[go: up one dir, main page]

RU2813068C1 - Method for removing chlorine and fluorine from dusty zinc-containing materials - Google Patents

Method for removing chlorine and fluorine from dusty zinc-containing materials Download PDF

Info

Publication number
RU2813068C1
RU2813068C1 RU2022131199A RU2022131199A RU2813068C1 RU 2813068 C1 RU2813068 C1 RU 2813068C1 RU 2022131199 A RU2022131199 A RU 2022131199A RU 2022131199 A RU2022131199 A RU 2022131199A RU 2813068 C1 RU2813068 C1 RU 2813068C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
fluorine
chlorine
calcination
furnace
waelz
Prior art date
Application number
RU2022131199A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Павел Александрович Козлов
Андрей Михайлович Паньшин
Сергей Александрович Якорнов
Олег Васильевич Беляков
Максим Сергеевич Варганов
Дмитрий Анатольевич Ивакин
Original Assignee
Негосударственное частное образовательное учреждение высшего образования "Технический университет УГМК"
Filing date
Publication date
Application filed by Негосударственное частное образовательное учреждение высшего образования "Технический университет УГМК" filed Critical Негосударственное частное образовательное учреждение высшего образования "Технический университет УГМК"
Application granted granted Critical
Publication of RU2813068C1 publication Critical patent/RU2813068C1/en

Links

Abstract

FIELD: metallurgy of non-ferrous metals.
SUBSTANCE: invention relates in particular to the removal of chlorine and fluorine from Waelz oxide, and can be used in the pyrometallurgical processing of zinc-containing materials with a high halide content. Removal of chlorine and fluorine from Waelz-oxide zinc-containing electric arc furnace dusts involves granulation and calcination in a tube furnace. During granulation and subsequent drying, granules with a size of 2-4 mm and a moisture content of 1-3% are obtained.
EFFECT: method provides an increase in the degree of distillation of chlorine more than 99.7%, fluorine more than 95% when processing Waelz oxide with a chlorine content of more than 6.0%, fluorine more than 0.25%, as well as an increase in the productivity of the calcination furnace.
2 cl, 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности удалению хлора и фтора из вельц-окиси, и может быть использовано при пирометаллургической переработке цинксодержащих материалов с высоким содержание галогенидов.The invention relates to the metallurgy of non-ferrous metals, in particular the removal of chlorine and fluorine from Waelz oxide, and can be used in the pyrometallurgical processing of zinc-containing materials with a high halide content.

Известен способ удаления хлора и фтора из вельц-окиси, полученной при переработке пылей электродутовых печей (ЭДП) путем водно-содовой отмывки.There is a known method for removing chlorine and fluorine from Waelz oxide obtained by processing dust from electric blowing furnaces (EDF) by washing with water and soda.

Недостатками указанного способа являются:The disadvantages of this method are:

- низкое извлечение хлора менее 90%, фтора менее 87%;- low chlorine recovery less than 90%, fluorine less than 87%;

- необходимо организация выпарки большого объема сточных вод (в 10 раз превышает объем вельц-окиси);- it is necessary to organize the evaporation of a large volume of wastewater (10 times the volume of Waelz oxide);

- высокий расход дорого реагента соды (600 кг/тн вельц-окиси) (см. см. Козлов П.А. и др. Цветные металлы 2009 №7, с. 39).- high consumption of expensive reagent soda (600 kg/t of Waelz oxide) (see see Kozlov P.A. et al. Non-ferrous metals 2009 No. 7, p. 39).

