области производства цветных металлов и может быть использовано в технологии получения свинца чернового из вторичных свинецсодержащих материалов, в частности, отработанных аккумуляторных батарей, подвергаемых восстановительной плавке.The invention relates to the production of non-ferrous metals and can be used in the technology of producing crude lead from secondary lead-containing materials, in particular, spent batteries subjected to reduction smelting.
Из предшествующего уровня технических решений (Н.М. Барбин, С.В. Мамяченков, С.И. Холод. Металлургические технологии переработки техногенного и вторичного сырья. Часть 1. Свинец. Учебное пособие, Екатеринбург, УГТУ-УПИ, 2009 – аналог) известна восстановительно-флюсующая смесь (ВФС), включающая восстановители в виде углеродсодержащих (уголь, антрацит и т.д.) и железосодержащих (листовые отходы, стальная стружка, лом и т.д.) материалов, а также флюсующую (шлакообразующую) добавку в виде известняка и применяемая при восстановительной плавке свинецсодержащих материалов. From the previous level of technical solutions (N.M. Barbin, S.V. Mamyachenkov, S.I. Kholod. Metallurgical technologies for processing technogenic and secondary raw materials. Part 1. Lead. Textbook, Yekaterinburg, USTU-UPI, 2009 - analogue) a reductive-fluxing mixture (VFS) is known, including reducing agents in the form of carbon-containing (coal, anthracite, etc.) and iron-containing (sheet waste, steel shavings, scrap, etc.) materials, as well as a fluxing (slag-forming) additive in in the form of limestone and used in the reduction smelting of lead-containing materials.
Эта смесь, ввиду отсутствия предварительной подготовки, характеризуется ярко выраженной неоднородностью гранулометрического состава компонентов. В частности, углеродсодержащий материал представлен в кусковом виде с размером кусков до 50мм, железосодержащий материал имеет размер до 200мм, известняк до 80мм. Такая разнородность компонентов по крупности в составе ВФС не обеспечивает их эффективного взаимодействия с расплавом и, тем самым, обусловливает снижение извлечения свинца в готовый продукт (свинец черновой) при неоправданно высоком расходе ВФС.This mixture, due to the lack of preliminary preparation, is characterized by a pronounced heterogeneity of the particle size distribution of the components. In particular, the carbon-containing material is presented in lump form with a size of pieces up to 50 mm, iron-containing material has a size of up to 200 mm, limestone up to 80 mm. Such a heterogeneity of components in terms of size in the VFS composition does not ensure their effective interaction with the melt and, thereby, causes a decrease in the extraction of lead into the finished product (blind lead) at an unreasonably high consumption of VFS.
Кроме того, в случае применения железосодержащего материала в виде стружки при его загрузке в печь происходит заполнение значительного объема рабочего пространства печи, при этом практически мгновенно стружка окисляется с поверхности в газовом пространстве, медленно «усваивается» расплавом, что также ограничивает степень извлечения свинца в готовый продукт. In addition, in the case of the use of iron-containing material in the form of shavings, when it is loaded into the furnace, a significant volume of the working space of the furnace is filled, while almost instantly the shavings are oxidized from the surface in the gas space, slowly "assimilated" by the melt, which also limits the degree of extraction of lead into the finished product. product.
В качестве наиболее близкого аналога (прототипа) предлагаемое изобретение по совокупности существенных признаков принята восстановительно-флюсующая смесь для переработки свинецсодержащих материалов, раскрытая в SU 722974 A1, C22B 7/00, 25.03.1980.As the closest analogue (prototype) of the present invention, according to the totality of essential features, a reducing-fluxing mixture for processing lead-containing materials, disclosed in SU 722974 A1, C22B 7/00, 03/25/1980, is accepted.
Согласно прототипу, эффективность процесса достигается за счет сокращения пылевыноса и, как следствие, повышается извлечение свинца в свинец черновой.According to the prototype, the efficiency of the process is achieved by reducing dust and, as a result, increases the extraction of lead into black lead.
Основной недостаток известной ВФС состоит в необходимости соблюдения строгого порционного дозирования каждого компонента ВФС, что лимитирует процесс подготовки и загрузки ВФС в печь и не обеспечивает однородности получаемой ВФС. При неравномерном распределении компонентов в составе ВФС образуются локальные очаги их воздействия на расплав в печи. Однородность расплава достигается только при перемешивании.The main disadvantage of the known VFS is the need to comply with strict batch dosing of each component of the VFS, which limits the process of preparing and loading the VFS into the furnace and does not ensure the uniformity of the obtained VFS. With an uneven distribution of components in the VFS composition, local foci of their impact on the melt in the furnace are formed. The homogeneity of the melt is achieved only with stirring.
