Способ получения окиси цинка

 

Изобретение относится к металлургии цинка, в частности к вальцеванию цинксодержащего сырья. Целью изобретения является интенсификация процесса и снижение расхода топлива. Окисленную цинки свинецсодержащую руду смешивают с герцинитсодержащими отходами электротермической переработки полиметаллического сырья и вельцевание ведут при отношении герцинита в добавке к сумме силикатов свинца и цинка в руде, равном 1,8-2,0. Температуру в реакционной зоне поддерживают на уровне 1150°С. 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5П5 С 22 В 19/34

ГОСУДАР СТ В Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Хп2 $Ю4 + PbSiOç (21) 4499382/02 (22) 31.10.88 (46) 23.09,91. Бюл. N 35 (71) Всесоюзный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов и Ачисайский полиметаллический комбинат (72) П.А.Козлов, А.Ф.Сапрыгин, М.Т.Сейдалиев и У,Р.Рахманов (53) 669.531,2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1068524, кл. С 22 В 19/38, 1984, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОКИСИ ЦИНКА

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при получении окиси цинка из окисленных цинксвинецсодержащих материалов вельцеванием.

Целью изобретения является интенсификация процесса и снижение расхода топлива.

Способ осуществляется следующим образом.

Шламовую фракцию окисленной руды перемешивают до образования однородной массы с отходами злектротермической переработки полиметаллического сырья (шлак электротермической переработки свинцовоцинковых коллективных концентратов), содержащими герцинит. Величина добавки определяется соотношением

„„5О „„1678876 А1 (57) Изобретение относится к металлургии цинка, в частности к вальцеванию цинксодержащего сырья. Целью изобретения является интенсификация процесса и снижение расхода топлива. Окисленную цинк- и свинецсодержащую руду смешивают с герцинитсодержащими отходами злектротермической переработки полиметаллического сырья и вельцевание ведут при отношении герцинита в добавке к сумме силикатов свинца и цинка в руде, равном

1,8 — 2,0. Температуру в реакционной зоне поддерживают на уровне 1150 С, 2 табл.

К полученной смеси добавляют песковую фракцию окисленной руды и материал пере- С шихтовывают. Шихту подают в загрузочную течку вельц-печи, туда же загружают коксовую мелочь. Вельц-процесс ведут при температуре в реакционной зоне печи

1050-1070 С, Клинкер выгружают из печи, охлаждают О» в зумпфе водой до температуры 80 — 100 С и 4 отправляют на склад (так как на 70 — 80 он ОО состоит из Сао FeO А!рОз SlOz, то может (ф служить сырьем для производства строи- », тельных материалов), а вельц-возгоны, со- 0» держащие цинк, свинец, улавливают в кулл арах и рукавных фильтрах и от яра ваяют на дальнейшую переработку.

Пример 1. Влияние добавки герцинита (лабораторные испытания).

Шламовую фракцию окисленной цинксодержащей руды, имеющей состав, 7: цинк общ. 10,8; свинец общ, 0,2; кремнезем

7,5; оксид кальция 15,8; цинк сил, 9,6; свинец сил. 0,14, смешивают в лабораторном

1678876

10 I5

50 смесителе в течение 5 мин с синтезированным пирогидрометаллургическим способом, герцинитом, имеющим состав, % : оксид железа (И) 41,1; оксид алюминия 58,9.

К полученной смеси добавляют песковую фракцию окисленной цинксодержащей руды состава, ; цинк общ. 10,6; свинец 0 3; кремнезем 3,0; оксид кальция 17,2; цинк сил. 3,2; свинец сил, 0,04. Шламовую и песковую фракции смешивают в соотношении

1:1 (окисленная цинксодержащая руда после рудоподготовки поступает в указанном соотношении шламовой и песковой фракций), Добавку герцинита выбирают из необходимости обеспечения отношения герцинита к сумме цинка и свинца в форме силикатов в руде, равного 1,7; 1,8; 1,9; 2,0, 2,1. Полученную шихту загружают одновременно с коксовой мелочью в лабораторную вельц-печь (диаметр 0,15 м, длина 2 м).