Наиболее близким по технологической сущности к заявляемому является способ удаления хлора из вельц-окиси, полученной при переработке пылей электродуговых печей (ЭДП), согласно которому вельц-окись гранулируют, увлажняя водой (сод. влаги 8%) и гранулированный материал загружают непосредственно в прокалочную печь (L=40 м и D=2,5m). Прокалку (вельцевание II) ведут при температуре 1200°С (реакционная зона) и 530-550°С (температура отходящих газов). Скорость газового потока в печи 4,0 м/с. Содержание хлора в вельц-окиси 4,8%, фтора 0,09%. Степень отгонки хлора 96% и фтора 90%, позволяет получить прокаленную вельц-окись с содержанием хлора 0,04% и фтора менее 0,01% и обеспечить требуемое содержание хлора и фтора в растворах гидрометаллургического производства цинка.The closest in technological essence to the claimed one is the method of removing chlorine from Waelz oxide obtained by processing dust from electric arc furnaces (EAF), according to which the Waelz oxide is granulated, moistened with water (moisture soda 8%) and the granulated material is loaded directly into the calcination furnace (L=40 m and D=2.5m). Calcination (Weltz treatment II) is carried out at a temperature of 1200°C (reaction zone) and 530-550°C (exhaust gas temperature). The gas flow speed in the furnace is 4.0 m/s. The chlorine content in Waelz oxide is 4.8%, fluorine 0.09%. The degree of distillation of chlorine 96% and fluorine 90% makes it possible to obtain calcined Waelz oxide with a chlorine content of 0.04% and fluorine of less than 0.01% and to ensure the required content of chlorine and fluorine in solutions of hydrometallurgical zinc production.

Недостатками указанного способа являются:The disadvantages of this method are:

- низкая степень отгонки галогенидов не позволяет перерабатывать вельц-окись с содержанием хлора более 6% и фтора более 0,25% (для обеспечения требуемого содержания хлора и фтора в прокаленной вельц-окиси повышают температуру прокалки до 1200°С, при температуре 1200°С происходит оплавление гранул вельц-окиси и снижается возгонка галогенидов из-за уменьшения скорости диффузии галогенидов через слой расплавленного материала в газовую фазу);- the low degree of distillation of halides does not allow processing Waelz oxide with a chlorine content of more than 6% and fluorine of more than 0.25% (to ensure the required chlorine and fluorine content in calcined Waelz oxide, the calcination temperature is increased to 1200°C, at a temperature of 1200°C melting of Waelz oxide granules occurs and sublimation of halides decreases due to a decrease in the rate of diffusion of halides through the layer of molten material into the gas phase);

- образование настылей и «шаров» в прокалочной печи, снижает производительность печи.- the formation of deposits and “balls” in the calcination furnace, reduces the productivity of the furnace.

В основу патентуемого способа поставлены следующие цели:The patented method is based on the following goals:

- увеличение степени отгонки хлора и фтора;- increasing the degree of distillation of chlorine and fluorine;

- повышение производительности прокалочной печи.- increasing the productivity of the calcination furnace.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки вельц-оксида от пылей ЭДП, включающем грануляцию, прокалку (вельцевание II), грануляцию вельц-оксида ведут с получением гранул 2-4 мм, полученные гранулы высушивают до влажности 1-3%, и прокалку проводят при скорости газового потока в печи 6-10 м/с В прокаленной вельц-окиси содержание хлора составляет менее 0,04%, а фтора менее 0,01% % и обеспечивает требуемое содержание хлора и фтора в растворах гидрометаллургического производства цинка.This goal is achieved by the fact that in the known method of processing Waelz oxide from EAF dust, including granulation, calcination (Weltz II), granulation of Waelz oxide is carried out to obtain granules of 2-4 mm, the resulting granules are dried to a moisture content of 1-3%, and calcination is carried out at a gas flow rate in the furnace of 6-10 m/s. In calcined Waelz oxide, the chlorine content is less than 0.04%, and fluorine is less than 0.01% and provides the required content of chlorine and fluorine in solutions of hydrometallurgical zinc production.

Способ осуществляется следующим образом.The method is carried out as follows.

