Поиск патентов
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК В РФ

способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков

Классы МПК:C22B7/04 переработка шлака 
C22B5/10 твердыми углеродсодержащими восстановителями 
Автор(ы):,
Патентообладатель(и):Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2009-09-10
публикация патента:

Изобретение относится к способу обеднения твердых медно-цинковых шлаков. Способ включает подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя при массовом отношении шлака к твердому углеродистому восстановителю 1:(0,06-0,1) в разогретую печь. При этом шихту в разогретой печи продувают кислородсодержащим окислителем с использованием верхнего непогружного дутья при расходе кислородсодержащего окислителя в количестве, определяемом по содержанию в нем кислорода, из условия 60-110 кг на тонну шлака. Затем получают богатую по меди фазу и переводят цинк в газовую фазу. Техническим результатом является упрощение процесса обеднения твердых медно-цинковых шлаков. 1 табл.

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть применено для обеднения твердых медно-цинковых шлаков.

Известен способ вельцевания цинксодержащих материалов (Патент РФ № 2122596, опубл. 27.11.1998) для переработки цинковых кеков, руд, шлаков и др. материалов вельцеванием. Недостатком данного способа обеднения является сложность процесса, связанная с использованием вращающейся трубчатой печи и ее разгрузкой в нижней части.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ обеднения медно-цинковых шлаков, включающий подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя, подаваемого в количестве 135-2% от веса шлака, в печь с получением богатой по меди фазы и переводом цинка в газовую фазу.

Задачей изобретения является упрощение процесса обеднения медно-цинковых шлаков.

Достигается это тем, что согласно заявленному способу обеднения медно-цинковых шлаков, включающему подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя при массовом отношении шлака к твердому углеродистому восстановителю 1÷(0,06-0,1), в разогретую печь, получение богатой по меди фазы и перевод цинка в газовую фазу, шихту в разогретой печи продувают кислородосодержащим окислителем с использованием верхнего непогружного дутья, при расходе кислородосодержащего окислителя в количестве, определяемом по содержанию в нем кислорода, из условия 60-110 кг на тонну шлака.

Данные условия необходимы для того, чтобы часть твердого углеродистого восстановителя сгорела с выделением тепла, необходимого для поддержания температуры в указанном интервале, оставшаяся часть идет на восстановление оксидов меди и цинка. Реакции, происходящие в заданной системе при использовании в качестве восстановителя углерода, можно записать как:

С+O2=CO2,

CO2+С=2СО,

2Cu2O+С=4Cu+CO 2,

Cu2O+СО=2Cu+CO2 ,

2CuFe2O4+С=2Cu+2Fe 2O3+СО2,

ZnO+C=Zn+CO,

ZnO+CO=Zn+CO2,

2ZnFe 2O4+С=2Zn+2Fe2O3+CO 2

2Zn+O2=2ZnO

Богатая по меди масса накапливается под слоем обедненного по цинку шлака, восстановленный цинк отгоняется в паровую фазу, окисляясь впоследствии до ZnO по последней реакции.

Нижний предел соотношения шлака и твердого углеродистого восстановителя (1:0,06) выбран в связи с невозможностью создания температур для нормального ведения процесса. Выше соотношения 1:0,1 шлака и твердого углеродистого восстановителя резко возрастает температура процесса, происходит интенсивное разрушение футеровки, высок переход железа в восстановленную медь. Нижний предел расхода окислителя (60 кг) выбран для того, чтобы часть восстановителя сгорела с выделением тепла, необходимого для ведения процесса, оставшаяся его часть идет на восстановление меди и цинка. Верхний предел расхода окислителя (110 кг) выбран в связи с достижением предельных для футеровки температур. Использование верхнего непогружного дутья является условием необходимым, т.к. основные реакции восстановления происходят в верхнем слое, где создаются высокие температуры и необходимые условия для разделения цинка (в газовую фазу) и меди - в штейновую.

Способ поясняется следующим примером.

