×
12.01.2017
217.015.5833

СПОСОБ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ ПЫЛЕЙ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к переработке отходов, содержащих цветные металлы (цинк и кадмий), агломерационного, доменного, прокатного, сталеплавильного производств и может быть использовано в черной и цветной металлургии. Способ гидрометаллургической переработки цинксодержащих пылей металлургического производства включает выщелачивание указанного сырья раствором серной кислоты с растворением соединений цветных металлов в виде сульфатов и отделение железосодержащего осадка с получением раствора, содержащего цветные металлы. При этом выщелачивание ведут в автоклавных условиях, при температуре 140-200°С, с концентрацией серной кислоты 220-250 г/л и временем выдержки 2 часа, обеспечивая извлечение в раствор цинка и кадмия до 95-98%. Изобретение позволяет осуществить переработку цинксодержащих отходов в одном аппарате за один технологический процесс, получая при этом раствор, который может быть переработан по известным технологиям с получением товарной цинксодержащей продукции, и сократить безвозвратные потери ценных компонентов. 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к переработке отходов, содержащих цветные металлы (цинк и кадмий), агломерационного, доменного, прокатного, сталеплавильного производств и может быть использовано в черной и цветной металлургии.

Известен способ переработки цинксодержащих полупродуктов, так называемое вельцевание (В.Я. Зайцев, Е.В. Маргулис. Металлургия свинца и цинка. М.: Металлургия, 1985). Сущность процесса состоит в том, что цинксодержащий дисперсный материал смешивают с коксиком и при максимальной температуре, исключающей плавление материала, перемешивают шихту для равномерной газификации коксика и отгонки цинка по всей массе шихты. В условиях углетермического восстановления цинк переходит в металлическое состояние, в котором его летучесть гораздо выше летучести других сопутствующих ему компонентов в тех же условиях. Следовательно, при этом происходит избирательная дистилляция цинка, который отгоняется в виде пара. Парогазовую фазу выводят из зоны дистилляции и конденсируют цинк.

Однако данный способ имеет следующие недостатки: необходимость развитых схем обезвреживания и утилизации пылегазовых потоков, использование дефицитного кокса, интенсивное настылеобразование, все это приводит к невысокому извлечению цинка.

Известен способ переработки цинксодержащих отходов металлургического производства (патент RU №2269580, опубл. 10.02.2006 г.), включающий смешивание отходов с углеродистым восстановителем, высокотемпературную обработку полученной смеси в обжиговой печи, отгонку цинка и улавливание возгонов с получением оксидов цинка. Полученную смесь гранулируют с получением гранул размером 4-10 мм и влажностью 11-15 мас.%. Высокотемпературную обработку смеси ведут при температуре 910-1100°С в течение 1-2 часов. Улавливание возгонов цинка ведут путем отвода 70-80% от общего объема цинксодержащей пылегазовой смеси из реакционной зоны обжиговой печи, а оставшийся объем пылегазовой смеси отводят из холодного конца обжиговой печи.

Данный способ также основан на углетермическом восстановлении цинка, соответственно имеет следующие недостатки: необходимость развитых схем обезвреживания и утилизации пылегазовых потоков, использование дефицитного кокса, необходимость специальной шихтоподготовки и чувствительность к колебаниям состава сырья.

Известен способ переработки цинксодержащих пылей сталеплавильного производства (патент CN 102776309 (А), опубл. 14.11.2012 г.), включающий смешивание цинксодержащей пыли, угольной пыли и связующего для гранулирования, подачу гранул в трубчатую печь, восстановление оксида железа до губчатого железа и шлака в высокотемпературной восстановительной атмосфере печи, возгон восстановленного цинка из трубчатой печи с отходящими газами, использование отходящих газов для нагрева подаваемого воздуха, улавливание отходящих газов в скруббере, где происходит взаимодействие цинка с распыляемой серной кислотой с получением раствора сульфата цинка.

Недостатками данного способа являются: необходимость развитых схем обезвреживания и утилизации пылегазовых потоков, использование дефицитного кокса, необходимость специальной шихтоподготовки, а также повышенные требования к коррозионной стойкости оборудования.