В результате, процесс переработки свинецсодержащих материалов затягивается, извлечение свинца в готовый продукт падает.As a result, the process of processing lead-containing materials is delayed, and the extraction of lead into the finished product falls.
Задачей настоящего изобретения является устранение указанных недостатков и, как следствие, сокращение потерь свинца со штейно-шлаковым расплавом и повышение степени извлечения свинца в готовый продукт, а также достижение экологического эффекта за счет вовлечения в переработку клинкера, являющегося отходом процесса вельцевания.The objective of the present invention is to eliminate these disadvantages and, as a result, to reduce lead losses with the matte-slag melt and increase the degree of lead extraction into the finished product, as well as achieve an environmental effect due to the involvement in the processing of clinker, which is a waste product of the Waelz process.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной восстановительно-флюсующей смеси, состоящей из компонентов на основе углерода, железа, оксидов кальция и кремния, в качестве компонентов смеси используют уголь каменный и клинкер вельцевания пыли электродуговых печей черной металлургии. Количество клинкера составляет 45-50% от общей массы смеси.The specified technical result is achieved by the fact that in the well-known reducing-fluxing mixture, consisting of components based on carbon, iron, calcium and silicon oxides, coal and Waelz clinker of dust from electric arc furnaces of ferrous metallurgy are used as components of the mixture. The amount of clinker is 45-50% of the total mass of the mixture.
Наличие углерода и железа в клинкере благоприятно сказывается на протекании процесса угле– и металловосстановления, в том числе соединений свинца. Высокое содержание углерода в клинкере в ряде случаев может обеспечить полное восстановление железа без участия дополнительного восстановителя, что также важно для быстрого протекания процесса восстановления. Клинкер обладает хорошей флюсующей способностью, что позволяет полностью исключить из состава ВФС основной (известняк) и кислый (кварцит) флюсы. The presence of carbon and iron in the clinker favorably affects the course of the process of carbon and metal reduction, including lead compounds. The high carbon content in clinker in some cases can ensure the complete reduction of iron without the participation of an additional reducing agent, which is also important for the rapid progress of the reduction process. Clinker has a good fluxing ability, which makes it possible to completely exclude basic (limestone) and acidic (quartzite) fluxes from the VFS composition.
Содержание в ВФС клинкера вельцевания в количестве 45-50% масс. является оптимальным с точки зрения достижения высокого показателя по извлечению свинца. При запредельных значениях содержания клинкера в ВФС извлечение свинца снижается, в одном случае из-за ухудшения текучести штейно-шлакового расплава, в другом – по причине недостаточного количестве углерода в ВФС.The content in the VFS Waelzation clinker in the amount of 45-50% of the mass. is optimal in terms of achieving a high lead recovery rate. At extreme values of the clinker content in the VFS, the extraction of lead decreases, in one case due to the deterioration of the fluidity of the matte-slag melt, in the other, due to an insufficient amount of carbon in the VFS.
Технические решения, совпадающие с существенными признаками заявляемого изобретения, не выявлены, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «новизна».Technical solutions that coincide with the essential features of the claimed invention have not been identified, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "novelty".
Заявляемые существенные признаки изобретения, обеспечивающие получения указанного технического результата явным образом не следуют из уровня техники, что позволяет сделать вывод о соответствии изобретения критерию «изобретательский уровень».The claimed essential features of the invention, which provide the specified technical result, do not explicitly follow from the prior art, which allows us to conclude that the invention meets the criterion of "inventive step".
Поскольку заявляемое изобретение обеспечивает технический результат, выражающийся в сокращении потерь свинца со штейно-шлаковым расплавом и, как следствие, повышение степени извлечения свинца в свинец черновой, а также в экономичности процесса в целом за счет исключения количества компонентов в составе восстановительно-флюсующей смеси, сокращения времени обработки расплава, то можно сделать вывод о том, что изобретение соответствует критерию «промышленная применимость».Since the claimed invention provides a technical result, which is expressed in reducing the loss of lead with matte-slag melt and, as a result, increasing the degree of extraction of lead into black lead, as well as in the economy of the process as a whole by eliminating the number of components in the composition of the reduction-fluxing mixture, reducing melt processing time, it can be concluded that the invention meets the criterion of "industrial applicability".