Пример 1. Медно-цинковый шлак состава, мас.%: Cu - 2,19%; Zn - 12,5%; Fe - 44%; SiO2 - 22% совместно с твердым углеродистым восстановителем (коксиком) подавали в алундовый тигель, установленный в селитовую печь и предварительно разогретую. Одновременно с компонентами шихты включали подачу кислородосодержащего окислителя (воздуха) через верхнюю непогружную фурму, изготовленную из алундовой трубы. После полного расхода восстановителя и окислителя полученный продукт охлаждали и делали анализ. Результаты анализов полученных продуктов, при различных соотношениях шлака и восстановителя, и расходах окислителя представлены в таблице.

Таким образом, использование данного способа по сравнению с прототипом позволяет достичь снижения экономических затрат и материалов при таком же извлечении меди в металл, а цинка в паровую фазу, как в прототипе.

Таблица
Соотношение Извлечение, %Расход (кг/ 1 т шлака) окислителя по
шлака и восстано-

вителя
CuZn содержанию в нем кислорода
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 82,3 69,1 55
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 85,9 74,2 60
1:0,050 90,1 77,085
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 90,2 77,0 110
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 90,3 77,1 115
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 89,9 90,3 55
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 96,9 97,0 60
1:0,060 97,0 97,185
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 97,4 97,5 110
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 97,6 97,6 115
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 90,9 90,3 55
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 97,0 97,0 60
1:0,08 97,7 97,685
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 98,0 98,1 110
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 98,0 98,1 115
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 92,7 93,8 55
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 97,1 97,03 60
1:0,1 97,9 97,785
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 98,1 98,0 110
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 98,2 98,1 115
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 91,5 91,4 55
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 97,2 97,0 60
1:0,15 97,8 97,785
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 98,0 97,8 110
способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, патент № 2398031 98,1 98,1 115

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ обеднения твердых медно-цинковых шлаков, включающий подачу шихты, состоящей из твердых медно-цинковых шлаков и углеродистого восстановителя при массовом отношении шлака к твердому углеродистому восстановителю 1:(0,06-0,1), в разогретую печь, получение богатой по меди фазы и перевод цинка в газовую фазу, отличающийся тем, что шихту в разогретой печи продувают кислородсодержащим окислителем с использованием верхнего непогружного дутья при расходе кислородсодержащего окислителя в количестве, определяемом по содержанию в нем кислорода, из условия 60-110 кг на тонну шлака.


Скачать патент РФ Официальная публикация
патента РФ № 2398031

patent-2398031.pdf
Патентный поиск по классам МПК-8:

Класс C22B7/04 переработка шлака 

Патенты РФ в классе C22B7/04:
способ переработки титановых шлаков -  патент 2522876 (20.07.2014)
способ переработки алюминиевого шлака -  патент 2518805 (10.06.2014)
способ получения неорганического материала на основе оксинитридов титана -  патент 2518363 (10.06.2014)
способ извлечения металлов из силикатных шлаков -  патент 2515735 (20.05.2014)
способ получения пентаоксида ванадия из ванадийсодержащего шлака. -  патент 2515154 (10.05.2014)
способ переработки отвальных конверторных шлаков предприятий по производству никеля с получением никелевого полуфабриката, пригодного для производства сталей 20хн2м и 20н2м -  патент 2514750 (10.05.2014)
способ переработки высокоглиноземистых шлаков алюмотермического производства ферросплавов -  патент 2511556 (10.04.2014)
способ извлечения никеля и кобальта из отвальных конверторных шлаков комбинатов, производящих никель -  патент 2499064 (20.11.2013)
устройство для сжатия горячего шлака цветного металла -  патент 2494157 (27.09.2013)
способ переработки солевых алюмосодержащих шлаков с получением покровных флюсов и алюминиевых сплавов-раскислителей -  патент 2491359 (27.08.2013)

Класс C22B5/10 твердыми углеродсодержащими восстановителями 


Наверх