close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 02297

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 2297
(13)
C1
6
(51) C 22B 7/02,
(12)
C 22B 19/04,
C 22B 13/02
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
СПОСОБ И УСТАНОВКА ДЛЯ УДАЛЕНИЯ СВИНЦА И ЦИНКА ИЗ
МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЫЛИ
(21) Номер заявки: 2101
(22) 15.07.1994
(86) РСТ/ЕР93/00747, 26.03.1993
(31) P 42 09 891.2
(32) 26.03.1992
(33) DE
(46) 30.09.1998
(71) Заявитель: Зюдвестшталь ГмбХ (DE)
(72) Авторы: Хайнц-Петер Дишер, Экехард Грайнахер, Ханс Бански (DE)
(73) Патентообладатель: Зюдвестшталь ГмбХ (DE)
(57)
1. Способ удаления свинца и цинка из металлургической пыли, по которому подлежащий обработке материал подают в печь для извлечения свинца, нагревают его там до температуры, обеспечивающей испарение компонентов, содержащих свинец, пары, содержащие свинец, удаляют из печи для извлечения свинца
потоком промывного газа, который затем охлаждают и фильтруют, остаточный цинкосодержащий материал
подают в печь для извлечения цинка, нагревают его там в восстановительной среде для восстановления оксида цинка с образованием паров цинка, пары цинка удаляют из печи посредством подаваемого туда промывного газа, а затем содержащий компоненты цинка промывной газ охлаждают и фильтруют,
отличающийся тем, что в печи для извлечения свинца материал нагревают до температуры 900-1100°С, а в
печи для извлечения цинка остаточный материал нагревают до температуры 1100-1400°С.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что цинкосодержащий остаточный материал смешивают в печи для
извлечения цинка с зернистым или пылевидным восстановителем, в частности углем, а над смесью остаточного
материала и восстановителя поддерживают кислородосодержащую атмосферу, в которой испарившийся цинк
окисляется и выносится с потоком промывного газа.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подлежащий обработке в печи для извлечения свинца материал предварительно подогревают и сушат в печи для подогрева.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что металлургическую пыль перед подачей в печь для извлечения
свинца гранулируют.
Фиг. 1
5. Способ по пп. 1-4, отличающийся тем, что в, по меньшей мере, одной из печей материал нагревают
косвенно над камерами нагрева.
BY 2297 C1
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что материал во время термообработки на отдельных стадиях приводят в циркуляцию, по меньшей мере, в одной вращающейся трубчатой печи.
7. Способ по п. 6, отличающийся тем, что циркуляцию материала при температуре термообработки выше 700°С производят в керамической трубчатой печи.
8. Способ по п. 6, отличающийся тем, что циркуляцию материала при температуре термообработки ниже 700°С производят в металлической трубчатой печи.
9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что время обработки в печи для извлечения свинца составляет от
получаса до полутора часов.
10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что время обработки в печи для извлечения цинка составляет от
получаса до двух часов.
11. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, к одной из печей подводят нагретый промывной газ, в частности, нагретый воздух.
12. Способ по пп.5 и 11, отличающийся тем, что промывной газ нагревают в теплообменнике косвенным
образом посредством отработавшего горячего газа, отводимого из печи для подогрева.
13. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанный горячий газ из печи для извлечения цинка
подводят в качестве горючего газа в печь для извлечения свинца.
14. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отработанный горячий газ из печи для извлечения свинца
подводят в качестве горючего газа в печь для подогрева.
15. Установка для удаления свинца и цинка из металлургической пыли, содержащая печь для извлечения
свинца и печь для извлечения цинка, каждая из которых имеет камеру для обработки с впуском и выпуском
для материала и впуском и выпуском для промывного газа, а также, по меньшей мере, одну нагревательную
камеру, сопряженную с камерой для обработки для ее косвенного нагрева, отличающаяся тем, что выпуск
для материала печи для извлечения свинца соединен с впуском материала печи для извлечения цинка для передачи обрабатываемого материала из одной в другую.