Известен способ переработки цинксодержащих пылей сталеплавильного производства, так называемый VHR-процесс (Noboru Sakamoto et al. Zinc recovery from zinc-bearing dusts by use of sensible heat of hot metal // ISIJ International Vol.35 (1995) No.11 P.1323-1330), включающий выдержку сухой пыли при температуре 500-900°С в течение 3 мин в вакууме при давлении 133 Па (1 мм рт.ст.) с удалением натрия, калия, свинца и его соединений; восстановление цинка железом и оксидом железа FeO; конденсацию восстановленного цинка в конденсаторе при температуре, превышающей температуру кипения цинка (при том же низком давлении); брикетирование оставшегося после удаления из пыли цинка железистого продукта.

Недостатками данного способа являются необходимость специальной шихтоподготовки, громоздкость технологических операций и сложность в аппаратурном исполнении.

Наиболее близким к предлагаемому является способ гидрометаллургической переработки исходного материала (патент US 3959437 А, опубл. 25.05.1976 г.), содержащего оксиды и ферриты, по крайней мере, одного из цветных металлов: цинка, меди и кадмия, включающий выщелачивание указанного сырья раствором возвратной серной кислоты с растворением оксидов цветных металлов, отделение твердого остатка, содержащего ферриты цветных металлов, обработку дополнительной серной кислотой указанного твердого остатка в присутствии ионов натрия, калия или аммония при атмосферном давлении и при температуре от 80 до 105°C, при этом цветные металлы переходят в раствор в виде сульфатов с одновременным осаждением железа в виде ярозита, отделение железосодержащего осадка, возвращение раствора, содержащего цветные металлы, на стадию нейтрального выщелачивания.

Недостатком данного способа является необходимость переработки ферритов цветных металлов на дополнительной стадии выщелачивания с использованием дорогостоящих (соли калия, натрия) и взрывопожароопасных, токсичных реагентов (соли аммония). Также разделение процесса выщелачивания на две стадии ведет к усложнению технологических и аппаратурных схем, получению большого количества разбавленных растворов, что обуславливает снижение извлечения цинка и кадмия.

Техническим результатом предлагаемого способа защиты является повышение эффективности переработки цинксодержащих отходов путем снижения энергоемкости, увеличения извлечения цинка и кадмия, упрощение технологической и аппаратурной схем, снижение вредного воздействия на окружающую среду за счет отсутствия пирометаллургических операций.

Технический результат достигается тем, выщелачивание ведут в автоклавных условиях, при температуре от 140 до 200°C, с концентрацией серной кислоты от 220 до 250 г/л и временем выдержки 2 часа, обеспечивая извлечение в раствор цинка и кадмия до 95-98%.

Суть предлагаемого способа гидрометаллургической переработки цинкосодержащих пылей заключается в том, что при автоклавном выщелачивании исходного сырья в сернокислом растворе происходит разложение основного соединения цинка (феррита цинка) по следующей реакции:

ZnO·Fe2O3+4H2SO4→ZnSO4+Fe2(SO4)3+4H2O

Данная реакция практически не протекает при атмосферном выщелачивании, что и вызывает необходимость в организации отдельной стадии переработки ферритосодержащего сырья пиро- или гидрометаллургическими способами.

В то же время происходит гидролиз сульфата железа (III) по реакциям:

Fe2(SO4)3+(3+х)H2O→Fe2O3·xH2O+3H2SO4

Fe2(SO4)3+(2+2x)H2O→FeOHSO4·xH2O+H2SO4

При этом переход железа в раствор равен 15-25%.

Изложенное подтверждается следующими примерами.

Эксперименты по реализации предлагаемого способа проводили на пробе цинк-железосодержащей пыли, содержащей, %: 38 Fe; 24 Zn; 11 CaO; 5,4 SiO2; 2,4 Pb; 0,4 Cd; 1,2 S. Пробу материала массой 160 г загружали в 1 литровый автоклав с механическим перемешиванием, распульповывали раствором (Ж/Т=3), содержащим 250 г/л серной кислоты. Опыты по автоклавному выщелачиванию проводили при температуре 180°С, время выдержки 2 часа. При этом достигнуто извлечение Zn и Cd в раствор соответственно 97,64 и 96,59%.