Вельцевание ведут при температуре в реакционной зоне 1070" С. Определяют скорость о-тонки свинца и цинка, содержание цинка и свинца в клинкере, расход топлива, состояние материала в печи.

Так как в промышленных условиях применяется оазличное топливо (мазут, гаэ, изхзль",:.;:-гный коксик), та расход топлива в. таблица приведен в пересчете на условное топливо (топливо имеющее калорийность 3

7000 ккал/кг).

Для сравнения проводят опыты по иэве "чом j c f о" пб"

Шихту, состоящую из окисленной цинксодержащей руды 90%, кварцевого песка 3

3, отваль, ого шл".ê,:à производства ферросилиция 7, смешивают с коксовой мелочью в количестве 20% от массы шихты.

Для вельцевания используют окисленную руду. В качестве отвального шлака про- 4 изводства ферросилиция используют шлак состава, ; оксид кальция 11,1; кремнезем

42,8; оксид алюминия 12,3; железо 6,1.

Вельц-процесс ведут в описанных условиях. 4

Результаты опытов приведены в табл. 1, Как видно иэ табл. 1 при Еп2 SIG4<-РЬЯОз более 2,0 не увеличивается положительный эффект и даже несколько снижается (1-2%) возгоночная способность, Г

ПРи соотношении уп рО + р 5р г -.;нее ",,8 резко ухудшаются показатели вельцевания, скорость возгонки падает с 5

7,2-8,1 до 4,7-6,8 кг/ч, цинк не успевает полностью отогнаться и материал из печи выходит с неполной оТ! 0НКоА цинка - с "I0< ewe " цинка.. Сравнение предлагаемого способа " извес" ным показы ваеi|, что при добавке B шихту герцинита воэгоночная способность печи увеличивается с 1,8-5,1 до 7,2 — 8,1 кг/ч, причем если расход топлива, обеспечивающий нормальное вельцевание по известному способу составляет 180 кгусл.топлива/т шихты, то в предлагаемом способе оптимальный расход-топлива на

10 — 60 кг ниже. и составляет 120 — 170 кг усл.топлива/т шихты, Пример 2. Влияние материала, содер- жащего герцинит.

Шламовую фракцию окисленной цинксодержащей руды, имеющей состав, цинк общ. 10,8; цинк сил. 9,6; свинец общ.

0,2; свинец сил, 0,14; кремнезем 7,5; оксид кальция 15,8; смешивают в лабораторном смесителе в течение 5 мин с герцинитсодержащими отходами от электротермической переработки полиметаллического сырья, представляющими собой шлак от электротермического получения цинка из коллективного медноцинкового концентрата состава, : цинк 6,9; свинец 0 6; герцинит

52, К полученной смеси добавляют песковую фракцию окисленной цинксодержащей руды состава, : цинк общ. 10,6; цинк сил.

3,2; свинец общ, 0,3; свинец сил. 0,04;, кремнезем 3,0; оксид кальция 17,2. Шламовая и песковая фракции смешиваются в соотношении 1:1. Количество отходов электротермического получения цинка выбирается из расчета получения отношения герцинита в добавке к сумме силикатов свинца и цинка в руде, равного 1,7; 1,8; 1,9; 2,0; 2,1.

Полученную шихту загружают одновременно с коксовой мелочью в вельц-печь.

Вельцевание ведут при температуре в реакционной зоне 1070 С. Определяют скорость возгонки цинка и свинца, содержание цинка и свинца в клинкере, расход коксовой мелочи, состояние материала в печи, Для сравнения проводят опыты по известному способу.