16. Установка по п.15, отличающаяся тем, что печи выполнены в виде вращающихся трубчатых печей с
трубой из керамики.
17. Установка по п.15, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена печью для подогрева с
впусками и выпусками для материала и газа, в которой выпуск материала связан с соответствующим впуском печи для извлечения свинца.
18. Установка по п.17, отличающаяся тем, что печь для подогрева выполнена в виде вращающейся
трубчатой печи с металлической трубой.
19. Установка по п. 15, отличающаяся тем, что она дополнительно снабжена теплообменником для генерирования горячего газа, который связан с печью для подогрева и, по крайней мере, с одной из указанных
камер нагрева.
(56)
1. Патент Германии 3705787, МПК С22В 7/02, 1988.
Изобретение относится к области металлургии, а именно к переработке металлургической пыли, содержащей свинец и цинк.
В процессе получения железа и стали, например, в электрофильтрах для обеспыливания отходящих газов
из конвертеров или в электропечах выпадает мелкозернистая пыль, состоящая, преимущественно, из железа,
но содержащая также цинк, свинец и щелочи. Переработка такого типа пыли представляет собой проблему.
В настоящее время промышленно используется способ обработки пыли путем комбинации процесса обработки с циркуляцией материала и так называемого Imperial-Smelting-процесса.
В известном способе обработки смесь из песка, кокса и металлургической пыли непрерывно вводится с одной стороны в установленную под небольшим наклоном медленно вращающуюся трубчатую печь, с другой
стороны подводится регулируемый поток нагретого воздуха. Во вращающейся печи при температуре приблизительно 1250°С выделяются пары, окисляющиеся в атмосфере печи с образованием, помимо всего прочего, оксидов цинка и свинца. Эти пары окислов подводятся в холодильник, где они охлаждаются, и затем
направляются в электроосадитель, где отделяются образующиеся в процессе циркуляции оксиды, содержащие
цинк и свинец.
Затем эти оксиды, предпочтительно, брикетируют и вместе с восстановителем, в частности коксом, вводят в известный Imperial-Smelting-процесс. В шахтной печи, в которой находится этот оксид и кокс, получаются как пары цинка, так и черновой свинец и шлак. Пар цинка направляется из шахтной печи к
конденсатору, где он встречается с интенсивным потоком капель свинца, и там конденсируется. Получающийся при этом раствор свинца - цинка непрерывно подается насосом в систему охлаждения и там охлаждается; черновой цинк, собирающийся при охлаждении ниже границы насыщения на поверхности свинца,
отводится, а остаток, то есть в основном один свинец, снова подводится к оросительному конденсатору.
2
BY 2297 C1
Хотя при применении способа обработки с циркуляцией материала достигается большая производительность, а в
подключенном к нему Imperial-Smelting-процессе осуществляется регенерация цинка и свинца из металлургической
пыли, однако, установки, необходимые для осуществления этого способа, являются дорогостоящими. Для обеспечения экономичной работы они должны быть полностью загружены. При этом возникают значительные транспортные
расходы по доставке металлургической пыли из отдельных цехов к установке для обработки с циркуляцией материала
и, в заключение, по перевозке образующихся оксидов на центральную установку Imperial-Smelting. Доставку затрудняет содержание диоксина и фурана, которые могут иметься в обрабатываемом материале.
В качестве недостатка обнаружилось, что содержащиеся в металлургической пыли хлориды и щелочи
обогащаются в способе обработки с циркуляцией материала, вследствие чего ограничена дальнейшая переработка оксида на цинковых металлургических заводах, работающих по способу Imperial-Smelting. Этот
процесс по регенерации цинка является дорогостоящим, так как переработке подвергается лишь 10-20 об.%
оксидов, образующихся при циркуляции материала, содержащего 80-90 об.% железной руды.