Конечные твердые продукты анализировали на содержание основных компонентов. По результатам анализа продуктов рассчитывали показатели извлечения в раствор и кек железа, цинка и кадмия. В таблице 1 представлены условия проведения остальных опытов и показатели процесса, достигнутые в ходе их проведения.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет осуществить переработку цинксодержащих отходов в одном аппарате за один технологический процесс, получая при этом раствор, который может быть переработан по известным технологиям с получением товарной цинксодержащей продукции, и сократить безвозвратные потери ценных компонентов.

Способ гидрометаллургической переработки цинксодержащих пылей металлургического производства

Способ гидрометаллургической переработки цинксодержащих пылей металлургического производства, включающий выщелачивание указанного сырья раствором серной кислоты с растворением соединений цветных металлов в виде сульфатов, отделение железосодержащего осадка с получением раствора, содержащего цветные металлы, отличающийся тем, что выщелачивание ведут в автоклавных условиях, при температуре от 140 до 200°C, с концентрацией серной кислоты от 220 до 250 г/л и временем выдержки 2 часа, обеспечивая извлечение в раствор цинка и кадмия до 95-98%.
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 163.
20.05.2013
№216.012.4142

Комплекс для проходки выработки метрополитена круглого поперечного сечения

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для проходки горных выработок. Техническим результатом является повышение надежности работы комплекса, исключение возможности скопления у забоя горной массы, образующейся при проходке выработки, уменьшение трудоемкости обслуживания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482276
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.09.2013
№216.012.6716

Способ снятия остаточных напряжений в сварных соединениях трубопроводов

Способ включает наложение вибрационными устройствами низкочастотных колебаний на сварной шов и околошовную зону металла в процессе сварки. Наложение низкочастотных колебаний на сварной шов и околошовную зону осуществляют с частотой, равной частоте собственных колебаний участка трубопровода со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492037
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c8a

Система управления турбоагрегатом

Изобретение относится к области управления турбоагрегатами и направлено на обеспечение их работы с максимально возможным коэффициентом полезного действия не зависимо от изменения характеристики трубопровода. Система управления включает центробежный насос, электродвигатель, блок изменения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493437
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.11.2013
№216.012.7e8e

Комплекс для проведения коротких выработок с тюбинговой крепью

Изобретение относится к горному делу и предназначено для проведения выработок в неустойчивых породах при строительстве метрополитенов с обеспечением сохранности поверхностных сооружений. Комплекс для проведения коротких выработок с тюбинговой крепью в слабоустойчивых породах содержит рабочий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498071
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.8038

Высокодинамичный бездатчиковый асинхронный электропривод с непосредственным управлением моментом

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электроприводах различного отраслевого применения, построенных на основе асинхронного короткозамкнутого двигателя. Технический результат заключается в снижении пульсаций электромагнитного момента за счет обеспечения плавного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498497
Дата охранного документа: 10.11.2013
20.01.2014
№216.012.981a

Коронка для направленного механического бурения льда

Изобретение относится к буровой технике и может быть использовано для искусственного искривления с отбором керна скважины, пробуренной в ледовых массивах Арктики и Антарктики. Обеспечивает расширение возможностей устройства и повышение надежности проведения ствола скважины в проектном...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504637
Дата охранного документа: 20.01.2014
20.01.2014
№216.012.9852

Электроприводная перекачивающая станция на морской платформе

Изобретение относится к транспортировке многофазной углеводородной смеси по трубопроводам, проложенным по морскому дну. Перекачивающая станция на морской платформе содержит контейнер. Контейнер разделен на три отсека. Во втором отсеке установлен электродвигатель, ротор которого установлен на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002504693
Дата охранного документа: 20.01.2014
27.01.2014
№216.012.9c98

Стенд для исследования энергообмена при разрушении

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд для исследования энергообмена при разрушении содержит корпус, установленные на нем захваты образца, механизм нагружения, включающий две гибкие тяги, одним концом связанные с захватами, привод вращения, возбудитель...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505794
Дата охранного документа: 27.01.2014
27.01.2014
№216.012.9c99

Стенд для ударных испытаний образцов

Изобретение относится к испытательной технике, к испытаниям на прочность. Стенд содержит основание, закрепленную на основании направляющую трубу, выполненную с двумя параллельными вертикальными участками, соединенными в нижней части между собой коленом, шаровой ударник, размещенный в первом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002505795
Дата охранного документа: 27.01.2014
20.03.2014
№216.012.ac92

