способ удаления хлора и фтора из пылевидных цинксодержащих материалов свинцово-цинкового производства

Формула изобретения

Способ удаления хлора и фтора из пылевидных цинксодержащих материалов свинцово-цинкового производства, включающий прокалку материалов с получением вторичных хлор и фторсодержащих возгонов и последующую их двухстадийную водно-содовую отмывку при температуре 70-90°С, отличающийся тем, что отмывку хлора и фтора осуществляют водным раствором, содержащим карбонат и сульфат натрия при концентрации их в исходном растворе на каждой стадии соответственно 67-72 и 8-13 г/л.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при удалении хлора и фтора из пылевидных материалов свинцово-цинкового производства, например из вельцвозгонов или шлаковозгонов.

Известен способ удаление хлора и фтора из пылевидных цинксодержащих материалов свинцово-цинкового производства, включающий их прокалку (окислительный обжиг) при температуре 650-700°С и переработку вторичных возгонов (см. книгу Абдеев М.А., Колесников А.В., Ушаков Н.Н. Вельцевание цинк-свинецсодержащих материалов. М.: Металлургия. - 1985. - С.94). Известен способ удаления хлора, фтора и сульфатов из окисленных свинцово-цинковых материалов с использованием водного раствора сульфата натрия и оксида кальция (см. Авт.свид. СССР №1325098, опубл. Б.И. №27, 1987 г. по кл. С22В 3/00).

Недостатком указанных способов является низкая доля удаления фтора и повышенное количество сульфатов в растворах после отмывки.

Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату является способ удаления хлора и фтора из пылевидных цинксодержащих материалов свинцово-цинкового производства, включающий прокалку вельцвозгонов или шлаковозгонов, улавливание вторичных возгонов и проведение их водно-содовой отмывки на стадии улавливания в 2-е ступени, причем на 1-й ступени поддерживают температуру промывного раствора 70-90°С и рН 8,5-9,0, а на 2-й ступени поддерживают концентрацию соды в промывном растворе 30-55 г/л (см. авт.свид. №1135786 СССР, опубл. Бюл. - 1985. - №3, по кл. С22В 7/02).

Недостатком указанного способа является низкие показатели отмывки вторичных возгонов от фтора.

Техническим результатом данного изобретения является увеличение отмывки от фтора вторичных возгонов. Указанный результат достигается тем, что в способе удаления хлора и фтора из пылевидных цинксодержащих материалов свинцово-цинкового производства, включающем прокалку материалов с получением вторичных хлор- и фторсодержащих возгонов и последующую их двухстадийную водно-содовую отмывку, отмывку хлора и фтора осуществляют водным раствором, содержащим карбонат и сульфат натрия при концентрации их в исходном растворе на каждой стадии, соответственно 67-72 и 8-13 г/л.

Способ осуществляется следующим образом

Пылевидный цинксодержащий материал (вельц-окись) состава, %: цинк 60-67; свинец 3-10; железо 1-5; хлор 0,15-0,55; фтор 0,02-0,15 подвергается прокалке при температуре 650-750°С с получением вторичных возгонов с выходом их от вельц-окиси 3-5% и состава, %: цинк 30-50; свинец 5-20; хлор 3,4-12; фтор 0,42-2,2. Вторичные возгоны отмывают в водном растворе карбоната и сульфата натрия в две стадии при ж:т=7:1 и температуре 75-85°С. На первой и второй стадии концентрация карбоната натрия в исходном растворе составляет 67-72 г/л, а сульфата натрия 8-13 г/л и рН раствора после отмывки возгонов 8,0-8,5 после первой стадии и 8,5-9,0 после второй стадии. Твердый остаток от отмывки вторичных возгонов - карбонатно-сульфатный кек отфильтровывается после каждой стадии отмывки. Цинк, свинец, кадмий практически полностью переходят в карбонатно-сульфатный кек, который поступает на вельцевание. Фильтрат направляется на очистные сооружения на известковую очистку сточных вод.

Предложенный способ испытан в лабораторных условиях.

Испытания показали, что удаление хлора и фтора из пылевидных цинксодержащих материалов свинцово-цинкового производства путем прокалки материалов и водно-содой отмывки вторичных возгонов с добавкой сульфата натрия позволит удалить 97-99% хлора и 90-95% фтора из вторичных возгонов, получаемых после прокалки вельц-окиси.

Пределы изменения концентрации карбоната и сульфата натрия в исходном растворе связаны с получением максимальных результатов отмывки хлора и фтора. Так, при суммарной концентрации карбоната и сульфата натрия составляет 80 г/л при ж: т=7:1 нижний предел содержания сульфата 8 г/л связан с более низкими содержаниями фтора и свинца во вторичных возгонах (фтора 0,42% и свинца 5%). С повышением содержания в возгонах фтора до 2,2% и свинца до 20% концентрация в растворе сульфата натрия возрастает до 13 г/л. Сульфат натрия способствует более эффективному переводу фторидов и хлоридов в растворимые формы в содовом растворе по реакции PbF₂(Cl₂)+Na ₂SO₄=NaF(Cl)+PbSO ₄ за счет перевода свинца и других металлов в нерастворимые соединения.

Проверку способа осуществляли следующим образом.

Вельц-окись состава, %: цинк 62,5; свинец 7,5; хлор 0,35; фтор 0,035 подвергали прокалке при температуре 750°С с получением вторичных возгонов состава, %: цинк 45,3; свинец 9,8; хлор 5,9; фтор 0,82. Вторичные возгоны отмывали при температуре 80°С в две стадии в водном растворе карбоната и сульфата натрия с концентрацией указанных солей в исходном растворе, соответственно 68 г/ли 12 г/л на каждой стадии. Суммарный расход карбоната натрия составил 560 кг/т вторичных возгонов. рН на первой стадии отмывки составлял 8,0-8,5 и на второй стадии отмывки 8,5-9,0.

Известный способ проверяли в соответствии с описанием прототипа, в котором удаление хлора и фтора из пылевидных цинксодержащих материалов свинцово-цинкового производства проводили из вторичных возгонов в 2-е стадии. На первой стадии температуру раствора выдерживали 80°С и рН 8,7, а на 2-й стадии поддерживали концентрацию соды в промывном растворе 50 г/л. Растворы после 1-й и 2-й стадии отфильтровывались.

В таблице приведены сравнительные данные проверки известного и предлагаемого способов удаления хлора и фтора из пылевидных цинксодержащих материалов свинцово-цинкового производства. Как видно из полученных данных, использование предлагаемого способа позволяет удалить фтор из вторичных возгонов на 47,5% больше, чем в известном способе.

Таблица
Способы	Наименование основных стадий способов	Удаление из вторичных возгонов, %
		хлор	фтор
Известный	Прокалка - двухстадийная водно-содовая отмывка с концентрацией карбоната натрия в исходном промывном растворе 50 г/л. Температура 80°С на первой стадии.	98,5	45
Предлагаемый	Прокалка - двухстадийная водно-содовая с добавкой сульфата натрия в растворе с концентрациями в исходном промывном растворе карбоната натрия 68 г/л и сульфата натрия 12 г/л. Температура 80°С на обеих стадиях.	98,9	92,5