Выяснилось также, что слишком дорогостоящим является то, что при обработке с циркуляцией материала для
получения соответствующих шлаков нужно работать с добавками, составляющими приблизительно 20-25%
от количества металлургической пыли. При этом получающийся шлак, то есть вынос, не всегда годится или
допускается в качестве строительного материала и поэтому его тоже необходимо складировать.
Кроме того, недостатком является значительный расход энергии, необходимый для процесса обработки, в
особенности, в связи с тем, что необходимо хранить и перемещать большие массы в виде труб вращения с огнеупорной футеровкой. Дорогостоящим является и возможный ремонт механической части вращающихся труб
и самой огнеупорной футеровки. Например, при повреждении огнеупорной футеровки она должна заменяться
разборкой вращающейся трубы с дальнейшей переработкой особого вида отходов на специальных участках
складирования.
Из [1] известен способ удаления оксида свинца, содержащегося в виде растворимых загрязнений оксида
цинка, регенерируемого из пыли, в котором на первой ступени пыль нагревают в окислительной атмосфере до
температуры, являющейся достаточной для образования паров оксида свинца, пары оксида свинца отделяют от
жидкой или спеченной массы, содержащей оксид цинка, и отверждают, а затвердевший оксид свинца регенерируют. Оксидированную, содержащую оксид цинка, остаточную массу нагревают в восстановительной атмосфере до температуры, достаточной для восстановления оксида цинка с образованием паров цинка. Пары цинка
отделяют от восстановленной остаточной массы и затвердевшие пары цинка фильтруют.
Нагрев обрабатываемого материала осуществляется непосредственно на обеих стадиях. Пары оксида
свинца отводят на первой стадии из окислительной камеры вместе с горючим промывным газом, пары цинка
выносятся из восстановительной камеры вместе с отходящими промывными газами. Нагрев, предпочтительно, окомкованной, являющейся отходами металлургического производства пыли, осуществляется на первой
стадии при температуре, лежащей выше температуры испарения оксида свинца, то есть выше 1475°С. Нагрев окисленной остаточной массы в восстановительной атмосфере осуществляется, предпочтительно, при
температуре около 980°С и не должен происходить при температуре выше 1093°С.
Установка для осуществления указанного способа содержит печь для извлечения свинца и печь для извлечения цинка, каждая из которых имеет камеру нагрева для обработки с впуском и выпуском для материала и впуском и выпуском для промывного газа, а также нагревательную камеру, сопряженную с камерой для
обработки для ее косвенного нагрева.
Для удаления свинца в указанном способе и установке в качестве необходимых являются высокие температуры от 1482 до 1583°С, вследствие чего необходимы сравнительно высокие затраты энергии и материалов для печи. За счет прямого нагрева подлежащего обработке материала и применения потоков отходящего
газа горючего материала для выноса вредных веществ из печей, из-за большого количества отходящего газа
и при необходимом для этого расходе энергии не может происходить и быстрое охлаждение, то есть возможно разное охлаждение печного отходящего газа, которое может привести к рекомбинации диоксина.
В основу изобретения положена задача усовершенствовать известный способ и создать установку, обеспечивающие простую недорогую и, в основном, полную регенерацию, т.е. рециклизацию цинка, свинца и
железа из металлургической пыли, содержащей эти металлы. При этом должен снизиться расход энергии и
износ материалов.
Кроме того, можно поддерживать незначительным количество создаваемого в процессе обработки отходящего газа, благодаря чему за счет резкого охлаждения газа предотвращается рекомбинация диоксина.
Эта задача решена следующим образом.