Способ возведения сейсмостойкой бетонной крепи

Изобретение относится к горнодобывающей промышленности и может быть использовано для крепления горных выработок в сейсмоопасных районах или при ведении горных работ на удароопасных месторождениях. Техническим результатом является повышение сейсмоустойчивости бетонной крепи. Способ возведения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002509893
Дата охранного документа: 20.03.2014
Показаны записи 1-10 из 204.
20.05.2013
№216.012.4142

Комплекс для проходки выработки метрополитена круглого поперечного сечения

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано для проходки горных выработок. Техническим результатом является повышение надежности работы комплекса, исключение возможности скопления у забоя горной массы, образующейся при проходке выработки, уменьшение трудоемкости обслуживания...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002482276
Дата охранного документа: 20.05.2013
10.09.2013
№216.012.6677

Способ оценки склонности к риску

Изобретение относится к области медицины, а именно к оценке психофизиологических качеств горноспасателей, и может быть использовано в отраслях, связанных с опасным производством. Перед началом операций определяют силу электрокожного раздражения индивидуально для каждого испытуемого по реакции...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491878
Дата охранного документа: 10.09.2013
10.09.2013
№216.012.6716

Способ снятия остаточных напряжений в сварных соединениях трубопроводов

Способ включает наложение вибрационными устройствами низкочастотных колебаний на сварной шов и околошовную зону металла в процессе сварки. Наложение низкочастотных колебаний на сварной шов и околошовную зону осуществляют с частотой, равной частоте собственных колебаний участка трубопровода со...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492037
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6c8a

Система управления турбоагрегатом

Изобретение относится к области управления турбоагрегатами и направлено на обеспечение их работы с максимально возможным коэффициентом полезного действия не зависимо от изменения характеристики трубопровода. Система управления включает центробежный насос, электродвигатель, блок изменения...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493437
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2013
№216.012.726b

Ленточно-канатный конвейер с промежуточными приводами

Конвейер содержит ленту и размещенный внутри ее контура тяговый контур из двух канатов (3, 4), опирающийся на грузонесущей ветви (1) ленты на ролики (5,6) с ребордами. Борта грузонесущей ветви ленты опираются на наклонные ролики (7, 8) с формированием желобчатого профиля ленты. Канаты нижней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494948
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2013
№216.012.7ab6

Способ определения астрономического азимута и широты по неизвестным звездам

Изобретение относится к области астрономо-геодезических измерений и может быть использовано для определения по звездам астрономических азимутов направлений на земные ориентиры для решения разнообразных задач инженерной геодезии. Способ определения астрономического азимута и широты по...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497076
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7d44

Головной однобарабанный привод ленточного конвейера с прижимной лентой

Привод содержит огибаемый конвейерной лентой (1) приводной барабан (2) с разгрузочной воронкой (3) и прижимную ленту (4), контур которой размещен под приводным барабаном с размещением отклоняющего барабана (5) в зоне сбегания конвейерной ленты с приводного барабана. Корпусы (6) подшипников...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497741
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e88

Способ разработки пластов полезных ископаемых

Изобретение относится к горному делу и может быть использовано при подземной разработке пластов полезных ископаемых лавами, оборудованными очистными механизированными комплексами. Способ разработки пластов полезных ископаемых включает разделение отрабатываемого участка шахтного поля на столбы...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498065
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e8e

Комплекс для проведения коротких выработок с тюбинговой крепью

Изобретение относится к горному делу и предназначено для проведения выработок в неустойчивых породах при строительстве метрополитенов с обеспечением сохранности поверхностных сооружений. Комплекс для проведения коротких выработок с тюбинговой крепью в слабоустойчивых породах содержит рабочий...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498071
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.11.2013
№216.012.7e8f

Способ комбинированной забутовки закрепного пространства

Изобретение относится к области строительства горных выработок в сложных инженерно-геологических условиях с повышенными смещениями массива или со значительным горным давлением, а также тоннелей различного назначения в аналогичных условиях. Технический результат направлен на повышение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002498072
Дата охранного документа: 10.11.2013
+ добавить свой РИД