Способ обжига материала, содержащего примеси органических веществ, редкие и благородные металлы

Номер инновационного патента: 22787

Опубликовано: 16.08.2010

Авторы: Каргина Наталья Андреевна, Беляев Сергей Владимирович

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к области металлургии цветных, редких и бла­городных металлов, в частности к способам извлечения рения и осмия из твердых продуктов очистки газов медеплавильных печей (свинцовых пылей и шламов), а также из сульфидных концентратов и промпродуктов, в составе которых присутствуют примеси органических веществ, редкие и благород­ные металлы.
Достигаемый технический результат заключается в создании условий, при которых органические вещества полностью выгорают и тем самым ис­ключается возможность образования настылей на пути движения газообраз­ных продуктов обжига.
Для достижения указанного результата материал гранулируют при раз­брызгивании воды. Готовые гранулы сушат при температуре 150 - 250°С и загружают в шахтную печь непрерывного действия. Перемещаясь в шахте печи, материал последовательно проходит зону подогрева, зону наибольшей температуры, зону охлаждения материала. Нагретый воздух вдувают в шахту печи в средней ее части. Газообразные продукты обжига выводят из печи в нижней части зоны наибольшей температуры. При этом гранулированный материал и газ движутся в одном направлении - сверху вниз.

Текст

Смотреть все

(51) 22 61/00 (2009.01) 22 11/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ печей (свинцовых пылей и шламов), а также из сульфидных концентратов и промпродуктов, в составе которых присутствуют примеси органических веществ, редкие и благородные металлы. Достигаемый технический результат заключается в создании условий, при которых органические вещества полностью выгорают и тем самым исключается возможность образования настылей на пути движения газообразных продуктов обжига. Для достижения указанного результата материал гранулируют при разбрызгивании воды. Готовые гранулы сушат при температуре 150 - 250 С и загружают в шахтную печь непрерывного действия. Перемещаясь в шахте печи,материал последовательно проходит зону подогрева, зону наибольшей температуры,зону охлаждения материала. Нагретый воздух вдувают в шахту печи в средней ее части. Газообразные продукты обжига выводят из печи в нижней части зоны наибольшей температуры. При этом гранулированный материал и газ движутся в одном направлении - сверху вниз.(72) Беляев Сергей Владимирович Каргина Наталья Андреевна(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Химикометаллургический институт им. Ж. Абишева Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(56) Предварительный патент РК 8311, кл. С 22 В 61/00, 27 1/00, 1999(57) Изобретение относится к области металлургии цветных, редких и благородных металлов, в частности к способам извлечения рения и осмия из твердых продуктов очистки газов медеплавильных 22787 Изобретение относится к области металлургии цветных, редких и благородных металлов, в частности к способам извлечения рения и осмия из твердых продуктов очистки газов медеплавильных печей (свинцовых пылей и шламов), а также из сульфидных концентратов и промпродуктов, в составе которых присутствуют примеси органических веществ, редкие и благородные металлы. Известен способ обжига материала, содержащего редкие и благородные металлы, а также примесей органических веществ (Букетов Е.А., Малышев В.П. Технологические процессы шахтного обжига в цветной металлургии. Алма-Ата Наука, 1973,с. 111-116). Согласно этому способу обжиг ведут в шахтной печи непрерывного действия, содержащей вертикально установленную шахту, загрузочный бункер, расположенный в верхней части шахты,разгрузочное устройство, помещенное в нижней части шахты, фурменный пояс, находящийся в средней части шахты и газоотводящий патрубок для удаления газов из обжиговой печи, присоединенный к шахте выше фурменного пояса и ниже загрузочного бункера. В соответствии с данным способом материал,содержащий редкие,благородные металлы и примеси органических веществ, гранулируют при разбрызгивании воды. Полученные влажные гранулы подают в загрузочный бункер. Одновременно с этим обожженные гранулы выгружаются из печи с помощью разгрузочного устройства, тем самым обеспечивается перемещение гранул внутри шахты сверху вниз. Через фурменный пояс в шахту печи вдувают нагретый воздух, который движется вверх навстречу слою гранулированного материала и нагревает данный материал. При этом в шахте печи в ходе обжига формируются три зоны, отличающиеся температурным режимом и назначением зона нагревания материала, зона наибольшей температуры,зона охлаждения материала. Опускаясь в шахте печи, гранулированный материал последовательно проходит через перечисленные зоны. В зоне расположения фурменного пояса (зона наибольшей температуры) кислород воздуха взаимодействует с материалом гранул. Газообразные продукты обжига, просачиваясь через слой гранул, поднимаются вверх по шахте печи,выводятся наружу через газоотводящий патрубок в верхней части зоны нагревания материала и далее следуют по газоходу. Таким образом,гранулированный материал опускается сверху вниз,а газообразные продукты обжига движутся в прямо противоположном направлении - от фурменного пояса вверх. Газообразные продукты обжига выводятся из печи в верхней части зоны нагревания материала. Данный способ характеризуется тем, что в процессе фильтрования газообразных продуктов обжига через слой необожженных гранул частично или полностью испаряются примеси органических веществ, присутствующие в материале гранул. Пары органических веществ, попадая в газоход, конденсируются. Конденсат оседает на стенках газохода. К 2 слою конденсата прилипают твердые частички пыли, выносимые газовым потоком из шахты печи. В результате этого на стенках газохода образуются настыли, состоящие из смеси органических веществ с твердыми частичками обжигаемого материала. Образование настылей приводит к уменьшению площади сечения газохода и ухудшению условий эксплуатации оборудования. Известен способ обжига материала, содержащего рений, осмий и примеси органических веществ(Предварительный патент 8311, кл. С 22 В 61/00,заявлено 19.06.1998,опубликовано 15.12.1999, бюл.12). В данном способе для обжига используют шахтную печь непрерывного действия. Материал гранулируют при разбрызгивании воды. Влажные гранулы подают в шахту печи через загрузочный бункер, размещенный в верхней части шахты. Обожженные гранулы выводят из шахты печи в нижней ее части. В среднюю часть шахты через фурменный пояс вдувают нагретый воздух. Газообразные продукты обжига, в которые извлекаются рений и осмий, выводят из печи через газоотводящий патрубок, находящийся в верхней части шахты печи ниже загрузочного бункера. При ведении обжига гранулированный материал,опускаясь сверху вниз, последовательно проходит зону подогрева материала, зону наибольшей температуры, зону охлаждения материала. Так как нагретый воздух вводят в шахту печи в средней ее части (в зоне наибольшей температуры), а газообразные продукты выводят из шахты печи в верхней части этой шахты, а точнее в верхней части зоны подогрева материала, то поток газообразных продуктов обжига движется навстречу слою гранулированного материала снизу вверх. В данном способе пылеунос составляет 5 - 7. Шихта,поступающая в медеплавильные агрегаты, всегда содержит органические вещества. Эти вещества поступают с флотореагентами, с компонентами, которые вводят в шихту при ее окусковании, с материалами, подаваемыми в расплав на стадии конвертирования штейна. Часть органических веществ сгорает, часть испаряется и выносится с потоком газа. При охлаждении последнего органические вещества конденсируются. Поэтому данные вещества присутствуют во всех продуктах очистки отходящих газов плавильных агрегатов - в пыли сухих электрофильтров, а также в промывном растворе и шламе, выделяемых при мокрой очистке газов. Названные продукты обезвреживания газов (пыли, шламы, промывные растворы) являются основным источниками получения рения и осмия. Рассматриваемый способ обжига материала,содержащего примеси органических веществ, рений и осмий, характеризуется тем, что при движении газообразных продуктов обжига в зоне наибольшей температуры и в зоне подогрева материала органические вещества выделяются в газовую фазу. Перемещаясь вверх по шахте печи, они конденсируются в верхней менее нагретой части 22787 шахты печи, а также в газоотводящем патрубке и газоходе. Присутствие органических веществ в газообразных продуктах обжига является причиной образования настылей на стенках шахты печи и вспомогательных приспособлений на пути следования газообразных продуктов, что ухудшает эксплуатационные характеристики оборудования. Кроме того, органические вещества частично поглащают возгоны рения и осмия. Это приводит к снижению извлечения данных металлов в конечный продукт. Другая особенность описываемого способа заключается в следующем. Влажные гранулы,получаемые из твердых продуктов очистки отходящих газов медеплавильного завода содержат воду, которая заполняет в гранулах пространство между частичками материала (физическая влага) В гранулах присутствует и химически связанная вода,входящая в состав кристаллогидратов цветных металлов(конституционная вода). Такие кристаллогидраты образуются при контакте материала с водой на стадии гранулирования. При этом физическая влага испаряется относительно легко и быстро. А для удаления молекул воды из кристаллогидратов необходимо нагреть гранулы до температуры,превышающей температуру разложения кристаллогидратов. Причем резкое повышение температуры, которое имеет место в зоне нагревания материала и в зоне наибольшей температуры, приводит к частичному разрушению гранул за счет интенсивного удаления воды из кристаллогидратов. Это вызывает увеличение пылеуноса из печи, что нежелательно. Решаемой задачей является полное сжигание органических веществ, присутствующих в исходном материале, уменьшение пылеуноса. Достигаемый технический результат заключается в создании условий, при которых органические вещества полностью выгорают и тем самым исключается возможность образования настылей на пути движения газообразных продуктов обжига. При этом сокращаются потери рения и осмия на этапе транспортирования газа от обжиговой печи до устройства, используемого для выделения данных металлов из газа. Кроме того,уменьшается пылеунос. Для достижения указанного результата в способе обжига материала,содержащего примеси органических веществ, редкие и благородные металлы, например, рений и осмий, в шахтной печи непрерывного действия,включающем гранулирование материала при разбрызгивании воды, загрузку полученных гранул, которые,опускаясь в шахте печи последовательно проходят зону подогрева, зону наибольшей температуры, зону охлаждения, подачу в слой гранул нагретого воздуха и удаления из печи газообразных продуктов обжига, согласно изобретению в зоне наибольшей температуры обжиг ведут при движении гранул и газообразных продуктов в одном направлении сверху вниз. При этом газообразные продукты обжига выводят из печи в нижней части зоны наибольшей температуры, а влажные гранулы перед загрузкой в печь сушат при температуре 150 -250 С. Способ осуществляют следующим образом. Исходный материал, содержащий рений, осмий и примеси органических веществ (пыль сухих электрофильтров, извлекаемую из отходящих газов медеплавильного завода) гранулируют при разбрызгивании воды. Полученные влажные гранулы сушат при температуре 150 - 250 С и далее загружают в шахтную печь непрерывного действия. В среднюю часть шахты печи вдувают нагретый воздух, а обожженные гранулы выводят из печи в нижней ее части. По мере опускания гранул в шахте печи они проходят зону подогрева, зону наибольшей температура (550 - 800 С), зону охлаждения. Подогрев гранул в первой зоне осуществляется за счет теплообмена при контакте с нижерасположенными слоями гранул, находящихся в зоне наибольшей температуры. Газообразные продукты обжига выводят из печи в нижней части зоны наибольшей температуры. При этом поток газа движется в том же направлении, что и гранулированный материал - сверху вниз. Органические вещества в процессе просачивания воздуха через слой раскаленных гранул полностью сгорают. Таким путем исключается возможность образования настылей на стенах печи в холодной ее части и на внутренней поверхности газохода. Предварительное обезвоживание гранул делает возможным уменьшить пылеунос из печи. Нижний предел температуры сушки, равный 150 С,обусловлен тем, что при меньшем значении температуры разлагается только часть кристаллогидратов и возрастает вероятность разрушения гранул при движении их в шахте печи. Превышение же верхнего предела температуры,составляющего 250 С, нецелесообразно, так как при этой температуре задача разложения кристаллогидратов решается в полном объеме. Пример 1 Используют свинцовую пыль, полученную при очистке отходящих газов медеплавильных печей. Эта пыль содержит свинец, цинк, медь, рений,осмий, серу и примеси органических веществ. Пыль гранулируют при разбрызгивании воды. Влажные гранулы сушат при температуре 150 С. Затем гранулы загружают в шахтную печь непрерывного действия. Воздух, нагретый до температуры 650 С,вдувают через фурменный пояс 1, расположенный в средней части шахты печи. Газообразные продукты обжига выводят из шахты печи через фурменный пояс 2, который помещен ниже фурменного пояса 1,предназначенного для подачи в печь нагретого воздуха. Между двумя этими фурменными поясами находится зона наибольшей температуры, в которой потоки гранулированного материала и газа движутся в одном направлении сверху вниз. В данной зоне рений и осмий в виде их оксидов переходят в газовую фазу, выводимую затем из печи через фурменный пояс 2. При фильтровании газообразных продуктов обжига через слой нагретых до 650 С гранул органические вещества 3 22787 полностью сгорают. Пылеунос материала составляет 3. Пример 2 Используют ту же свинцовую пыль, что и в примере 1. Пыль гранулируют при разбрызгивании воды. Готовые гранулы сушат при температуре 250 С. Далее процесс ведут, как в примере 1. Пылеунос материала составляет 1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ обжига материала, содержащего примеси органических веществ, редкие и благородные металлы, например, рений и осмий, в шахтной печи непрерывного действия, включающий гранулирование материала при разбрызгивании воды, загрузку полученных гранул, которые,опускаясь в шахте печи последовательно проходят зону подогрева, зону наибольшей температуры, зону охлаждения, подачу в слой гранул нагретого воздуха и удаления из печи газообразных продуктов обжига, отличающийся тем, что в зоне наибольшей температуры обжиг ведут при движении гранул и газообразных продуктов в одном направлениисверху вниз. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что газообразные продукты обжига выводят из печи в нижней части зоны наибольшей температуры. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что влажные гранулы перед загрузкой в печь сушат при температуре 150-250 С.

МПК / Метки

МПК: C22B 11/00, C22B 61/00

Метки: способ, материала, содержащего, примеси, редкие, веществ, органических, обжига, металлы, благородные

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/4-ip22787-sposob-obzhiga-materiala-soderzhashhego-primesi-organicheskih-veshhestv-redkie-i-blagorodnye-metally.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Способ обжига материала, содержащего примеси органических веществ, редкие и благородные металлы</a>

Похожие патенты