Пыли ЭДП направляют на грануляцию со вводом в гранулятор воды, обеспечивающей влажность гранул 8-10% и на выходе из гранулятора размер гранул 2-4 мм. Гранулы выгружаются в отсек, где в течении суток высушиваются на греющем настиле до влажности 1-3%. Гранулы загружаются в прокалочную печь. Прокалку ведут при скорости газового потока в печи 6-10 м/с и температуре в реакционной зоне 1000-1100°С.Прокаленная вельц-окись выгружается из печи с последующим измельчением гранул до 200 мкм и транспортировкой на выщелачивание цинка.EAF dust is sent for granulation with water introduced into the granulator, providing a granule moisture content of 8-10% and a granule size of 2-4 mm at the exit from the granulator. The granules are unloaded into a compartment, where they are dried on a heating floor to a humidity of 1-3% during the day. The granules are loaded into the calcination oven. Calcination is carried out at a gas flow rate in the furnace of 6-10 m/s and a temperature in the reaction zone of 1000-1100°C. The calcined Waelz oxide is unloaded from the furnace, followed by grinding of the granules to 200 microns and transportation to zinc leaching.

Скорость газового потока 6-10 м/с позволяет:Gas flow speed 6-10 m/s allows:

- снизить температуру прокалки до 1000-1100°С, исключить оплавление гранул с образованием «шаров» и настылей в печи;- reduce the calcination temperature to 1000-1100°C, to prevent the melting of granules with the formation of “balls” and deposits in the oven;

- увеличить длину реакционной зоны, время пребывания вельц- окиси в реакционной зоне и как следствие повысить степень отгонки хлора, фтора и производительность прокалочной печи.- increase the length of the reaction zone, the residence time of Waelz oxide in the reaction zone and, as a result, increase the degree of distillation of chlorine, fluorine and the productivity of the calcination furnace.

Сушка позволяет обеспечить прочность гранул более 5 кг/гр, исключить разрушение гранул в прокалочной печи и за счет уменьшения зоны сушки увеличить длину реакционной зона.Drying makes it possible to ensure the strength of granules more than 5 kg/g, to eliminate the destruction of granules in a calcination oven and, by reducing the drying zone, to increase the length of the reaction zone.

Интервал размера гранул определен экспериментальным путем и учитывает следующие факторы:The granule size range is determined experimentally and takes into account the following factors:

- при увеличении размера гранул более 4 мм снижается поверхность отгонки галогенидов и как следствие степень отгонки хлора и фтора;- with an increase in the granule size to more than 4 mm, the surface for distillation of halides and, as a consequence, the degree of distillation of chlorine and fluorine decreases;

- снижение крупности гранул менее 2 мм приводит к механическому пылевыносу вельц-окиси, размер гранул рассчитан исходя из физических свойств материала и скорости газового потока. В процессе прокалки шихта перекатывается по футеровке с сегрегацией материала в слое в зависимости от крупности материала, поэтому небольшое отличие в размерах гранул от 2 до 4 мм обеспечивает более равномерный прогрев материала в печи, исключает наряду с со снижением температуры прокалки расплавление и налипание на футеровку, что позволяет уменьшить вероятность настылеобразования и тем самым повысить степень использования печи, производительность печи.- reducing the granule size to less than 2 mm leads to mechanical dust removal of Waelz oxide; the size of the granules is calculated based on the physical properties of the material and the gas flow rate. During the calcination process, the charge is rolled over the lining with segregation of the material in the layer depending on the size of the material, so a slight difference in the size of the granules from 2 to 4 mm ensures more uniform heating of the material in the furnace, and, along with a decrease in the calcination temperature, eliminates melting and sticking to the lining, which makes it possible to reduce the likelihood of crusting and thereby increase the degree of furnace utilization and furnace productivity.

Пример.Example.

Для сравнения существующего и предлагаемого способа использовали вельц-окись, содержащую, %: цинк - 66,5, хлор - 6,86, фтор - 0,25, свинец - 3,5.To compare the existing and proposed methods, we used Waelz oxide containing %: zinc - 66.5, chlorine - 6.86, fluorine - 0.25, lead - 3.5.