Шихту, состоящую из окисленной цинксодержащей руды 90%, кварцевого песка

3, отвального шлака производства ферросилиция 7, смешивают с коксовой мелочью в количестве 20 от массы шихты, Для вельцевания используют окисленную руду, В качестве отвального шлака производства ферросилиция используют шлак состава, %: оксид кальция 11,1; кремнезем

42,8; оксид алюминия 12,3; железо 6.1.

Вельц-процесс ведут в условиях описанных ранее, Результаты опытов приведены в табл, 2.

Как видно из табл. 2 при Г!2п2 SI04 +

PbSIOg более 2,0 не увеличивается положительный эффект и даже несколько (около

1 ) снижается степень отгонки. При

1678876

Таблица топлива/т руды в зягрузкч

;остонннл Гк орость ко и пккн

I Ü и Вп, кг/ч произв. ио Руле, к!./ч .п Tt

1 Ill

Прелла генный

1 1,7/250

Иодплзвленнлгй с горением ципко

Испинав» ленный, ноллпуе:ч х< Itotitn

4,7/20,3

2,!

О,IВ

6,7/37,S

Вязкий fi,fi/31,1

l,2

0,12

2 I В/260

5,0/ 29, 1

1,2/40,6 0,3 0,1

1,9 0,16

1,3/413

5,2/29,4

5,5/ 30,7

5,4/30,2

1,6/ 18,9

3 1,9/270

0,15

7,4/41,9

7,S/427

1,8/445

О,!

1,8

0,2

0,14

7,6/43,1

2,0/280

2, 1/290

I 7

0,1

О,! й, 14

7,5/42,7

0,1

1,7

7,5/427

О,!

О, 26

Оынучии, 3,4/28 плохо проОыпучий, 2,7/29,0 плохо прогрет

4,5

3,3

0,25

Извест-— ный (прототип) грет

Продолжение табл. 1

160 и, роизв е,кг/ гаеный

I 1,1

О,!

Подплавленный с гореинен цинка

6,8/31,9

О,!

Подплзнлеинл й

6,5/ 16,6

1,9

О,!8

Велъцуетсп

7,6/43,!

2 0,2

0,1

Подплавленнлгй вельцуется xoItomo

0t I

0,1

Полппавлен- 6,6/37,1 иый, вельцуется xo7tomn

1,3

0,16

Оплавленный, перегретый

3 Ot1

4 0,1

5 О,!

О ° 1

То хе

7,8/44,5

8, I/48,4

0i I

0,1

То ае

6,7/37,5

7,0/39,1

1,2

0,14

Ta xe!

Ot I

0,1

О,!

0,12

0,1

7,9/45,8

3,9/32,4

0i I

0,1

7,0/39,!

4,7/32,5

0,8

0,1

И - 1,8 иый ! прототип) 0,2

Вязхий, образует настыли

0i3

0,18

Вязхий, велъцуется плохо

0,9

0,13

Подплавлеиленный, вельцустся уловллгворнтелъно

Г/Еп25!04+ РЬБ10з менее 1,8, резко снижаются показатели вельцевания: степень возгонки падает с 6,9-7,9 до 3,5-6,4 кг/ч.

Недостаточно времени находится материал в печи, так как мала скорость отгонки цинка 5 и свинца и клинкер выходит из печи с визуально наблюдаемым "горением" цинка.

Сравнение предлагаемого способа с известным показывает, что при добавке в шихту герцинита скорость возгонки 10 увеличивается с 1.8 — 5,1до 6,,9-7,9 кг/ч, причем, если удовлетворительное протекание процесса вельцевания имеет место при расходе топлива в случае с прототипом 180 кг усл.топлива/т шихты, то в предлагаемом 15 способе оптимальный расход топлива на

10-60 кг ниже составляет 120-170 кг усл,топлива/т шихты, Использование предлагаемого способа по сравнению с известным интенсифициру- 20 ет процесс вельцевания за счет увеличения скорости возгонки цинка и свинца в 1,8 раза, снижает расход топлива на 10 — 50 кг усл.топлива/т шихты, снижает содержание цинка в клинкере в 1,5 — 2,5 раза. а свинца более чем в 1,3 раза, Формула изобретения