Подтверждением реализации заявляемого изобретения с достижением поставленной цели служат результаты сравнительных опытов, характеризующие показатели восстановительной плавки вторичных свинецсодержащих материалов с применением известной и предлагаемой (содержащей клинкер вельцевания) восстановительно-флюсующих смесей.Confirmation of the implementation of the claimed invention with the achievement of the set goal are the results of comparative experiments characterizing the performance of the reduction melting of secondary lead-containing materials using the known and proposed (containing Waelz clinker) reduction-flux mixtures.
Сравнительные результаты опытов по прототипу и предлагаемому изобретению приведены в табл. 1.Comparative results of experiments on the prototype and the proposed invention are given in table. 1.
В опытах 1–3, соответствующих прототипу, в качестве компонентов восстановительно-флюсующей смеси использовали:In experiments 1-3, corresponding to the prototype, as components of the recovery-fluxing mixture used:
углеродсодержащий материал в виде угля каменного марки ДО 25-50, класс сортовой, со средним содержанием примесей, % масс.: зола 10,2; сера 1,04 хлор 0,3; мышьяк 0,03, имеющий влажность 15,0,carbon-containing material in the form of hard coal grade DO 25-50, grade class, with an average content of impurities, wt %: ash 10.2; sulfur 1.04 chlorine 0.3; arsenic 0.03, having a moisture content of 15.0,
железосодержащий материал в виде стружки стальной категории А марки №2 (шифр 1132),iron-containing material in the form of shavings of steel category A, grade No. 2 (code 1132),
известняк в виде муки известняковой, содержащей, % масс.: карбонаты кальция и магния (в пересчете на сухую массу) 97,97 и имеющей влажность 5,9%,limestone in the form of limestone flour, containing, wt %: calcium and magnesium carbonates (in terms of dry weight) 97.97 and having a moisture content of 5.9%,
кварцит в виде боя стекла с содержанием, % масс.: диоксид кремния 71,2; оксид кальция 6,8; оксид магния 3,4; оксид алюминия 1,6.quartzite in the form of broken glass with the content, % wt.: silicon dioxide 71.2; calcium oxide 6.8; magnesium oxide 3.4; aluminum oxide 1.6.
В опытах 4-8, соответствующих заявляемому изобретению, в качестве компонентов восстановительно-флюсующей смеси использовали тот же уголь каменный, что и в опытах 1–3, и, взамен других компонентов ВФС, клинкер вельцевания пыли электродуговых печей черной металлургии, содержащий, % масс.: углерод 25,5; железо общее 37,4 (в т.ч. железо металлическое (Feмет) 16,8; оксид железа II (FeO) 15,9; оксид железа III (Fe2O3) 3,7); оксид кальция 27,7; диоксид кремния 14,6. Кроме этих компонентов клинкер содержал, % масс.: оксид магния 5,8; оксид марганца 3,6; серу 1,0, а также остаточные количества цинка (0,8%) и свинца (0,06%).In experiments 4-8, corresponding to the claimed invention, the same hard coal was used as components of the reducing-fluxing mixture as in experiments 1-3, and, instead of other components of the VFS, Waelz clinker dust from electric arc furnaces of ferrous metallurgy, containing, wt % .: carbon 25.5; total iron 37.4 (including metallic iron (Femet) 16.8; iron oxide II (FeO) 15.9; iron oxide III (Fe2O3) 3.7); calcium oxide 27.7; silicon dioxide 14.6. In addition to these components, the clinker contained, wt %: magnesium oxide 5.8; manganese oxide 3.6; sulfur 1.0, as well as residual amounts of zinc (0.8%) and lead (0.06%).
Важным показателем качества клинкера при использовании его в составе восстановительно-флюсующей смеси является степень металлизации железа, которая составляла 44,9%.An important indicator of the quality of clinker when used as part of a reduction-fluxing mixture is the degree of iron metallization, which was 44.9%.
Выбранный предел крупности клинкера (5–40мм) позволяет обеспечить достаточно стабильный его состав при незначительных вариациях содержания в нем полезных веществ, что гарантирует выполнение им функций восстановления и офлюсовывания шлака.The selected clinker fineness limit (5–40 mm) makes it possible to ensure its fairly stable composition with minor variations in the content of useful substances in it, which guarantees that it performs the functions of slag recovery and fluxing.
Анализ данных табл. 1 (прототип) указывает на то, что применение известной многокомпонентной ВФС позволяет обеспечить извлечение свинца на среднем уровне 50,88%, при этом количество перерабатываемых свинецсодержащих материалов изменялось от 10,79 до 11,53т. Table data analysis. 1 (prototype) indicates that the use of the well-known multicomponent VFS allows for the extraction of lead at an average level of 50.88%, while the amount of processed lead-containing materials varied from 10.79 to 11.53 tons.