Предложен способ удаления свинца и цинка из металлургической пыли, по которому подлежащий обработке материал подают в печь для извлечения свинца, нагревают его там до температуры, обеспечивающей испарение компонентов, содержащих свинец; пары, содержащие свинец, удаляют из печи для извлечения свинца
потоком промывного газа, который затем охлаждают и фильтруют; остаточный цинкосодержащий материал
подают в печь для извлечения цинка, нагревают его там в восстановительной среде для восстановления оксида
цинка с образованием паров цинка; пары цинка удаляют из печи посредством подаваемого туда промывного га3
BY 2297 C1
за, а затем содержащий компоненты цинка промывной газ охлаждают и фильтруют, при этом согласно изобретению в печи для извлечения свинца материал нагревают до температуры 900-1100°С, а в печи для извлечения
цинка остаточный материал нагревают до температуры 1100-1400°С;
цинкосодержащий остаточный материал смешивают в печи для извлечения цинка с зернистым или пылевидным восстановителем, в частности углем, а над смесью остаточного материала и восстановителя поддерживают кислородосодержащую атмосферу, в которой испарившийся цинк окисляется и выносится с потоком
промывного газа;
подлежащий обработке в печи для извлечения свинца материал предварительно подогревают и сушат в
печи для подогрева;
металлургическую пыль перед подачей в печь для извлечения свинца гранулируют;
в, по меньшей мере, одной из печей материал нагревают косвенно над камерами нагрева;
материал во время термообработки на отдельных стадиях приводят в циркуляцию, по меньшей мере, в
одной вращающейся трубчатой печи;
циркуляцию материала при температуре термообработки ниже 700°С производят в металлической трубчатой печи;
время обработки в печи для извлечения свинца составляет от получаса до полутора часов;
время обработки в печи для извлечения цинка составляет от получаса до двух часов;
по меньшей мере, к одной из печей подводят нагретый промывной газ, в частности нагретый воздух;
промывной газ нагревают в теплообменнике косвенным образом посредством отработавшего горячего
газа, отводимого из печи для подогрева;
отработанный горячий газ из печи для извлечения свинца подводят в качестве горючего газа в печь для
подогрева.
Предложена также установка для удаления свинца и цинка из металлургической пыли, содержащая печь
для извлечения свинца и печь для извлечения цинка, каждая из которых имеет камеру для обработки с впуском и выпуском для материала и впуском и выпуском для промывного газа, а также, по меньшей мере, одну
нагревательную камеру, сопряженную с камерой для обработки для ее косвенного нагрева, при этом в установке согласно изобретению выпуск для материала печи для извлечения свинца соединен с впуском материала печи для извлечения цинка для передачи обрабатываемого материала из одной в другую;
печи выполнены в виде вращающихся трубчатых печей с трубой из керамики;
установка дополнительно снабжена печью для подогрева с впусками и выпусками для материала и газа, в которой
выпуск материала связан с соответствующим впуском печи для извлечения свинца;
печь для подогрева выполнена в виде вращающейся трубчатой печи с металлической трубой;
установка дополнительно снабжена теплообменником для генерирования горячего газа, который связан с
печью для подогрева и, по крайней мере, с одной из указанных камер нагрева.
В основу изобретения положены сведения о том, что подлежащий удалению элемент свинца содержится
в металлургической пыли, преимущественно, в форме щелочно-хлоридных комплексов, испаряющихся при
низких температурах (850°С), и затем отделяемых. Благодаря этому, в отличие от указанного уровня техники
становится возможным экономное отделение свинца при низких температурах, не создающее больших нагрузок для оборудования. Предпочтительный диапазон температур лежит между 900°С и 1100°С, т. е. совершенно четко ниже минимальной температуры 1482°С, указанной в уровне техники.
В способе согласно изобретению обработка осуществляется с помощью следующих приемов:
сначала металлургическую пыль для отделения свинца термообрабатывают, предпочтительно, в горячей
атмосфере (печь для извлечения свинца) с температурой 1000-1100°С. При непрерывной циркуляции пыли
или окатышей пыли содержащийся там комплекс хлорида свинца и щелочь свинца почти полностью улетучиваются из пыли. Согласно изобретению это продолжается около 3/4 часа. При этом через печь пропускают
непрерывно или периодически поток промывного газа, благодаря чему, осаждающийся в печи пар хлорида и
щелочи свинца выносится в устройство для охлаждения и фильтрации.
