брикет для получения цинкового полупродукта при выплавке чугуна

Формула изобретения

Брикет для получения цинкового полупродукта при выплавке чугуна, включающий углеродсодержащие, железосодержащие и цинкосодержащие материалы, а также связующее, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего, железосодержащего и цинкосодержащего материала используют шламы доменной газоочистки, а в качестве связующего - цемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:

шламы доменной газоочистки	82-96
цемент	4-18

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к черной металлургии, конкретно к составу брикета для выплавки чугуна с получением полупродукта для цинковой промышленности.

Известна выбранная в качестве прототипа [1] шихта для производства углеродсодержащих железорудных брикетов, включающая шламы из металлургических производств и колошниковую пыль, отличающаяся тем, что она содержит компоненты в следующем соотношении, мас.%:

шламы металлургических производств	70-95
колошниковая пыль	5-30

Существенными недостатками данной шихты являются:

- низкая механическая прочность брикета из-за отсутствия связки;

- низкое содержание цинковых составляющих в брикете для получения полупродукта для цинковой промышленности.

Известен также способ переработки и получения сырья для производства цинка [2], основным источником для которого являются сульфидные полиметаллические медно-свинцово-цинковые, свинцово-цинковые и медно-цинковые руды. Существенным недостатком данного способа являются высокие затраты на производство сырья вследствие добычи, сложного обогащения и переработки рудных составляющих.

Желаемыми техническими результатами изобретения являются:

- получение полупродукта для цинковой промышленности в виде уловленной пыли с высоким содержанием цинка;

- эффективная утилизация отходов производства.

Для этого предлагается брикет для получения цинкового полупродукта при выплавке чугуна, включающий углеродсодержащие, железосодержащие и цинксодержащие материалы, а также связующее, в котором в качестве углеродсодержащего, железосодержащего и цинксодержащего материала используют шламы доменной газоочистки, а в качестве связующего цемент при следующем соотношении компонентов, мас.%:

шламы доменной газоочистки	82-96
цемент	4-18

Заявляемые пределы подобраны экспериментальным путем.

Шламы доменной газоочистки также вводятся в состав брикета как железоуглеродсодержащая и цинксодержащая составляющие, причем при использовании менее 82% снижается коэффициент полезного использования агрегата при применении брикета, а при увеличении более 96% невозможно получение брикета с требуемой механической прочностью (брикеты рассыпаются после штамповки), обеспечивающей требуемые газодинамические свойства шахты печи.

Цемент используется в качестве связки, причем при использовании менее 4% не удается получить требуемую механическую прочность брикета, а при увеличении более 18% снижается прочность брикета в связи с его растрескиванием при сушке и увеличиваются непроизводственные затраты на производство брикетов, снижается общее содержание железоцинковой составляющей в брикете.

Заявляемые брикеты изготавливались из материалов со следующим химическим составом:

Шламы доменной газоочистки: 10-43% Fe _общ; 10-41% C; 3,0-10,0% CaO; 0,5-3,0% MgO; 2,0-8,0% Al₂O₃; 6,2-8,2% SiO₂ ; 0,50-10,0% Zn.

Цемент (М - 500): 6,0-6,6% Al ₂O₃; 3,0-3,08% Fe₂O₃; 0,20-0,39% FeO; 56,0-57,8% CaO; 30-34% MgO; до 0,05% P₂ O₅.

Вышеуказанные компоненты смешивались, увлажнялись, проходили процесс прессования и сушку в естественных условиях.

Брикеты использовались при плавке чугуна с получением цинксодержащей пыли в вагранке. Уловленную пыль отходящих газов с высоким содержанием цинка производили в рукавном фильтре.

Химический состав уловленной пыли: 35-62% Zn; 5,0-23% Fe _общ; 5,0-13,5% C; 3,0-12,0% CaO; 0,5-3,8% MgO; 2,0-8,6% Al₂O₃; 6,2-9,2% SiO₂ .

Достижение данных результатов основано на рециклинге шламов доменной газоочистки. Шламы доменной газоочистки направлялись на брикетную фабрику, где проводилось смешивание материалов в заданных пропорциях с последующим брикетированием. Далее просушенные брикеты отгружались для использования. Вновь уловленная пыль снова отгружалась на брикетную фабрику. Описанные технологические операции проводились до необходимого накопления Zn в уловленной пыли. Ниже приведены составы проб брикетов с получением конечного результата при проведении 40 циклов (плавок).

Таблица 1
Количество циклов	Содержание ZnO в пыли, %
1	7,43
2	7,81
3	8,22
4	8,64
5	9,08
6	9,55
7	10,04
8	10,56
9	11,11
10	11,68
11	12,28
12	12,91
13	13,58
14	14,28
15	15,01
16	15,79
17	16,60
18	17,45
19	18,35
20	19,30
21	20,29
22	21,34
23	22,44
24	23,59
25	24,81
26	26,09
27	27,43
28	28,84
29	30,33
30	31,89
31	33,53
32	35,26
33	37,08
34	38,99
35	41,00
36	43,11
37	45,33
38	47,67
39	50,12
40	52,70

Заявляемый брикет для получения цинкового полупродукта при выплавке чугуна позволил эффективно утилизировать отходы производства с получением полупродукта для цинковой промышленности в виде уловленной пыли с большим содержанием цинка.

Источники информации

1. АС СССР № 1546506, кл. С22В 1/24.

2. Тарасов А.В., Уткин Н.И. Общая металлургия. - М.: Металлургия, 1997 г. - 592 с.