СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ


RU (11) 2283360 (13) C1

(51) МПК
C22B 19/00 (2006.01) 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - может прекратить свое действие 

--------------------------------------------------------------------------------

Документ: В формате PDF 
(21) Заявка: 2005124332/02 
(22) Дата подачи заявки: 2005.08.01 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2005.08.01 
(45) Опубликовано: 2006.09.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Исследование и внедрение электротермического способа получения цинка. - М.: ЦНИИЦВЕТМЕТ, 1983, с.28-35. RU 2148096 C1, 27.04.2000. GB 2173820 A, 22.10.1986. EP 0427699 A1, 15.05.1991. EP 0117325 A1, 05.09.1984. 
(72) Автор(ы): Гребенской Владимир Александрович (RU); Ковган Павел Авксентьевич (RU) 
(73) Патентообладатель(и): Гребенской Владимир Александрович (RU); Ковган Павел Авксентьевич (RU) 
Адрес для переписки: 129515, Москва, ул. Акад. Королева, 13, ФГУП "Институт Гинцветмет", бюро патентного поверенного, Г.К. Малышевой 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке цинксодержащих материалов. Способ переработки цинксодержащих материалов включает предварительный нагрев исходного материала в смеси с флюсующими добавками с последующей обработкой нагретой шихты плазменно-дуговым нагревом в печи постоянного тока при температуре не менее 1530°С с подачей углеродсодержащего восстановителя в количестве 0,18-0,2 от веса цинка в исходном материале. Обеспечивается повышение эффективности процесса и получение товарного металлического цинка с высокой степенью извлечения. 1 табл.




ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ


Изобретение относится к цветной металлурги и может быть использовано при переработке цинксодержащих материалов.

Известен способ переработки цинксодержащих концентратов, в котором переработку полиметаллических коллективных цинксодержащих концентратов осуществляют плавкой с переводом цинка в шлак. Затем проводят обеднительную обработку шлака с отгонкой паров цинка и циркуляцией шлака между обеднительной и плавильной зонами. При этом массовое отношение оборотного шлака к образующемуся в процессе плавки поддерживают менее 3,0 (патент РФ №2148096, МПК С 22 В 19/00, опубл. 27.04.2000).

Недостатком известного способа является его низкая производительность, обусловленная низкой скоростью отгонки цинка, низкой степенью извлечения цинка, не превышающей 85%, вследствие высоких потерь цинка с отвальным шлаком, а также высокий расход восстановителя, что в целом отрицательно сказывается на экономичности процесса.

Наиболее близким аналогом к заявляемому изобретению является способ переработки цинксодержащих материалов, включающий предварительный нагрев исходного материала в смеси с флюсующими добавками с последующей обработкой нагретой шихты в электрообогреваемой печи («Исследование и внедрение электротермического способа получения цинка», Москва, ЦНИИЦВЕТМЕТ, 1983, с.28-35).

Согласно известному способу шихту, состоящую из агломерата, содержащего цинк, кокса и известняка, в течение трех часов прокаливали в многоподовой печи при температуре 800-850°С, после чего она поступала в электропечь, где из агломерата восстанавливался цинк, а цинковые пары по наклонному газоходу поступали в поверхностный конденсатор, где конденсировались в жидкий металл. В качестве восстановителя использовали коксик в количестве 27% от веса цинка в исходном материале.

Существенным недостатком известного способа является низкое извлечение цинка, не превышающее 93-95%, а также, как уже отмечалось ранее, неоправданно высокий расход восстановителя. Отмеченные выше недостатки в целом делают процесс малоэффективным.

Заявляемое изобретение направлено на разработку экономичного способа переработки цинксодержащих материалов, позволяющего достигнуть высоких показателей извлечения ценных компонентов с получением товарного металлического цинка.

Указанный технический результат достигается способом переработки цинксодержащих материалов, включающим предварительный нагрев исходного материала в смеси с флюсующими добавками с последующей обработкой нагретой шихты в электрообогреваемой печи, в котором согласно заявляемому изобретению обработку шихты осуществляют плазменно-дуговым нагревом в печи постоянного тока при температуре не менее 1530°С с подачей углеродсодержащего восстановителя в количестве 0,18-0,2 от веса цинка в исходном материале.

Сущность заявляемого способа состоит в следующем.