Затем обработанный таким образом цинкосодержащий остаток смешивают с твердым мелкозернистым
восстановителем, в частности с углем, термообрабатывают в следующей, нагретой, в частности от 1150°С до
1350°С, атмосфере печи для отделения цинка, и там вводят в непрерывную циркуляцию. При этом оксид
цинка, содержащийся в металлургической пыли, восстанавливается. Пыль находится во вращающейся печи
до тех пор, пока цинк почти полностью не испарится из пыли с образованием паров металлического цинка и
в кислородсодержащей атмосфере печи с образованием оксида цинка из металлического цинка. Согласно
изобретению это продолжается от получаса до двух часов. Затем снова непрерывно или периодически через
печь пропускают поток промывного газа, благодаря чему из печи выносится оксид цинка. Промывной газ с
оксидом цинка охлаждают и фильтруют.
Таким образом, на первой операции способа из пыли вместе со свинцом сначала удаляют те элементы,
которые отрицательно сказываются на более позднем примешивании пыли в качестве продукта рециклизации; при этом речь идет, в основном, о хлоридах и хлоридных комплексах свинца и щелочных металлах, то
4
BY 2297 C1
есть, в основном, PbCl2, KPb2 Cl5, и NaCl, KCl. Эта фракция - хлористо-щелочного свинца может гидрометаллургически перерабатываться в сульфат свинца, при этом в виде сульфидов могут выпадать и остальные
тяжелые металлы. Оставшийся прозрачный щелочно-хлоридный раствор, содержащий в основном, калий,
может применяться в сельском хозяйстве в качестве удобрений или применяться для повышения значения
калия при обработке алюминиевых покровных флюсов.
Металлургическая пыль, очищенная, в значительной мере, от хлоридной фракции, содержит еще, в основном, железо и его соединения, а также оксид цинка. На второй операции способа эти вещества, в значительной мере, отделяются друг от друга. Полученная при этом фракция цинка имеет только такие значения
железа, хлора, щелочи и свинца, которые соответствуют обычным угарам руды. Этот продукт может вводиться в металлургический процесс получения цинка и в различные способы по изготовлению соединений
цинка, и не ограничивается применением только при металлургии цинка с Imperial-Smelting-процессом. При
дальнейшей переработке фракции цинка путем электролиза цинка, благодаря незначительному остаточному
содержанию железа во фракции цинка, исключаются такие соединения железа, как ярозит, которые должны
складываться в специально отведенных местах. Фракция железа, полученная при обработке пыли, может подаваться непосредственно в процесс изготовления стали.
Целесообразно также прежде, чем подвести металлургическую пыль к печи для отделения свинца, предварительно подогреть и высушить ее в атмосфере печи, нагретой до температуры 600°С. Благодаря этому
удается исключить высокие колебания температуры при вводе металлургической пыли в атмосферу печи для
отделения свинца. Кроме того, из металлургической пыли устраняется возможно содержащаяся влага, за
счет чего пыль высушивается, и негативное воздействие паров воды на следующие операции способа исключается.
Предпочтительное выполнение изобретения состоит также в том, что печи, в которых обрабатывается
металлургическая пыль, косвенно нагреваются. За счет этого, во-первых, обеспечивается многократное использование тепла и простая утилизация тепла. Во-вторых, удается сохранить на низком уровне загрязненность испаряющихся в печи продуктов дополнительной пылью горячих газов, а промывной газ не
нагружается дополнительным количеством горючего газа. В этом случае для выноса соединений свинца необходим только лишь незначительно регулируемый поток газа-носителя промывного газа, который может
оптимизироваться, как по количеству, так и по свойствам, например, окисления или восстановления.
Так как при применении косвенного нагрева количество промывного газа может поддерживаться на низком уровне, является возможным резкое охлаждение потока горячего промывного газа после выхода из печи
с небольшими затратами энергии, и в результате исключается опасность рекомбинации диоксина.