Вельц-окись, полученная после вельцевания пылей ЭДП, гранулируется с получением гранул 2-4 мм на тарельчатом грануляторе. Полученные гранулы высушиваются до влажности 1-3%.Waelz oxide obtained after Waelzation of EAF dusts is granulated to produce 2-4 mm granules on a disc granulator. The resulting granules are dried to a moisture content of 1-3%.

При испытаниях по предлагаемому способу гранулированную вельц-окись подвергали прокалке в промышленных условиях во вращающейся печи размером 40 м, диаметр 2,5 м, при температуре 1000-1100°С и скорости газового потока в печи 6-10 м/с, время обработки 3 часа.When tested using the proposed method, granular Waelz oxide was calcined under industrial conditions in a rotary kiln measuring 40 m, diameter 2.5 m, at a temperature of 1000-1100°C and a gas flow rate in the furnace of 6-10 m/s, processing time 3 hours.

Выходящая из печи прокаленная вельц-окись поступает на охлаждение в холодильный барабан. Охлажденная (менее 90°С) вельц-окись измельчается и отгружается на складирование в силос.Готовая вельц-окись затаривается в контейнеры типа биг-бег и направляется потребителю.The calcined Waelz oxide leaving the furnace is cooled in a refrigeration drum. Cooled (less than 90°C) Waelz oxide is crushed and shipped for storage in a silo. The finished Waelz oxide is packed into big bag containers and sent to the consumer.

В процессе прокалки галогениды свинца и цинка концентрируются во вторичных возгонах и с отходящими газами (t=550-600°С) направляются в систему пылеулавливания, состоящую из газового холодильника с воздушным охлаждением и рукавного фильтра.During the calcination process, lead and zinc halides are concentrated in secondary sublimates and, with exhaust gases (t=550-600°C), are sent to a dust collection system consisting of an air-cooled gas refrigerator and a bag filter.

Результаты испытаний по предлагаемому способу и существующему изложены в таблице.The test results for the proposed method and the existing one are presented in the table.

Из приведенных в таблице данных видно:From the data given in the table it can be seen:

- при увеличении скорости газового потока с 6 до 10 м/с в интервале температур 1000-1100°С удельная производительность печи увеличивается с 1,0 до 1,3 т/м3*сут, повышается степень отгонки хлора с 99,5 до 99,8% и фтора с 92,9 до 96,4%. При снижении скорости газового потока с 6 м/с до 5 м/с снижается степень возгонки хлора 99,5 до 98,1%, фтора с 92,9 до 90,8% и удельная производительность печи с 1,0 до 0,9 т/м3*сут;- with an increase in gas flow velocity from 6 to 10 m/s in the temperature range of 1000-1100°C, the specific productivity of the furnace increases from 1.0 to 1.3 t/m 3 *day, the degree of chlorine distillation increases from 99.5 to 99 .8% and fluorine from 92.9 to 96.4%. When the gas flow velocity is reduced from 6 m/s to 5 m/s, the degree of sublimation of chlorine from 99.5 to 98.1%, fluorine from 92.9 to 90.8%, and the specific productivity of the furnace from 1.0 to 0.9 are reduced t/m 3 *day;

- при увеличении скорости газового потока с 10 м/с до 11 м/с имеет место пылевынос не прокаленной вельц-окиси и снижение производительности печи;- when the gas flow velocity increases from 10 m/s to 11 m/s, dust removal of uncalcined Waelz oxide and a decrease in furnace productivity occurs;

- при увеличении размера гранул с 4 мм до 5 мм снижается степень отгонки хлора с 99,8 до 98,3%, фтора с 96,4 до 90,9%. При снижении размера гранул с 2 до 1 мм имеет место пылевынос непрокаленной вельц-окиси и снижение производительности печи;- when the granule size increases from 4 mm to 5 mm, the degree of chlorine distillation decreases from 99.8 to 98.3%, fluorine from 96.4 to 90.9%. When the granule size decreases from 2 to 1 mm, dust removal of uncalcined Waelz oxide occurs and the furnace productivity decreases;

