SU789619A1 - Способ переработки цинксодержащих пылей доменного и сталеплавильного производства - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦЙНКСОДЕРЖАЩИХ ПЫЛЕЙ

ДОМЕННОГО И СТАЛЕПЛАВИЛЬНОГО ЙРОИЗВОДСТВА Изобретение относитс  к комплекс ному использованию сырь  в черной и цветной металлургии, в частности к переработке пылей и шламов доменного и сталеплавильного производства, содержащих цинк, серу и сопутствующие металлы. Известен способ переработки цинк содержсцдих пылей доменного и сталеплавильного производства восстановительной плавкой 1 . Недостатком известного способа  вл етс  его многоетгщийноеть и загр знение чугуна серой. Цель изобретени  - упрощение полу чени  металлического железа и исклю чение загр знений его серой. Поставленна  цель достигаетс  тем что восстановление ведут- на поверхности железоуглеродистого расплава при весовых отношени х цинка к сере в пыл х в пределах (2-20) :1, пылей к железоуглеродистому расплаву в пределах (0,01-0,1):1. и расплав про дувают газом в течение 1-5 мин. Способ осуществл етс  следующим образом. Пыли (шламы) доменного и. сталеплавильного производства, содержащие цинк и серу (или смесь пьцлей) , привод т в контакт с гор чим (13001700 с ) железоуглеродистым расплавом путем загрузки их на повер.хность железоуглеродистого расплава или вдувани  пЕллей с помощью несущего газа в массу расплава. При этом подбором пылей или их смешением по известному составу поддерживают весовое отношение цинка к сере в пыли или в смеси пылей при их подаче в расплав I равным (2-20):1. Пыли перед подачей в расплав целесообразно подвергать окускованию дл  уменьшени  их выноса. Общее количество вводимых в (на) расплав пылей должно быть таким, чтобы весовое отношение пылей к железоуглеродистому расплаву находилось в пределах (0,01-0,1):. Пыль расплавл етс  за счет-.тепла большой массы железоуглеродистого расплава, на поверхности которого продолжаетс  затем процесс восстановлени . Железоуглеродистый расплав при этом кратковременно (1-5 мин) продувают газом, например воздухом, азотом. После завершени  процессов восстановлени  окислов металлов полученный шлак удал ют, а металл подвергают дальнейшей доводке .

В процессе плавки пылей в объеме: и на поверхности железоуглеродистого расплава компоненты пылей контактируют с железоуглеродистым расплавом , вследствие .чего окислы цинка, железа и других элементов восстанавливаютс  растворенным в металле углеродом и металлическим железом. При этом процессы металлотермического восстановлени  цинка, свинца Я редких элементов и восстановлениА окислов железа растворенным в металле углеродом протекают значительно быстрее, чем процесс восстановлени  твердым углеродом. Восстановленные цинк, свинец и редкие металлы удал ютс  в газовую фазу и при газоочистке улавливаютс  в виде обогащенного продукта (возгонов). Окислы железа восстанавлийаютсй, и в виде металла переход т непосредственно в железоуглеродистый расплав, поэтом не требуетс  переплавка восстановленного железа на чугун или сталь. При восстановлении окислов металлов на поверхности железоуглеродистого расплава также не требуетс  дополнитель ного расхода твердого углеродистого или другого вида восстановител .

Весовое отношение пылей к железоуглеродистому расплаву определ етс  содержанием восстанавливаемых окисло железа и цинка в пыл х, исходной концентрацией углерода в железоуглеродистом расплаве и его температурой . Верхний предел этого отношени  0,1:1 обусловлен минимально необходимым количеством растворенного-углерода в расплаве дл  восстановлени  окислов железа и цинка, а также допусти 1ым снижением температуры железуглеродистого расплава.

Нижний предал весового отношени  пылей к железоуглеродистому расплаву не ограничен с точки зрени  осуществлени  процесса,, однако целесообразно поддерживать его не менее 0,01-1 ввиду получени  бедных по цинку продуктов и роста потерь железа со шлаком .

Сера,.содержаща с  в пыл х,в присут сТвии цинка св зываетс  в легколетучий сульфид цинка. .

Сульфид цинка взаимодействует с окисью цинка, в св зи с чем уско р етс  возгонка цинка и удаление серы из расплава. Сульфатна  сера в восстановительных услови х переходит в сульфидную форму и удал етс  в газы по указанной выше схеме. Кратковременна  продувка расплава газом, например кислородом, воздцухом азотом позвол ет быстро Удал тьсернистый газ и пары металлического цинка из расплава, вследствие чего сдвигаетс  химическое равновесие процесса в сторону снижени  концентраций серы и цинка в расплаве -и достигаетс  перемещение железоуглеродистого расплава и расплава пылей, при этом скорость возгонки цинка и обессеривани  возрастает. Продувка, расплава в процессе восстановлени  пыле свыше 1-5 мин нецелесообразна ввиду чрезмерного выгорани  растворенного углерода и снижени  степени восстановлени  окислов. Небольша  часть серы остаетс  в шлаке.