Печи, предпочтительно, выполняются в виде вращающихся трубчатых печей, причем косвенно нагревающаяся
вращающаяся труба печи для предварительного нагрева и сушки применяемого материала выполнена, предпочтительно, из металла, в частности из жаропрочного сплава стали, в то время как косвенно нагреваемые вращающиеся
трубы печей для отделения свинца и цинка в связи с более высокими температурами выполнены из керамики. При
этом керамическая стенка вращающейся трубы может выполняться как можно более тонкой для того, чтобы сопротивление теплопередачи было как можно меньше и исключался недопустимо высокий перепад температур.
Особенно предпочтительными являются керамические трубы с плазменным напылением. Так как в способе согласно изобретению на стадии отделения свинца работают на температурах ниже 1300°С, в отличие от описанных выше известных способов, нет опасности возникновения клейких и жидких фаз, которые могут
проникать в пористую стенку печи и разрушать ее.
Косвенно нагреваемая стенка керамической трубы является самой горячей поверхностью во всей камере ведения процесса. Направляемые через камеру потоки промывного газа обеспечивают разное охлаждение непосредственно за самой горячей зоной, благодаря чему удается исключить опасное образование колец из конденсата и
сублиматов и уменьшить затраты на обслуживание.
Далее изобретение поясняется более подробно с помощью чертежей, где:
на фиг. 1 схематически изображены отдельные операции способа на примере выполнения изобретения и
на фиг. 2 схематически показаны потоки газа и протекание материала в примере выполнения.
На фиг. 1 схематически показаны три стадии способа.
Выделяющуюся из электропечи, содержащую, кроме всего прочего, цинк и свинец металлургическую
пыль сначала гранулируют или окомковывают известным способом, то есть из мелкозернистой пыли образуют окатыши.
Затем эту окомкованную в окатыши 1 металлургическую пыль вводят во вращающуюся печь 2 и там косвенно нагревают до 600°С. При этом окатыши 1 приводят в циркуляцию при непрерывном вращении трубы
печи 2. Влага, содержащаяся в окатышах 1, введенная, в частности, при окомковании, почти полностью испаряется без разрушения формы окатышей 1. Пар вытесняется из первой вращающейся печи 2 потоком нагретого воздуха, причем это будет описано более подробно в связи с фиг. 2.
5
BY 2297 C1
Вращающаяся труба печи 2 может быть выполнена из металла, в частности из жаропрочного сплава стали, так
как вращающаяся трубчатая печь 2 нагревается только до 600°С и, тем самым, исключено образование окалины
на вращающейся трубе, которое могло бы произойти при 900°С.
Предварительно нагретые окатыши 3, выходящие из вращающейся трубчатой печи 2, подводятся во вторую вращающуюся трубчатую печь 4 и там косвенно нагреваются до 900-1100°С, предпочтительно, до 10001100°С.
Во второй вращающейся трубчатой печи 4 труба выполнена из керамики. Керамическая вращающаяся
труба имеет по сравнению с обычной вращающейся трубой, снабженной огнеупорной шамотной обивкой,
значительно меньший вес, и поэтому ею легче манипулировать. Кроме того, керамика является более стойкой к температурному шоку и к смене температур; такие вращающиеся трубы являются более коррозионностойкими, в том числе и в отношении кислот и агрессивных сред, например, галогенидов (например, хлора).
При непрерывном вращении трубы окатыши 3 остаются, приблизительно, один час во второй вращающейся печи 4. Там выделяются пары, в частности, хлористого свинца, щелочи свинца и других щелочей и
соединений хлора. Таким образом, удаляются, прежде всего, те элементы и соединения, которые могут оказать воздействие на образующиеся затем продукты рециклизации (цинк и свинец).