- при снижении температуры с 1000 до 950°С снижается степень отгонки хлора до 97,2, фтора до 86,7% и производительность печи до 0,7 т/м3*сут;- when the temperature decreases from 1000 to 950°C, the degree of chlorine distillation decreases to 97.2, fluorine to 86.7% and furnace productivity to 0.7 t/m 3 *day;

- при увеличении температуры прокалки по прототипу до 1200°С снижается степень отгонки хлора с 99,8 до 97,3%, фтора с 96,4% до 85,4% и производительность печи с 1,3 до 0,7 т/м3*сут;- with an increase in the calcination temperature according to the prototype to 1200°C, the degree of chlorine distillation decreases from 99.8 to 97.3%, fluorine from 96.4% to 85.4% and the furnace productivity from 1.3 to 0.7 t/m 3 *days;

Максимальная степени отгонки хлора (98,1-99,8%), фтора (92,9-96,4%) и производительность 1,0-1,3 т/м3*сут получено при температуре прокалки 1000-1100°С, скорости газового потока в прокалочной печи 6-10 м/с и размере гранул вельц-окиси 2-4 мм.The maximum degree of distillation of chlorine (98.1-99.8%), fluorine (92.9-96.4%) and productivity 1.0-1.3 t/m 3 *day was obtained at a calcination temperature of 1000-1100°C , gas flow velocity in the calcination furnace is 6-10 m/s and the size of Waelz oxide granules is 2-4 mm.

Использование предлагаемого способа позволяет:Using the proposed method allows you to:

- удалить хлор и фтор из пылевидных цинксодержащих материалов с высоким содержанием галогенов (хлора более 6% и фтора более 0,25%) в прокалочной печи;- remove chlorine and fluorine from dusty zinc-containing materials with a high content of halogens (chlorine more than 6% and fluorine more than 0.25%) in a calcination furnace;

- увеличить степень отгонки хлора с 97,3% до 99,8% и фтора с 85,4% до 96,4%;- increase the degree of chlorine distillation from 97.3% to 99.8% and fluorine from 85.4% to 96.4%;

- повысить удельную производительность прокалочной печи с 0,7 до 1,3 т/м3*сут.- increase the specific productivity of the calcination furnace from 0.7 to 1.3 t/m 3 *day.

Claims (2)

1. Способ удаления хлора и фтора из вельц-окиси цинксодержащих пылей электродуговых печей, включающий грануляцию, прокалку в трубчатой печи, отличающийся тем, что при грануляции и последующей сушке получают гранулы размером 2-4 мм и влажностью 1-3%.1. A method for removing chlorine and fluorine from Waelz-oxide zinc-containing dusts of electric arc furnaces, including granulation, calcination in a tube furnace, characterized in that during granulation and subsequent drying, granules with a size of 2-4 mm and a moisture content of 1-3% are obtained. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что прокалку ведут при скорости газового потока 6-10 м/с и температуре 1000-1100°С.2. The method according to claim 1, characterized in that the calcination is carried out at a gas flow speed of 6-10 m/s and a temperature of 1000-1100°C.
RU2022131199A 2022-11-29 Method for removing chlorine and fluorine from dusty zinc-containing materials RU2813068C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2813068C1 true RU2813068C1 (en) 2024-02-06

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU834164A1 (en) * 1979-12-27 1981-05-30 Государственный Орденов Трудового Крас-Ного Знамени И "Знак Почета" Завод"Электроцинк" Method of preparing waelz and slag fimes to hydrometallurgical processing
US4940487A (en) * 1988-04-08 1990-07-10 Voest-Alpine Stahl Donawitz Gesellschaft M.B.H. Process for utilizing of zinc-containing metallurgical dusts and sludges
RU2269580C2 (en) * 2002-09-10 2006-02-10 Александр Меджитович Касимов Method of reprocessing of zinc-containing waste products of metallurgical production
RU2316607C1 (en) * 2006-07-06 2008-02-10 Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" Method for removing chlorine and fluorine from dust-like zinc -containing materials of lead-zinc production
RU2507280C1 (en) * 2012-07-23 2014-02-20 Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" Processing method of zinc-containing metallurgical waste
CN113604664A (en) * 2021-08-10 2021-11-05 江苏艾利特资源环境科技有限公司 Method for recovering zinc product and/or iron product from ferrous metallurgy zinc-containing solid waste

