PL147977B1

POLSKA
RZECZPOSPOLITA
LUDOWA
OPIS PATENTOWY
147 977
C Z Y T tL N I A
Patent dodatkowy
do patentu nr
Urzędu Patentowego
Zgłoszono:
85 08 14
Pierwszeństwo
(P. 255041)
—
Int. Cl.4 C22B 7/02
URZĄD
PATENTOWY
PRL
Zgłoszenie ogłoszono:
86 05 20
Opis patentowy opublikowano: 1990 01 31
Twórcy wynalazku: Barbara Mili, Stanisław Wolff, Romuald Opaliński, Jerzy Lipiński,
Marian Matuszyk, Ryszard Jurowski, Jan Gabryś, Ryszard Skrzyś,
Józef Drzązgała, Józef Zaręba
Uprawniony z patentu: Górniczo-Hutniczy Kombinat Metali Nieżelaznych Zakłady
Górniczo-Hutnicze "Orzeł Biały", Piekary Śląskie /Polska/
SPOSÓB PRZYGOTOWANIA SZLAMU SZTB0VBG0 Z HUEJICTKA MIEDZI DO PROCESÓW
METALURGICZNYCH
Przedmiotem wynalazku jest sposób przygotowania szlamu szybowego z hutnictwa miedzi do
procesów metalurgicznych, polegający na wypalaniu zawartego w nim węgla bitumicznego i węglo¬
wodorów oraz na spieczeniu szlamu.
W procesie wytapiania kamienia miedziowego powstają pyły zawierające ołów, cynk, miedź i
srebro, a także węgiel bitumiczny oraz węglowodory. Pyły te niesione prądem gazów spalino¬
wych wychwytywane są na mokro. Z uwagi na wysoką zawartość cennych metali mogłyby stanowić
surowiec wtórny do ich odzysku. Tymczasem duża zawartość wody w tym szlamie, a przede wszyst¬
kim obecność w nim bitumicznego węgla i węglowodorów stanowi poważną przeszkodę w jego wyko¬
rzystaniu do produkcji metali. Nadmierne nawodnienie szlamu komplikuje jego załadunek do wa¬
gonów, transport do miejsca przeznaczenia, rozładunek i nadawanie do procesu. Szlam ten pod¬
daje się więc leżakowaniu w celu jego osuszenia przez odparowanie wody. Z kolei wysuszone
partie szlamu stają się źródłem pylenia, które staje się groźne z racji wysokiego stężenia
ołowiu w unoszącym się pyle. Stosunkowo wysoka zawartość węgla i organicznych związków węg¬
la w szlamie stwarza wyjątkowe kłopoty technologiczne, bo związki te charakteryzują się dużą
prężnością ich par i przechodzą do produktu pylistego.
Znanych jest kilka sposobów przygotowania szlamu szybowego. Jeden z nich jest przedmio¬
tem patentu nr 121 481 i polega na rozgranulowywaniu szlamu i otaczaniu granulek warstwą
147
977
147 977
2
pylistego, trudniej topliwego tlenku cynkowego i poddawaniu granulek prażeniu w obrotowym
piecu, w którym gazy spalinowe mają kierunek przeciwny do ruchu prażonego materiału. Tem¬
peratura prażenia na wylocie pieca sięga UOO°C. lferstwa tlenku cynkowego otaczająca gra¬
nulkę szlamu gwarantuje stopniowe wypalanie węgla i węglowodorów zawartych w szlamie przez
niedopuszczenie do nadtopienia związków ołowiu i do zokludowania granulki. Stopniowe wypa¬
lanie węglowodorów nie dopuszcza do gwałtownego wzrostu temperatury procesu i redukcji
związków cynku zawartych w szlamie. Sposób ten zmierza do wytworzenia produktu pylistego
składającego się ze związków ołowiu, który w następnej kolejności przetapia się na ołów
w obrotowo-wahadłowym piecu oraz spieku cynkowo-ołowiowego, stanowiącego wsad do pieca
szybowego IS.