Образующийся во второй вращающейся трубчатой печи 4 пар 5, содержащий компоненты свинца, захватывается потоком нагретого воздуха, подводимого через впуск на торцевой стороне вращающейся трубы, с
которого во вращающуюся трубчатую печь 4 подают также горячие окатыши 3. Потоки промывного газа
предотвращают также контакт нагруженного газа, выходящего из горячей зоны собственно обработки, с более холодными стенками, на которых имеется опасность конденсации и сублимации соединений и, таким
образом опасность их забивания. Нагретый воздух, выходящий из вращающейся трубчатой печи 4, вместе с
паром 5, содержащим компоненты свинца, подводится через выпускное отверстие на другой торцевой стороне вращающейся трубы к не показанному на чертеже устройству, причем осаждающаяся там фракция может перерабатываться дальше обычным образом.
Отработанные таким образом окатыши 6, состоящие, в основном, из железа и цинка, подводятся вместе с
углем 7 в третью, также косвенно нагреваемую вращающуюся трубчатую печь 8, циркулируют там при непрерывном вращении такой же керамической трубы, нагреваются до температуры 1100°С - 1400°С, предпочтительно, 1150-1350°С и смешиваются с зернистым или пылевидным углем 7. При этом оксид цинка,
содержащийся в обработанных окатышах 6, сначала восстанавливается и испаряется с образованием пара
металлического цинка из окатышей 6 в находящуюся там кислородсодержащую атмосферу печи. Здесь монооксид угля, выделяющийся из угля 7, окисляется до двуокиси углерода, а металлический цинк окисляется
до оксида цинка. Поток нагретого воздуха, подводимый через впускное отверстие для газа на одной из торцевых
сторон вращающейся трубчатой печи 8, через которую вводятся также окатыши 6, подается во вращающуюся
трубчатую печь 8, несет фракцию 9 цинка через выпускное отверстие для газа на другой торцевой стороне вращающейся трубчатой печи 8 для быстрого охлаждения в не показанное на чертеже устройство для охлаждения, и
затем в фильтрующее устройство. Фракция 9 цинка, осаждающаяся в фильтрующем устройстве, обрабатывается затем известным образом.
Такого рода осаждающаяся фракция 9 цинка имеет лишь незначительное содержание железа. Таким образом, отпадает проблема переработки ярозит/гетита, если в дальнейшем потребуется обработка фракции 9
цинка путем электролиза.
В третью трубчатую вращающуюся печь 8 уголь 7 вводится, по меньшей мере, в таком количестве, которое необходимо для восстановления оксида цинка, но целесообразно в количестве, необходимом для восстановления окиси железа (Fе2О3), содержащейся в окатышах 6 пыли.
За счет термообработки во второй и третьей вращающихся трубчатых печах 4 и 8 возможно появление содержащихся в окатышах пыли 3 и 6 диоксинов и фуранов, выделяющихся и разлагающихся в известных границах. За счет
быстрого охлаждения отходящих газов, а также пара 5, содержащего как компоненты свинца, так и фракции 9 цинка,
обеспечивается рекомбинация диоксинов и фуранов.
Как уже упомянуто выше, во вращающейся трубчатой печи 8 восстанавливаются более высокие оксиды
железа, благодаря чему получающаяся фракция 10 железа просто вводится в процесс производства стали.
На фиг. 2 также схематично показаны потоки газа и прохождение материала.
Все три вращающиеся трубчатые печи 2, 4 и 8 обогреваются, как упомянуто выше, косвенно. Благодаря
этому обеспечивается многократное использование тепла и очень простая утилизация тепла, что ниже поясняется более подробно.
Для того чтобы обеспечить это использование тепла и его утилизацию, к теплообменнику воздухоподогревателя 11 подводится свежий воздух 12 и воздух 13, отходящий из первой вращающейся трубчатой печи косвенного нагрева. При этом воздух 13, выходящий из первой вращающейся трубчатой печи 2, имеет температуру
приблизительно 660-700°С и охлаждается в теплообменнике до 200-400°С, в то время как свежий воздух подогревается в теплообменнике с 20 до 400-600°С. Нагретый таким образом воздух 14 подводится в качестве рабочего или промывного газа к каждой из трех вращающихся трубчатых печей 2, 4 и 8. Далее, нагретый воздух
6
BY 2297 C1
вместе с природным газом 15 вводится в камеры нагрева второй и третьей вращающейся трубчатой печи 4 и 8,
где сжигают природный газ для нагрева вращающихся трубчатых печей 4 и 8.