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU834164A1 (en) * 1979-12-27 1981-05-30 Государственный Орденов Трудового Крас-Ного Знамени И "Знак Почета" Завод"Электроцинк" Method of preparing waelz and slag fimes to hydrometallurgical processing
US4940487A (en) * 1988-04-08 1990-07-10 Voest-Alpine Stahl Donawitz Gesellschaft M.B.H. Process for utilizing of zinc-containing metallurgical dusts and sludges
RU2269580C2 (en) * 2002-09-10 2006-02-10 Александр Меджитович Касимов Method of reprocessing of zinc-containing waste products of metallurgical production
RU2316607C1 (en) * 2006-07-06 2008-02-10 Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" Method for removing chlorine and fluorine from dust-like zinc -containing materials of lead-zinc production
RU2507280C1 (en) * 2012-07-23 2014-02-20 Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" Processing method of zinc-containing metallurgical waste
CN113604664A (en) * 2021-08-10 2021-11-05 江苏艾利特资源环境科技有限公司 Method for recovering zinc product and/or iron product from ferrous metallurgy zinc-containing solid waste

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОЗЛОВ П.А. и др. Разработка технических решений и оборудования, обеспечивающих переработку окисленного цинксодержащего сырья с высоким содержанием галогенидов. Современные технологии производства цветных металлов. Материалы научной конференции, Екатеринбург, 24 марта 2022, с.221-226. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Matkarimov et al. Technological parameters of the process of producing metallized iron concentrates from poor raw material
RU2653739C2 (en) Raw material for direct reduction applications, method for producing raw material for direct reduction applications and method for producing reduced iron
JPH11310832A (en) Treatment of metal oxides from steelmaking waste
JP3052706B2 (en) How to recover zinc in dust
AU2017253321B2 (en) Method for smelting oxide ore
RU2813068C1 (en) Method for removing chlorine and fluorine from dusty zinc-containing materials
RU2486135C1 (en) Method of processing nonferrous metallurgy wastes containing arsenic and sulphur
JP3043325B2 (en) Method for producing reduced iron pellets and reduced iron pellets produced by this method
RU2484153C2 (en) Method of arc-furnace dust recovery
JP2023033734A (en) Method for manufacturing fired iron ore pellet
JP4299548B2 (en) Method for reducing metal oxide and method for concentrating zinc and lead
CN1662665A (en) Method to improve iron production rate in a blast furnace
RU2450065C2 (en) Method to process dust of metallurgical production
CN106119546A (en) A kind of method by rotary kiln baking Second-rate zinc oxide powder concentration of valuable metals
JP3969134B2 (en) Method for producing FeO powder
JP7669899B2 (en) Method for producing iron-containing clinker
RU2801974C1 (en) Method for removing zinc from zinc-containing electrometallurgical wastes
AU703821B2 (en) Process for reduction of metal oxide to metal and apparatus and composite for use in the process
JP3504870B2 (en) Pretreatment method of iron ore pellet raw material
EP0106468B1 (en) Process for the chlorination of oxidic materials
JP2002194410A (en) Operating method of rotary hearth reduction furnace, method of manufacturing pig iron, and reduced particulate iron oxide
SU831836A1 (en) Method of fluorine distillation from zinc-containing dusts and alloys
SU1293237A1 (en) Method of treating waste of metallurgical production
RU2269580C2 (en) Method of reprocessing of zinc-containing waste products of metallurgical production
JP7654994B2 (en) Clinker manufacturing method