Температура железоуглеродистого расплава в процессе обработки пылей может снижатьс  на 5О-100°С. Затрату тепла на восстановление окислов металлов могут быть при необходимости компенсированы кислородно-воздушной продувкой железоуглеродистого расплава. Температуру железоуглеродистого расплава желательно поддерживать не менее во избежание опасности его затвердевани  при обработке пылей.

Повышение температуры свыше нецелесообразно ввиду снижени  стойкости футеровки и повышени  степени перехода серы в металл.

Процесс может быть осуществлен в извес тных металлургических аппаратах , например в конвертере, ковше, миксере, электропечи, в качестве железоуглеродистого расплава может быть использован чугун перед продувкой или во врем  продувки его на сталь. Предпочтительнее процесс обработки пыли в окускованном виде вести в кислородном конвертере, в период между продувками чугуна кислородом, при этом перерабатываема  пыль одновременно выполн ет полезную роль охлаждающего агента, а железо из пылей извлекаетс  непосредственно в сталь, повыша  выход товарной продукции .

Плавке подвергают брикеты, приготовленные из смесей доменных и конвертерных пылей. В электропечи расплавл ют чугун в количестве 30-35 кг На поверхность железоуглеродистого расплава загружают брикеты при температуре 1500-1550 0. Брикеты расплавл ют и выдерживают в контакте с расплавом чугуна в течение времени, необходимого дл  завершени  процессов восстановлени , затем шлак снимают. В процессе восстановлени  расплав кратковременно продувают кислородом. Возгоны улавливают в рукавном фильтре.Плавки ведут без добавок углеродистого или другого вида восстановител « в испытани х контролируют выход металла, шлака, возгонов и их состав.

Пример 1. Плавке подвергают брикетированные пыли. Весовое отношение пылей к исходному чугуну составл ет 0,1:1, цинка к сере в пыл х - 12;1. Врем  продувки расплава 5 мин. В результате плавки получают от веса исходного чугуна, % шлака 4,06, возгонов 0,79, железоуглеродистого расплава 100,9. Содержание серы в металле составл ет 0,0085% цинка в возгонах - 52,4%. Пр мое извлечение железа из пылей в Металл составл ет 74,3%, цинка в возгоны 96 ,7%. Распределение сера, поступающей с пыл ми, следующее; в газах 79,6%, в шлаке 17,8%/ в возгонах 2,6%. Содержание серы в металле .не повышаетс .

Пример 2. Плавке подвергают брикетированную смесь пылей. Весовое отношение тшлей к исходному чугуну составл ет 0,05:1, цинка к сере в пыл х - 20:1. Врем  продувки расплава 3 мин. В результате плавки получают от веса исходного чугуна , %: шлака 1,24; возгонов 0,61; железоуглеродистого расплава 99,57. Содержание серы в металле (чугуне) 0,007%, цинка в возгонах 46,8%. Пр мое извлечение железа из пылей в металл составл ет 81,2%, цинка в возгоны - 98,6%. Распределение серы, поступающей с пыл ми: в газах 64,4%; в шлаке 31,7%.Г в возгонах 3,7%.

Пример 3. Плавке подвергают брикетированную смесь пылей. Весовое отношение пылей к исходному чугуну составл ет 0,01:1, цинка к сере в пыл х 2:1. Врем  продувки расплава 1 мин. В результате плавки получают от веса исходного чугуна, %: шлака 0,5; возгонов 0,03; металла 98,40. Содержание серы в металле 0,0085%, цинка в возгонах - 27,2%. Пр мое извлечение железа из пылей в металл составл ет 64,6%, цинка в возгоны 93 ,3%. Распределение серы, поступающей с пыл ми: в шлаке 11,4%; в возгонах 0,7%, в газах . 81,1%; в металле 6,8%.

Пример 4. Плавке подвергают брикеты пылей. Весовое отношение пылей к исходному чугуну составл ет 0,115.:1 (т.е. больше верхнего предела ), цинка к сере в пыл х 1,2:1 (т.е. меньше ккжнего предела). Расплав не продувают газом. В результате плавки получают от веса исходного чугуна, %: шлака 9,6; возгонов 0,19; металла 98,6. Содержание серы в металле 0,021%; цинка в возгонах 36 ,7%. Пр мое извлечение железа в металл снизилось до 21,3%); цикка в

Q возгоны - до 65,7%. Распределение серы, поступающей с пыл ми, в шлаке 65,1%; в газах 9,6%; в возгонах 0,7%, в металле 24,6%.

Предлагаемый способ позвол ет

S извлекать железо из пылей непосредственно в металл (сталь) ,пpeдoтJвpaщать загр знение металла серой и вместе с тем получать возгоны, при,годные дл  последующего извлечени 

0 цинка.

Claims (1)

1. Авторское свидетельство СССР

0 № 322385, кл. С 22 в 5/00, 1970.