RU2799597C1 - Способ переработки цинксодержащих материалов - Google Patents
Способ переработки цинксодержащих материалов Download PDFInfo
- 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
Links
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 64
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 63
- 239000011701 zinc Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 55
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims abstract description 18
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims abstract description 15
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims abstract description 14
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims abstract description 12
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000000227 grinding Methods 0.000 claims abstract description 8
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 claims abstract description 4
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 claims description 10
- 239000006028 limestone Substances 0.000 claims description 10
- 238000005054 agglomeration Methods 0.000 claims description 6
- 230000002776 aggregation Effects 0.000 claims description 6
- 239000010459 dolomite Substances 0.000 claims description 6
- 229910000514 dolomite Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000000265 homogenisation Methods 0.000 claims description 2
- SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N iron(II,III) oxide Inorganic materials O=[Fe]O[Fe]O[Fe]=O SZVJSHCCFOBDDC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 abstract description 9
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 abstract description 9
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 150000003568 thioethers Chemical group 0.000 abstract 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 19
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 17
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 17
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 8
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 7
- 125000000101 thioether group Chemical group 0.000 description 7
- ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L magnesium carbonate Chemical compound [Mg+2].[O-]C([O-])=O ZLNQQNXFFQJAID-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 6
- 239000001095 magnesium carbonate Substances 0.000 description 6
- 229910000021 magnesium carbonate Inorganic materials 0.000 description 6
- 235000014380 magnesium carbonate Nutrition 0.000 description 6
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 6
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 4
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 4
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 4
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 4
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 4
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 3
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Inorganic materials [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 3
- 239000012209 synthetic fiber Substances 0.000 description 3
- 229920002994 synthetic fiber Polymers 0.000 description 3
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 2
- VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L Calcium carbonate Chemical compound [Ca+2].[O-]C([O-])=O VTYYLEPIZMXCLO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N calcium oxide Chemical compound [O-2].[Ca+2] BRPQOXSCLDDYGP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 2
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 235000010654 Melissa officinalis Nutrition 0.000 description 1
- 244000062730 Melissa officinalis Species 0.000 description 1
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001308 Zinc ferrite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004110 Zinc silicate Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000019 calcium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- HHSPVTKDOHQBKF-UHFFFAOYSA-J calcium;magnesium;dicarbonate Chemical class [Mg+2].[Ca+2].[O-]C([O-])=O.[O-]C([O-])=O HHSPVTKDOHQBKF-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 238000012824 chemical production Methods 0.000 description 1
- 239000000112 cooling gas Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 150000004683 dihydrates Chemical class 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 238000009851 ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000003517 fume Substances 0.000 description 1
- 239000010440 gypsum Substances 0.000 description 1
- 229910052602 gypsum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 235000013379 molasses Nutrition 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019353 potassium silicate Nutrition 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 229910052950 sphalerite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012932 thermodynamic analysis Methods 0.000 description 1
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 1
- WGEATSXPYVGFCC-UHFFFAOYSA-N zinc ferrite Chemical compound O=[Zn].O=[Fe]O[Fe]=O WGEATSXPYVGFCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N zinc silicate Chemical compound [Zn+2].[O-][Si]([O-])=O XSMMCTCMFDWXIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000019352 zinc silicate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
Images
Abstract
Изобретение относится к переработке техногенных образований, для извлечения трудноизвлекаемых форм цинка из пыли и шламов от аспирации промышленного производства. Подготавливают исходную смесь из цинксодержащего материала, твердого углеродистого восстановителя и карбонатсодержащего флюса, окусковывают прессованием и осуществляют вельцевание окускованной смеси. Карбонатсодержащий флюс вводят в исходную смесь в количестве от (0,9-1,7):1 к массе цинксодержащего материала. Полученную смесь гомогенизируют путем совместного помола до удельной поверхности компонентов от 3000 до 5500 см2/г. Прессование проводят при давлении от 50 до 300 МПа, а вельцевание осуществляют при температуре 1100-1350°С. Обеспечивается извлечение цинка из трудноизвлекаемых сульфидных форм из техногенных образований. 5 з.п. ф-лы, 13 табл., 2 ил.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Техническим результатом настоящего изобретения является создание способа извлечения сульфидных форм цинка вельцеванием, обеспечивающего извлечение трудноизвлекаемых сульфидных форм цинка из техногенных образований.
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.
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.
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.
Извлечение цинка, находящегося в техногенных отходах в оксидной форме, возможно за счет реализации реакции при температуре выше 1100°С,
Поскольку в некоторых техногенных образованиях цинк находится в сульфидной форме, то его разложение углеродом возможно по реакции при температуре выше 2000°С
Однако при высоких температурах (2000°С) для реализации на практике подобной технологии потребуется использование специальных высокотемпературных агрегатов (например, дуговых печей), что экономически нецелесообразно.
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).
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 реакция
Данная реакция при нагревании протекает в несколько стадий. При нагреве до температуры 720°С начинается разложение известняка по реакции
Разложение известняка завершается при температуре 920°С. Выше этой температуры протекает обменная реакция
При появлении оксида цинка с ним начинает взаимодействовать углерод и завершает разложение оксида цинка по реакции (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.