Отходящий после нагрева третьей вращающейся трубчатой печи 8, имеющий температуру, около 1520°С
горячий воздух 16 камеры нагрева подводится дополнительно в камеры нагрева второй вращающейся трубчатой печи 4 и нагревает ее в дополнение к регулируемо подводимому сжигаемому природному газу 15 второй вращающейся трубчатой печи.
Горячий воздух 17 при температуре приблизительно 1200°С, отходящий из камер нагрева второй вращающейся трубчатой печи 4, нагревает исключительно первую вращающуюся трубчатую печь 2 и затем отходящий воздух 13, как уже упоминалось, подводится в теплообменник устройства 11 предварительного
нагрева. Нагретый воздух 14, подводимый в качестве рабочего или промывного газа в первую вращающуюся
трубчатую печь 2, вносит влагу, испаряющуюся из окатышей пыли 1 в первой вращающейся трубчатой печи
2, в первый холодильник 18. Там нагретый воздух резко охлаждается и влага конденсируется.
Соответствующим образом промывной газ 5, выходящий в виде нагретого воздуха 14 из второй вращающейся трубчатой печи 4, и содержащий пар хлор-щелочь-свинец, после выхода из вращающейся трубчатой печи 4 вводится во второй холодильник 19. Промывной газ, выходящий в виде нагретого воздуха из
третьей вращающейся трубчатой печи 8, и содержащий после выхода фракцию 9 из цинка, вводится в третий
холодильник 20. В холодильниках 18, 19 и 20 свежий воздух 12. Холодильники могут быть выполнены как
косвенно или непосредственно работающие холодильные устройства. В последнем, предпочтительном, случае свежий воздух подается в потоке промывного газа, как это показано на фиг.2.
Как уже показано на фиг. 1, окатыши 1 подводятся сначала в первую вращающуюся трубчатую печь 2, там
высушиваются и подогреваются. Затем высушенные подогретые окатыши 3 поступают во вторую вращающуюся трубчатую печь 4, где из окатышей 3 испаряется, в основном, хлор, щелочь и свинец. Обработанные таким
образом окатыши вводят, наконец, в третью вращающуюся трубчатую печь 8 вместе с мелкозернистым углем 7.
Здесь уже описанным выше способом образуется фракция 9 цинка и фракция 10 железа. Фракция 10 железа
вводится в следующий холодильник 21 и там косвенно охлаждается с подводом охлаждающей воды 22.
Охлажденную фракцию 23 железа затем снова вводят в процесс производства стали.
За счет косвенного нагрева трубчатых вращающихся печей 2, 4 и 8 становится возможным многократное использование тепла и утилизация тепла. Предпочтительно, в контур циркуляции вводят только газообразные горючие вещества, которые не вносят с собой пыль, как это имеет место в случае подачи природного газа. За счет косвенного
нагрева содержание загрязнителей в рабочем или промывном газе во вращающихся трубчатых печах 2, 4 и 8 поддерживается на незначительном уровне.
За счет этого способа можно, кроме того, отказаться от введения добавок для образования шлаков, которые необходимо удалять. Кроме того, способ согласно изобретению может быть осуществлен в компактных
небольших установках. Он подходит, прежде всего, для централизованной переработки металлургической
пыли на каждом сталеплавильном заводе, благодаря чему почти исключаются расходы на перевозку.
7
BY 2297 C1
Фиг. 2
Cоставитель В.М. Картузов
Корректор А.М. Бычко
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
8
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
183 Кб
Теги
02297, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа