CS213354B2 - Method of regaining the volatile metals from material containing the oxides of metals - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu zpětného získávání těkavých kovů z materiálu obsahujícího kysličníky kovů, přičemž se tento materiál fouká do šachtové pece současně s redukčním činidlem a šachtová pec se nepřetržitě plní koksem, jakož 1 do ní přiváděnou tepelnou energií se alespoň některé kysličníky kovů redukují na kovy, z nichž netěkavé se taví a těkavé odpařují, načež roztavený kov 'se odvádí ze dna šachtové pece.

Je znám způsob, jak lze znovu získávat kovy z materiálu obsahujícího^ kysličníky kovů, tím. že se materiál společně s redukčním činidlem zafoukává 'do šachtové pece plněné koksem. Současně se přivádí tepelná energie, takže alespoň část materiálu obsahujícího kov se redukuje na kov a netěkavý kov, popřípadě netěkavé kovy se taví. Roztavený kov a struska jsou pak na dně šachtové pece zachycovány, odkud je lze odstraňovat.

V novější době se však projevuje potřeba způsobu zpětného získávání těkavých kovů, jako například zinku, olova, sodíku a vápníku ze surových produktů nebo rud, které obsahují značný podíl kysličníků železa a jiných netěkavých kovů. Vyplývá to především ze skutečnosti, že těkavý kov po své redukci a odpaření u dosud známých zařízení znovu kondenzuje nebo opět oxiduje, což v provozu způsobuje ucpávání nebo jiné obtíže.

V praxi se prokázalo, že zejména redukované koivy z těkavé skupiny kondenzují v obvyklých šachtových pecích v jejich horní části v bezprostřední blízkosti kychty, což vyvolává značné provozní problémy. Kromě toho dochází u obvyklých šachtových pecí, získává-li se např. zinek, k lehké oxidaci, což pak způsobuje nežádoucí takzvanou pěnu a vzniká tedy zinkový prášek znečištěný kysličníkem zinečnatým. Jak známo, lze tento problém řešit pouze s krajními obtížemi.

Vynález má za úkol zlepšit způsob redukce a zpětného získávání těkavých kovů z kysličníků kovů, u něhož se materiál obsahující kysličníky kovů fouká současně s redukčním činidlem do šachtové pece plněné nepřetržitě koksem, přičemž do· šachtové pece se přivádí tepelná energie v takovém· množství, že alespoň některé kysličníky kovů se redukují na kovy a podle toho, zda kov je těkavý nebo netěkavý, se odpařuje nebo· taví, načež roztavený kov se odstraní ze dna šachtové pece.

Podstata způsobu zpětného získávání těkavých kovů z materiálu obsahujícího kysličníky kovů spočívá podle vynálezu v tom, že odpařený kov se jako kovové páry společně s proudem plynů odvádí vzhůru šachtovou pecí, přičemž koks v šachtové peci, kterou odpařený kov proudí, je udržován na teplotě 1000 až 1700 °C, zatímco horní oblast šachtové pece a kychta· jsou za účelem vyloučení kondenzace odpařeného kovu odčleněny koksem·, přičemž odpařený kov se odvádí z horní oblasti šachtové pece.

Kromě toho se tepelná energie přivádí nejméně jedním plazmovým hořákem. Plazmovým hořákem bývá označován obloukový tryskový plazmový hořák, z něhož vystupuje plazmový paprsek o vysoké teplotě, přičemž do plazmového paprsku lze foukat prachovitý materiál.

Šachtová pec se plní suchým koksem. Jako redukčních činidel se používá plynných a/nebo tekutých uhlovodíků a/nebo pevného kosu. Redukční činidlo· se s výhodou přivádí společně s materiálem obsahujícím kysličníky kovů, popřípadě společně s plazmovým plynem.

Znovu získávaný těkavý kov přísluší do skupiny zinek, olovo, sodík a vápník, přičemž odpařený kov po odvedení ze šachtové pece kondenzuje. Kycht-a šachtové pece je udržována plynotěsná.

Uvedená opatření mají tu výhodu, že se účinně zabrání kondezaci těkavých kovových par. Kromě toho lze známým způsobem a ekonomicky odvádět proud plynů ze Šachtové pece, přičemž se z proudu plynů kovové páry dají oddělit. Rovněž se tím vyloučí zmíněné tvoření pěny.

Podstata způsobu podle vynálezu je podrobněji vysvětlena pro tento způsob vhodné šachtové peci nebo reaktoru, znázorněném na.výkresu v řezm

Šachtová pec nebo reaktor 1 je naplněn redukčním činidlem 2, zejména koksem. V horní části reaktoru 1 je uspořádána kychta 3, která leží nad vlastním reaktorem 1 a je vytvořena tak, že může být nepřetržitě plněna koksem až po určitou výši. Aby bylo· možné určenou výšku nastavit automaticky, jsou v otvoru 4 kychty 3 uspořádány dva výškové ukazatele 5, 6, které spolupůsobí s nenaznačenými plnicími orgány. Z horní části reaktoru 1 vede potrubí 7 ke kondenzátoru 8.

Do dolní části reaktoru 1 je zavedeno přívodní potrubí 9 pro foukání redukčního činidla, jakož i další přívodní potrubí 10 pro foukání materiálu obsahujícího kysličníky kovů. Kromě toho je zde uspořádán plazmový hořák 11 s plnicím potrubím 12. Na dně reaktoru 1 jsou dále provedeny odpichový kanál 13 pro· strusku a odpichový kanál 14 pro tekutý kov.

Na rozdíl od obvyklých zařízení toho druhu se šachtová pec plní s výhodou sušeným koksem. V dosud běžně používaném koksu bývá až 6 % vody.

Při postupu způsobem podle vynálezu se zpracovávaný materiál, obsahující zejména kysličníky železa a zinku, fouká do reakční zóny reaktoru 1, ve které se společně s redukčním činidlem velmi rychle zahřeje a redukuje tak, že vzniknou tekuté a plynné produkty redukce. Tekutými produkty reakce jsou železo a struska, která vzniká působením struskotvorných přísad, které se buď přidávají odděleně během provozu nebo se zafoukávají smísené s materiálem obsahujícím kysličníky kovů, jakož i popelem redukčního činidla. Plynné produkty sestá213354 vají ze zinkových par a redukčního plynu, jehož složení je závislé na použitém redukčním. činidlu. Jsou-li ve výchozím materiálu obsaženy jiné netěkavé nebo· těkavé kovy, pak tekuté a plynné redukční prostředky přirozeně obsahují také tyto kovy.

Tekuté produkty redukce se shromažďují na dně šachtové pece a mohou být -odstraněny odpichovými kanály 13, 14, zatímco plynné produkty reakce stoupají vzhůru šachtovou pecí nebo reaktorem 1 ve směru šipky A a jsou odváděny potrubím 7.

Koks- tvoří v šachtové peci nebo reaktoru 1 propustnou šachtu nebo propustnou nístěj, kterými produkty reakce procházejí ke dnu, popřípadě ke -kychtě šachtové pece, takže má tyto- úkoly: tvořit velký reakční povrch, zadržovat procházející jemnozrnný materiál, podle potřeby tvořit redukční činidlo, a tím zajišťovat, že v celé šachtové peci nebo· reaktoru jsou podmínky pro redukci, a konečně odclonit horní část šachtové pece nebo reaktoru a také kychtu, takže stoupajícím parám kovů se zabrání kondenzovat.

Aby se zajistilo splnění poslední podmínky, plní -se koks do šachtové pece -nebo reaktoru nepřetržitě pomocí výškových ukazatelů 5, 6. Kromě toho se veškerá koksová náplň udržuje na teplotě 1000 až 1700 °C

S výhodou se jako redukčních činidel používá plynného· nebo tekutého uhlovodíku a pevného- uhlí. Lze je přivádět oddělenými tryskami nebo společně s materiálem obsahujícím kysličníky kovů a/nebo také jako část plazmového plynu.

Redukční plyn vycházející ze šachtové pece nebo reaktoru se -odvádí do· koadenzátoru 8, kde -se dělí a v něm obsažené kovy v tekuté fázi pak kondenzují, načež se vypouštějí výpustným potrubím 15. Zbytkový plyn, -sestávající v podstatě z kysličníku uhelnatého a vodíku, se odvádí z kondenzá toru 8- potrubími 18a může být -použit k předběžné redukci materiálu obsahujícího kysličníky kovů nebo· pro jakékoliv jiné účely.

Další vysvětlení způsobu podle vynálezu je zřejmé z následuíícího číselného příkladu.

Příklad

Materiálem obsahujícím kysličníky kovů, který měl být redukován, byl kychtový prach z ocelářské elektrické pece v hmotnostním složení:

% Fe?O3 % ZnO % PbO % CaO % SiO2.

Na 1 tunu kychtového- prachu bylo spotřebováno redukčních prostředků kg suchého kosu kg kamenného- uhlí struskotvorných přísad kg S1O2 elektrické energie

1080 kWh.

Z 1 tuny výchozího materiálu byly získány tyto .produkty:

330 kg surového· železa (3 % C)

200 kg zinku kg olova

240 Nm3 -redukčního· plynu (65 % CO,

-% Hz a zbytek CO2, H2O, Na)

340 kg -strusky obsahující hmotnostně % CaO, 40 % SIO2, 10- % AI2O3.

Claims (9)

1. Způsob zpětného získávání těkavých kovů z materiálu obsahujícího - kysličníky kovů, přičemž se tento materiál fouká do Šachtové pece současně s redukčním činidlem a šachtová pec se nepřetržitě plní koksem, zatímco do ní přiváděnou tepelnou energií se alespoň některé kysličníky kovů redukují na kovy, z nichž netěkavé kovy -se taví a těkavé -se -odpařují, načež roztavený kov se -odvádí ze dna šachtové pece, vyznačený tím, že -odpařený kov se jako kovové páry společně -s proudem plynů -odvádí vzhůru šachtovou pecí, přičemž koks v šachtové peci, kterou odpařený kov proudí, je udržován na teplotě 1000 až 1700; °C, zatímco- horní oblast šachtové pece a kychta jsou za účelem vyloučení kondenzace odpařeného kovu odcloněny koksem, přičemž odpařený kov se odvádí z horní oblasti šachtové pece.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že tepelná energie se přivádí nejméně jedním· plazmovým hořákem.

3·. Způsob podle- bodu 1, vyznačený tím, že šachtová pec se plní suchým koksem.

4. Způsob podle bodu 2, vyznačený tím, že j‘ako· redukčních činidel se používá plynných -a/nebo tekutých uhlovodíků a/nebo pevného koksu.

5. Způsob podle bodu 4, vyznačený tím, že redukční činidlo se přivádí společně s materiálem obsahujícím kysličníky kovů.

6. Způsob podle bodu 4, vyznačený tím, že redukční činidlo se přivádí -společně s plazmovým plynem.

7. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že- těkavý kov přísluší do skupiny zinek, olovo, sodík a vápník.

8. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím,

9. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že kychta šachtové pece je udržována ply- že odpařený kov po odvedení ze šachtové

notěsná. pece kondenzuje. 1 list výkresů

Saverografia, n. p., závod 7, Most