Inny ze znanych sposobów uprzydatniania szlamu szybowego do procesów metalurgicznych
polega na mieszaniu go z koksikiem i poddawaniu go procesowi przewałowemu w przeciwprądzie
do spalanych gazów w temperaturze na wylocie pieca do 1200°C. Proces ten ma na celu mak¬
symalne odpędzenie związków ołowiu do produktu pylistego, uzyskanie wysokiej koncentracji
ołowiu w tym produkcie. Produkt pylisty z tego procesu stanowi wsad do wytapiania ołowiu
surowego w obrotowo-wahadłowym piecu.
Obydwa procesy termicznej obróbki szlamu szybowego mają szereg wad i niedogodności.
Najistotniejszymi z nich to stopniowe odparowywanie węglowodorów i tylko ich częściowe
spalanie. Pary węglowodorów wydostają się do atmosfery i wywołują negatywne skutki dla
środowiska naturalnego. Część par węglowodorów aromatycznych wykrapla się na tkaninach
filtracyjnych obniżając ich sprawność, powodują ograniczenie przerobu szlamu i prowadzą
do zwiększenia częstotliwości ich wymiany. Niesprawność urządzeń odpylających zawsze powo¬
duje pogorszenie warunków BHP. Otrzymany przez prażenie granulek szlamu i surowego tlenku
cynkowego pylisty produkt prażenia charakteryzuje się wysoką zawartością cynku, co wska¬
zuje na fakt, że otaczająca granulkę szlamu warstwa tlenku cynkowego nie zabezpiecza w
pełni przed redukcją związków cynku zawartych w tym szlamie. Pylisty produkt tego praże¬
nia jako tak zwany tlenek ołowiu przetapiany jest na ołów surowy w obrotowo-wahadłowym
piecu.
Cynk zawarty w tym produkcie przechodzi w tym procesie do żużla i jest tracony.
Istotną wadą znanych metod obróbki szlamów jest również to, że nadtopione materiały przy¬
klejają się do wewnętrznej ściany pieca,powodując powstawanie pierścieniowych narostów
na jego obwodzie i ograniczenie przekroju, co dodatkowo wpływa na zmniejszenie przerobu,
a usuwanie narostów pieca jest jedną z najbardziej czasochłonnych i uciążliwych operacji
w hutnictwie.
Celem wynalazku jest zwiększenie wydajności procesu prażenia szlamu i wyeliminowa¬
nie szkodliwego wpływu niepełnego spalania się węglowodorów na środowisko naturalne.
Cel ten został osiągnięty sposobem według wynalazku, który polega na tym, że szlam
poddaje się prażeniu w temperaturze 300 - 600°C, w którym przemieszczanie się jego w
obrotowym piecu jest zgodne z kierunkiem przepływu gazów piecowych, które przepuszcza
się przez płuczkę z roztworem ługu sodowego i neutralizuje zawarte w nich szkodliwe dla
środowiska gazy i wychwytuje niesione przez nie pyły związków metali.
147 977
3
W sposobie według wynalazku piec ogrzewa się od strony wlotu materiału wsadowego, a
ciąg gazów zgodny jest z kierunkiem przemieszczania się prażonego szlamu w piecu.
Sto¬
sunkowo niska temperatura prażenia ma spowodować tylko odparowanie węglowodorów z pozo¬
stawieniem związków metali w spieku. Odpędzone węglowodory spalają się częściowo w pie¬
cu, a ich reszta wraz z odpędzonym dwutlenkiem siarki z siarczków zawartych w szlamie
kierowana jest z całą masą gazów piecowych do płuczki z roztworem ługu sodowego. Płucz¬
ka ma na celu zneutralizowanie gazów piecowych i wychwycenie zawartych w nich pylistych
związków metali. Zamierzony cel osiąga się również sposobem, który polega na tym,
że
szlam poddaje się prażeniu we współprądzie z gazami spalinowymi w temperaturze 600 -
1000°C. Odparowuje się ze szlamu węglowodory i od razu je spala na gazy obojętne. Od¬
siarcza się szlam i odpędza z niego łatwiej lotne związki ołowiu. Pyły niesione prądem
gazów wychwytuje się w odpylili workowej, zaś gazy po przejściu przez filtry przepuszcza
się przez płuczkę z roztworem ługu sodowego dla wychwycenia dwutlenku siarki,
po czym
gazy te wypuszcza się do atmosfery. Otrzymane z prażenia szlamu w wysokiej temperatu¬
rze produkty przetapia się na ołów surowy lub na ołów surowy i cynk.