Вариации производительности объясняются качеством и пропорциями свинецсодержащих материалов, в качестве которых использовали продукт сульфатно-оксидный, металлосодержащую фракцию от разделки аккумуляторного лома, отходы аккумуляторного производства (брак пластин, паста, пыль и др), съемы рафинирования, шлак оборотный. Средний удельный расход ВФС на 1т свинецсодержащих материалов составил 186,9кг.Productivity variations are explained by the quality and proportions of lead-containing materials, which were used as a sulfate-oxide product, a metal-containing fraction from cutting battery scrap, battery production waste (plate rejects, paste, dust, etc.), refining scraps, and recycled slag. The average specific consumption of VFS per 1 ton of lead-containing materials was 186.9 kg.
В случае использования предлагаемой двухкомпонентной ВФС, содержащей уголь каменный и клинкер, извлечение свинца, при прочих равных условиях, повысилось на 9,2% и при благоприятном составе свинецсодержащих материалов достигало 62,58%. Средний удельный расход ВФС на 1 т свинецсодержащих материалов составил 157,6кг.In the case of using the proposed two-component VFS containing coal and clinker, the extraction of lead, ceteris paribus, increased by 9.2% and, with a favorable composition of lead-containing materials, reached 62.58%. The average specific consumption of VFS per 1 ton of lead-containing materials was 157.6 kg.
В табл. 2 приведены данные, показывающие зависимость извлечения свинца от содержания клинкера в ВФС.In table. 2 shows data showing the dependence of lead recovery on the content of clinker in VFS.
Таблица 2table 2
Данные табл. 2 наглядно показывают, что в зависимости от содержания клинкера в восстановительно-флюсующей смеси изменяется извлечение свинца в свинец черновой:Table data. 2 clearly show that, depending on the content of clinker in the reducing-fluxing mixture, the extraction of lead into draft lead changes:
- при содержании менее 45,0% (42,5% масс.) качество штейно-шлакового расплава, в частности его текучесть, не обеспечивает требуемое разделение продуктов плавки, в результате чего извлечение свинца не достигает даже 55,0%,- when the content is less than 45.0% (42.5% wt.), the quality of the matte-slag melt, in particular its fluidity, does not provide the required separation of the smelting products, as a result of which the extraction of lead does not even reach 55.0%,
- при содержании более 50,0% (52,5% масс.) возрастают потери свинца со штейно-шлаковым расплавом, из-за чрезмерного снижения содержания углерода в составе восстановительно-флюсующей смеси. Недостаток углерода ухудшает показатели по восстановлению свинца,- at a content of more than 50.0% (52.5 wt.%), the loss of lead with the matte-slag melt increases, due to an excessive decrease in the carbon content in the composition of the reducing-fluxing mixture. Lack of carbon worsens lead recovery performance,
- при содержании клинкера 45-50% масс., рекомендуемым предлагаемым изобретением, среднее извлечение свинца в свинец черновой составило 58,8%, что на 12,8% отн. и на 5,4% отн. выше, чем при запредельных значениях по извлечению соответственно.- when the content of clinker 45-50 wt. -%, recommended by the present invention, the average extraction of lead in rough lead was 58.8%, which is 12.8% Rel. and by 5.4% rel. higher than at exorbitant recovery values, respectively.
На основании полученных данных можно утверждать, что клинкер вельцевания пыли электродуговых печей черной металлургии является эффективным компонентом восстановительно-флюсующей смеси для переработки вторичных свинецсодержащих материалов и позволяет при его содержании в смеси 45–50% повысить степень извлечения свинца в свинец черновой более чем на 5%.On the basis of the data obtained, it can be argued that Waelz clinker of dust from electric arc furnaces of ferrous metallurgy is an effective component of the reducing-fluxing mixture for processing secondary lead-containing materials and allows, with its content in the mixture of 45–50%, to increase the degree of extraction of lead into lead blister by more than 5% .