Способ получения окиси цинка из окисленных цинксвинецсодержащей руды, включающий смешение руды с добавкой, содержащей окиси железа и алюминия, и вельцевание полученной смеси с углеродсодержащим восстановителем. о т л и ч а юшийся тем, что, с целью интенсификации процесса и снижения расхода топлива, в качестве добавки используют герцинитсодержащие отходы электротермической переработки полиметаллического сырья и вельцевание ведут при отношении герцинита к сумме силикатов свинца и цинка в руде

1,8 — 2,0.

1678876 тэпли цв 2! ивя/1 т рулы в эвгруэке

90

100

Состояние нятернялв н печи

Солерквние в клннкере, Z

Состояние нвтериеле в печи лин

Еп РЬ

Пpennaгв еиый ! 1,7/480

3,5/229

Подплпнлен- 6,3/34,9

Ma!it с Горе» инеи цинка

2,8

6,1/33,9

0>22

1,3

1,14

Вязкий

3,7/232

2 1,8/500

6,9/38,5

2,4

0,21

0,4

0,1

Подплв елен- 7,0/39 ° 1 ный, вельцуется хорапо

То we

2,1

7,3/4 t, 1

7,7/44,1

0,2

0,3

0,1

То ве

0%2

0,19! 9

0,18

0i1

3,2

0,1

7,4/41,3

1,7

4,1

A,25

AI 23

Сыпучий пло- 3,5/34,8 хо прогрет

Цзвест» ный

Сыпучий> плохо прогрет

Продолжение табл.-

Рясход топлива, кг усл,топливе/1 т рупае в эягруэке

Опыт!

120

160

Состояние иятернвле в печи

Скорость еое» гонки РЬ í Еп, кг/ч/производительность по руле, кг/ч

Состояние мвтеривлв е печи

Солеряание в клипкере, Х

Содерявние в клинкере ° Z

Состояние ивтеривлв в печи клинРЬ

Pb

Поеллвгееиюй

Подплвпленный с

6,4/Э5,7

5 ° 5/30,8

О, t2

2,1 0,2 Венин

1>2

0,1Э

Полплввлен»а!п

7,2/40,6

5 ° 6/3! 1

О,Э

0,1

Ai1

1,8

А,1

Подплпвленный Вельцу ется хороно

0,19 Оплввленный, перегрет

7,5/42,8

О ° 1

0,2

0,1

0,1

Уо ве

t,6 О ° 18 Yore

То we

0,2 0,1

Ail

О,!

0i14 -I1»

0,11

1,5

0,1

Oil

0,1

1 ° 4

0,14

1,7

0,2

Вяэхнй, обряэует нвстылн

Вязкий, вельцуется плохо

0,9 0,13

Известный

Составитель А. Кальницкий

Техред M.Ìoðãåíòàë Корректор М, Максимишинец

Редактор Н. Гулько

Заказ 3185 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР г 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

1,9/520

2,0/540

2,!/560

3,9/235

4,2/238

4 ° 4/244

1,8/211 горениеи цинка

Подплевленный, вельцуется хорано

Скорость ппэ» гонки Pb л Zn/ прпиэппдительность по Руде кг/ч

7,9 45I6

7,8/43,5

4,3/35,6

Скорость возгонки Рп и Еп, xr/÷/nðonano днэ ельность по руле, кг/ч

7,1 /39,6

7,5/42,8

7,4/41,3

2,9/Э1,A

5,8/3!,8

6,2/34,4

6,1!ЭЭ,8

5,1/36,2

Скорость возгонки Pb и Zn, кг/ч/произво» дительность по руде, кг/ч

Полплввпенный вельду» ется удовлетворительно