Zasadniczą zaletą sposobu według wynalazku jest zneutralizowanie szkodliwego wpły¬
wu na środowisko węglowodorów aromatycznych, które odpędzone ze szlamu nie zostają cał¬
kowicie spalone, gdyż wskutek przeciwprądowości gazów w stosunku do ruchu prażonego ma¬
teriału nie docierają one do strefy najbardziej nagrzanej. Wychwycony zostaje również
powstający w wyniku prażenia dwutlenek siarki. Poprawiona zostaje sprawność odpylenia,
gdyż przez całkowite spalenie węglowodorów nie dopuszcza się do ich wykroplenia na tka¬
ninie filtracyjnej. Sposób według wynalazku umożliwia wreszcie przerób dużych ilości
szlamu szybowego, gdyż piec może pracować przy maksymalnym obciążeniu.
Przykład wykonania. Prażenie szlamu odbywa się w piecu obrotowym wyposażonym w pa¬
lenisko usytuowane przy wlocie do pieca. Piec ma 1.5 obr./min. i opalany jest węglem.
Temperatura na wlocie pieca wynosi 600°0 i opada stopniowo w kierunku wylotu do 300°C.
Szlam podaje się w ilości 5 t/h. Ciąg gazów wytworzony przez wentylator wynosi - 1,2 Pc.
Czas przebywania materiału w piecu wynosi 32 min. Gazy spalinowe wraz z odpędzonymi
węglowodorami, dwutlenkiem siarki i niewielką ilością pyłów kierowane są do płuczki
skruberowej, składającej się z 5 ^ roztworu ługu sodowego. Gazy te po usunięciu z nich
szkodliwych dla środowiska składników wydalane są do atmosfery, wychwycony w płuczce
pył przetłaczany jest do zgęszczacza, a następnie odwodniony na filtrze próżniowym
i powtórnie nadawany do procesu prażenia. Wyprażony szlam wypada wylotem pieca do ko¬
mory podnośnika kubełkowego i wynoszony jest do zbiornika usytuowanego nad torem
kolejowym, skąd wypuszcza się go do wagonów.
147 977
Zastrzeżenia
patentowe
1. Sposób przygotowania szlamu szybowego z hutnictwa miedzi do procesów metalurgicz¬
nych przez wydalanie zawartego w nim węgla bitumicznego i węglowodorów i spiekanie go,
znamienny
tym,
że szlam poddaje się prażeniu w temperaturze 300 - 600°G we
współprądzie z gazami piecowymi, przy czym gazy te zanieczyszczone dwutlenkiem siarki i
częścią niecałkowicie spalonych węglowodorów, a częściowo także pyłami przepuszcza się
przez płuczkę z roztworem ługu sodowego, neutralizuje je i wychwytuje pyły, które po
odwodnieniu zawraca się powtórnie do procesu prażenia..
2. Sposób przygotowania szlamu szybowego z hutnictwa miedzi do procesów metalurgicz¬
nych przez wypalanie zawartego w nim węgla bitumicznego i węglowodorów i spiekanie go,
znamienny
tym,
że szlam poddaje się prażeniu w temperaturze 600 - 1000°C
we współprądzie z gazami piecowymi, przy czym gazy piecowe wraz z pyłami związków oło¬
wiu kieruje się najpierw na odpylnię workową, następnie zaś do płuczki z roztworem ługu,
a po przejściu przez płuczkę do atmosfery.
Pracownia Poligraficzna UP PRL. Nakład 100 egz.
Cena 400 zł