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2793944C1 true RU2793944C1 (en) | 2023-04-10 |
Family
ID=
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU722974A1 (en) * | 1978-03-01 | 1980-03-25 | Институт Металлургии И Обогащения Ан Казахской Сср | Covering flux for casting lead based scrap and wastes |
| SU908880A1 (en) * | 1980-06-06 | 1982-02-28 | Усть-Каменогорский Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции Свинцово-Цинковый Комбинат Им.В.И.Ленина | Method for processing storage battery scrap |
| SU1498805A1 (en) * | 1988-01-28 | 1989-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов | Method of reprocessing storage-battery scrap |
| RU2359045C2 (en) * | 2006-12-20 | 2009-06-20 | Дочернее Государственное предприятие "Восточный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов" Республиканского Государственного предприятия "Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан" (ДГП "ВНИИцветмет" РГП "НЦ КПМС РК") | Processing method of lead-bearing materials |
| CN112501435A (en) * | 2019-09-16 | 2021-03-16 | 河南永续再生资源有限公司 | Lead plaster pretreatment process for waste batteries |
| CN113621810A (en) * | 2021-08-12 | 2021-11-09 | 尤全仁 | Waste lead-acid storage battery and lead-containing waste regenerated and reduced lead ingredient and preparation method thereof |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU722974A1 (en) * | 1978-03-01 | 1980-03-25 | Институт Металлургии И Обогащения Ан Казахской Сср | Covering flux for casting lead based scrap and wastes |
| SU908880A1 (en) * | 1980-06-06 | 1982-02-28 | Усть-Каменогорский Ордена Ленина,Ордена Октябрьской Революции Свинцово-Цинковый Комбинат Им.В.И.Ленина | Method for processing storage battery scrap |
| SU1498805A1 (en) * | 1988-01-28 | 1989-08-07 | Всесоюзный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов | Method of reprocessing storage-battery scrap |
| RU2359045C2 (en) * | 2006-12-20 | 2009-06-20 | Дочернее Государственное предприятие "Восточный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов" Республиканского Государственного предприятия "Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан" (ДГП "ВНИИцветмет" РГП "НЦ КПМС РК") | Processing method of lead-bearing materials |
| CN112501435A (en) * | 2019-09-16 | 2021-03-16 | 河南永续再生资源有限公司 | Lead plaster pretreatment process for waste batteries |
| CN113621810A (en) * | 2021-08-12 | 2021-11-09 | 尤全仁 | Waste lead-acid storage battery and lead-containing waste regenerated and reduced lead ingredient and preparation method thereof |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2949765B1 (en) | Composite briquette and method for making a steelmaking furnace charge | |
| KR102122009B1 (en) | A recarburizing agent for steel manufacture and method for msteelmaking | |
| RU2793944C1 (en) | Reducing-flux mixture for processing secondary lead-containing materials | |
| CN114381606A (en) | Recycling harmless treatment method for copper smelting lead-and zinc-containing intermediate product | |
| JP5428534B2 (en) | Pig iron production method using high zinc content iron ore | |
| US20200024145A1 (en) | Method for resource recovery from silicon slag and deoxidizing agent for iron and steelmaking | |
| Lipart et al. | Wastes from the coal-enrichment process as alternative reducers for lead smelting from lead-acid accmulator scrap | |
| US9499755B2 (en) | Composite briquette for steelmaking or ironmaking furnace charge | |
| RU2041961C1 (en) | Method for steel making | |
| Kuldeyev et al. | Promising ways to increase raw material base of the chrome industry of the metallurgical industry of the Kazakhstan | |
| DE2255234A1 (en) | LIME COMPOSITION | |
| KR20080112818A (en) | How to recover valuable metals from steelmaking by-products | |
| JP4540488B2 (en) | Desulfurization method of ferronickel | |
| CN110004300B (en) | Method for preparing ferrosilicon alloy by using aluminum ash as raw material through plasma jet feeding | |
| CA2398349A1 (en) | Method for reprocessing dust or dust mixtures | |
| RU2455379C1 (en) | Method to melt low-carbon manganiferous alloys | |
| JP6710564B2 (en) | Electric furnace refining method | |
| RU2213788C2 (en) | Method of steel-making in electric-arc furnace | |
| RU2230806C1 (en) | Method of processing 0f nickel-bearing converter slags of nickel combine | |
| CN118406874B (en) | Recycling method for cooperatively disposing lead-containing waste residues through steel dust and mud | |
| RU2429302C2 (en) | Procedure for preparation of oiled and not oiled charge materials in form of fluxed briquettes to smelting | |
| RU2532538C1 (en) | Mixture for steel making in electroslag furnace with production of raw material for zinc industry | |
| CN112593040B (en) | Converter vanadium extraction coolant and application thereof | |
| RU2549029C1 (en) | Briquette for metallurgical treatment | |
| KR102362794B1 (en) | Ti-free flux composition |