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.
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.
Фазовый состав шлама приведен в таблице 2.
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.
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.
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.
В таблице 4 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,1:1,0, прокаленной при температуре 1100°С.
В таблице 5 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,1:1,0, прокаленной при температуре 1200°С.
В таблице 6 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,1:1,0, прокаленной при температуре 1300°С.
В таблице 7 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,7:1,0.
В таблице 8 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,7:1,0 прокаленной при температуре 1200°С.
В таблице 9 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,7:1,0, прокаленной при температуре 1300°С.
В таблице 10 приведены сводные результаты по содержанию цинковых фаз при реализованных температурах обжига в пробе на соотношение 1,1:1,0.
На рисунке 1 приведена зависимость изменения содержания цинковых фаз в пробе на соотношение 1,1:1,0 в зависимости от температуры обжига.
В таблице 11 приведены сводные результаты по содержанию цинковых фаз при реализованных температурах обжига в пробе на соотношение 1,7:1,0.
На рисунке 2 приведена зависимость изменения содержания цинковых фаз в пробе на соотношение 1,7:1,0 в зависимости от температуры обжига.
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.
В таблице 12 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,1:1,0, прокаленной при температуре 1350°C с изотермической выдержкой.
В таблице 13 приведен фазовый состав пробы на соотношение 1,7:1,0, прокаленной при температуре 1350°C с изотермической выдержкой 30 минут.
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.
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.
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.
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.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве цинксодержащего материала используют пыли и шламы от аспирации промышленного производства.
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.
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.
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.
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.
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2799597C1 true RU2799597C1 (ru) | 2023-07-07 |
Family
ID=
Citations (4)
| 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 (ru) * | 2003-09-11 | 2005-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" | Способ пирометаллургической переработки цинксодержащих материалов |
| RU2509815C1 (ru) * | 2012-07-31 | 2014-03-20 | Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" | Шихта для вельцевания цинксвинецоловосодержащих материалов |
| CN109554550B (zh) * | 2018-11-26 | 2020-12-15 | 贵州大学 | 一种炼钢粉尘综合利用回收锌的方法 |
Patent Citations (4)
| 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 (ru) * | 2003-09-11 | 2005-01-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Восточный научно-исследовательский углехимический институт" | Способ пирометаллургической переработки цинксодержащих материалов |
| RU2509815C1 (ru) * | 2012-07-31 | 2014-03-20 | Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" | Шихта для вельцевания цинксвинецоловосодержащих материалов |
| CN109554550B (zh) * | 2018-11-26 | 2020-12-15 | 贵州大学 | 一种炼钢粉尘综合利用回收锌的方法 |
Non-Patent Citations (1)
| 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 |
|---|---|---|
| EA009599B1 (ru) | Самосжимающиеся, холодносвязанные гранулы и способ их изготовления (варианты) | |
| US20090249921A1 (en) | Process for production of nickel and cobalt using metal hydroxide, metal oxide and/or metal carbonate | |
| 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 | |
| RU2626371C1 (ru) | Способ переработки отходов металлургического производства | |
| CN103952540A (zh) | 利用含铁尘泥和高硅铁精矿生产金属化炉料的工艺 | |
| El-Hussiny et al. | Effect of recycling blast furnace flue dust as pellets on the sintering performance | |
| US4814005A (en) | Flux material for steelmaking | |
| RU2799597C1 (ru) | Способ переработки цинксодержащих материалов | |
| RU2458158C2 (ru) | Способ получения окомкованного металлургического сырья | |
| RU2484153C2 (ru) | Способ утилизации пыли электросталеплавильных печей | |
| RU2306348C1 (ru) | Способ переработки цинксодержащих отходов черной металлургии | |
| US3751241A (en) | Method for producing weather-resistant superfluxed metallized pellets from iron-bearing fines and a superfluxed metallized pellet produced thereby | |
| US3547623A (en) | Method of recovering iron oxide from fume containing zinc and/or lead and sulfur and iron oxide particles | |
| Pal et al. | Development of carbon composite iron ore micropellets by using the microfines of iron ore and carbon-bearing materials in iron making | |
| US4518428A (en) | Agglomerates containing olivine | |
| RU2450065C2 (ru) | Способ переработки пыли металлургического производства | |
| US4963185A (en) | Agglomerates containing olivine for use in blast furnace | |
| US3194673A (en) | Hydraulic cement and process for making same | |
| RU2749446C1 (ru) | Шихта и способ получения флюса и огнеупорного материала для сталеплавильного производства (варианты) с ее использованием | |
| RU2374327C2 (ru) | Сталеплавильный флюс и способ его получения (варианты) | |
| Sheshukov et al. | Features of zinc extraction from sulfide forms | |
| US3074806A (en) | Dolomitic refractory | |
| RU2464329C2 (ru) | Шихта для изготовления окатышей | |
| RU2824119C1 (ru) | Способ пирометаллургического извлечения цинка из пыли дуговых сталеплавильных печей |