В результате проведенных исследований было установлено, что проведение плазменно-дугового нагрева обрабатываемой шихты в печи постоянного тока позволяет достигнуть высоких показателей процесса.

Подача восстановителя в «пятно» низкотемпературной плазмы сокращает время восстановления цинка, при этом существенно снижается расход восстановителя и электроэнергии.

Эксперименты показали, что проведение процесса в электропечи постоянного тока позволяет организовать в ванне расплава движение цинка, свинца и других легколетучих компонентов в направлении катода, что обеспечивает снижение содержания цинка в отвальных шлаках до 0,2-0,3%.

Было установлено, что для организации оптимального процесса существенно важными являются температурный режим и количество твердого углеродистого или углеводородного восстановителя, подаваемого в плазменное «пятно» под дугой.

Эксперименты подтвердили, что наилучшие показатели достигаются при значениях отношения расхода восстановителя к весу цинка в исходном материале, равных 0,18-0,20. При снижении этой величины <0,18 наблюдается повышение содержания цинка в отвальных шлаках. Превышение верхнего предела заявляемого диапазона >2,0 приводит к повышению расхода восстановителя, при этом содержание цинка в шлаке остается на прежнем уровне.

Аналогично, если температура процесса поддерживается ниже экспериментально установленного значения 1530°С, наблюдается повышение содержания цинка в отвальном шлаке.

Ниже приведен пример, подтверждающий возможность осуществления заявляемого изобретения с получением указанного выше технического результата.

Пример

Исследования проводили на укрупненно-лабораторной установке плазменно-дуговой печи постоянного тока с двумя полыми электродами диаметром 80 мм и садкой 40 кг.

Переработке подвергали цинксодержащие шламы Балаковского завода химического волокна, содержащие 16,5-17% Zn.

Шихта состава, %: Zn - 17; SiO2 - 58; CaO - 25 подвергалась предварительному нагреву в трубчатой печи при температуре 900°С, после чего нагретую шихту подавали в плазменно-дуговую электропечь постоянного тока. Плавки велись в периодическом режиме при температуре 1530°С с подачей углеродсодержащего восстановителя в количестве 1,3 кг, что составляет 0,2 от веса цинка в шихте, равного 6,8 кг. Пары восстановленного цинка поступали в конденсатор. Жидкие продукты плавки выпускались через летку электропечи.

Химический состав товарного металлического цинка, %: Zn - 99,67; Pb - 0,02; Fe - 0,30.

Содержание цинка в отвальном шлаке составило 1,2%.

Степень извлечения цинка из перерабатываемого шлама составила 95%.

Результаты проведенных экспериментальных исследований приведены в Таблице.

В указанной Таблице сравниваются показатели заявляемого способа (опыты №№3, 4, 6, 7) и опытов, условия проведения которых выходят за пределы, регламентированные формулой изобретения (опыты №№1, 2, 5, 8, 9).

Таким образом, заявляемое изобретение успешно решает задачу создания высокоэкономичного способа переработки цинксодержащих материалов, позволяющего обеспечить оптимальные показатели процесса.

Таблица 
№ опыта Температура процесса Отношение расхода восстановителя к весу цинка в исходном материале Тип электропечи Степень извлечения цинка, % Содержание Zn в отвальном шлаке Примечание 
1 1500 0,2 Печь постоянного тока 92,0 1.6 
2 1520 -«- -«- 93,0 1.4 
3 1530 -«- -«- 95,0 1.2 Оптимальные результаты 
4 1540 -«- -«- 95,0 1.2 Рост энергозатрат 
5 1530 0,15 -«- 93,0 1,4 
6 -«- 0,18 -«- 95,0 1,2 Оптимальные результаты 
7 -«- 0,20 -«- 95,0 1,2 Оптимальные результаты 
8 -«- 0,25 -«- 95,0 1,2 Рост расхода восстановителя 
9 -«- 0,2 Печь переменного тока 92,0 4,5 






ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ


Способ переработки цинксодержащих материалов, включающий предварительный нагрев исходного материала в смеси с флюсующими добавками с последующей обработкой нагретой шихты в электрообогреваемой печи, отличающийся тем, что обработку шихты осуществляют плазменно-дуговым нагревом в печи постоянного тока при температуре не менее 1530°С с подачей углеродсодержащего восстановителя в количестве 0,18-0,2 от веса цинка в исходном материале.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru