Money.plTechnologie dla biznesuPrzemysłPatentyPL 140086 B1
Wyszukiwarka patentów
  • od
  • do
Patent PL 140086 B1


PL 140086 B1

POLSKA RZECZPOSPOLITA LUDOWA OPIS PATENTOWY 140 086 c. ?_ L i, i A Patent dodatkowy do patentu nr U?'edij Patentowego Zgłoszono: 84 04 02 (P. 247043) Int. Cl.4 C22B 13/02 Pierwszeństwo: URZĄD PATENTOWY PRL Opis patentowy opublikowano: 1987 11 20 Twórcy wynalazku: Stanisław Turek, Romuald Opaliński, Tadeusz Zgłoszenie ogłoszono: 84 11 08 Pokryszko, Marian Matuszyk, Stanisław Wolff, Józef Steindor, Elżbieta Brzozowska, Piotr Czechowicz, Antoni Koryczan, Eryk Gawełczyk, Ryszard Jurowski, Piotr Smolorz Uprawniony z patentu: Zakłady Górniczo-Hutnicze ?Orzeł Biały", Piekary Śląskie (Polska) Sposób otrzymywania surowego ołowiu w obrotowo-wahadlowym piecu Przedmiotem wynalazku piecu, polegający na jest sposób otrzymy? re? w wyniku której otrzymuje się ołów i kadm oraz wania surowego ołowiu w obrotowo-wahadłowym podgrzewaniu surowca, siarczki ołowiu i kadmu, reagujące z żelazem i so? dą według następującej reakcji: PbS + Fe = Pb + FeS dukcji zawartych w nim związków ołowiu za po? mocą węgla, żelaza i sody, upłynnieniu zawsadowanego materiału, wyprowadzeniu go z pieca do kadzi i rozdzieleniu na zasadzie grawitacyjnej na metaliczny ołów i żużel. Znany sposób otrzymywania surowego ołowiu PbS + Na2C03 = PbO + Na2S + C02 CdS + Na2C03 = CdO + Na2S + COz Otrzymane z tych reakcji tlenki ołowiu i kadmu polega na periodycznym cyklu przetapiania tlen? kowych, siarczkowych i siarczanowych koncentra? tów ołowionośnych w piecu obrotowo-wahadłowym 10 przy udziale reduktorów w postaci koksiku, złomu żelaza i sody. Proces ten rozpoczyna się nagrze? waniem załadowanych do pieca materiałów wsa? podlegają następnie dalszej redukcji za pomocą węgla z koksiku. Otrzymany metaliczny ołów w postaci drobnych kropel spływa przez warstwę topiących się materiałów i w wyniku koagulacji, ułatwionej obrotowym i wahadłowym ruchem pie? ca, tworzy warstwę ciekłego metalu. Po osiągnięciu temperatury 973?1073 K następuje intensywne odparowanie zredukowanego kadmu, a przy dal? 15 dowych, topieniem tych materiałów, w czasie któ? rego następuje redukcja związków ołowiu i od? pędzenie związków lotnych. Ciepło potrzebne do nagrzewania i topienia wsa? du, a także do przebiegu endotermicznych reakcji redukcji' dostarczane jest ze spalania pyłu węglo? wego w powietrzu, wtłaczanym razem z pyłem 20 do przestrzeni pieca. Strumień gazów odprowa? dzany jest z pieca przez kanał odciągowy, komorę wstępnego odpylania, chłodnicę rurową i szym podwyższaniu temperatury zostają odparo? wane związki ołowiu i kadmu głównie pod po? stacią siarczku ołowiu i tlenku kadmowego. Odparowuje także cynk, który obecny jest we wsa? dzie pod postacią tlenku cynkowego. Pary metali głównie kadmu i cynku zostają utlenione w in? stalacji odciągowo-odpylającej, gdzie po obniżeniu temperatury ulegają kondensacji i w postaci pyłów zostają wychwycone w komorze pyłowej i fil? trze workowym. Otrzymany w filtrze workowym pył zawiera filtr. 25 workowy do komina. Po fazie nagrzewania wsadu i osiągnięciu temperatury 1173?1373 K wsad ulega topieniu. Równolegle ze wzrostem temperatury w 8?15°/o kadmu, zależnie od jego zawartości w ma? teriale wsadowym. Składniki żużlotwórcze zawar- piecu następuje głównie 140 086 tlenków, redukcja niektórych związków, siarczanów ołowiu i kadmu, 30 te w materiale wsadowym wspólnie z siarczkami -f-U^.i'iSE-n 3ż'i . 140 086 3 4 żelaza i sodu tworzą żużel, który po osiągnięciu temperatury 1273?1323 K stanowi ciekłą warstwę szego upłynnienia materiału wsadowego, a glin redukuje skuteczniej związki ołowiu. Upłynnienie nad warstwą płynnego ołowiu. W tym stanie wy? lewa się zawartość pieca do kadzi, gdzie przez grawitacyjną segregację następuje rozwarstwienie tych składników. Bezpośrednio przed spustem wy? łączony zostaje system opalania pieca. Po doko? naniu spustu cykl wytopu zostaje zakończony. 5 się ołowiu metalicznego wprowadzonego do pieca z popiołem z opalania kabli stwarza lepsze warunki do reagowania reduktywów ze związkami ołowiu przez ułatwienie kontaktu tych reagentów. Obecny w popiele glin metaliczny wykazuje lep? sze własności redukcyjne w stosunku do związ? ków ołowiu niż dotychczas stosowane reduktory. Podczas załadunku materiału wsadowego do no? wego cyklu wytopu ołowiu następuje znaczne ochłodzenie pieca. Ponowne uzyskanie potrzebnej temperatury ogrzewanego materiału wsadowego wymaga dość długiego czasu, to zaś powoduje przedłużenie cyklu wytopu i podrożenie kosztów 10 Ponadto jego drobno uziarniona postać wpływa również przyspieszająco na proces redukcji. Powierzchnia metalicznego glinu zostaje odsło? nięta przez mechaniczne starcie zewnętrznej utle? nionej powłoki podczas przewałowego mieszania tego procesu. W celu zwiększenia efektu ogrze? wania materiału wsadowego wykorzystuje się do opalania pieca sposób według opisu patentowego PRL nr 88 451, polegający na wtryskiwaniu do 15 materiału w obrotowym bębnie. Obecne w popiele szczątki organiczne zawierające węgiel i wodór zastępują w procesie w dużym stopniu koksik do celów redukcyjnych i do opalania pieca. Zaletą sposobu według wynalazku jest przyspie? przestrzeni roboczej pieca wzajemnie przecinają? cych się strumieni pyłu węglowego, płynnego pa? liwa i powietrza. Strumień płynnego paliwa prze? nikający przez strefę pyłu węglowego inicjuje za? palanie się pyłu węglowego wyzwalając w krót? kim . czasie dużą ilość ciepła. Ten sposób opala? nia prowadzi do skrócenia trwania cyklu wytopu ołowiu. szenie wytopu ołowiu i skrócenie] jego cyklu. W sposobie według wynalazku wykorzystany jest odpadowy i zatruwa popiół po opalaniu izolacyjnych oto? czek-kabli elektrycznych, który zalega na zwałach 25 naturalne środowisko. Zwały tego po- piołu są bowiem źródłem rozprzestrzeniania się toksycznych ołowiowych, pyłów. Popiół ten nie może być wykorzystany samodzielnie jako mate? riał wsadowy do procesu wytopu, pomimo znacz? nej zawartości ołowiu, z uwagi na obecność w nim wysokich zawartości glinu i jego związków (2?6°/o Al), które uniemożliwiają upłynnienie żużla. Dopuszczalną zawartością glinu w przera? bianym wsadzie jest zawartość do 1,0% glinu. Do? datek popiołu do tradycyjnych koncentratów oło? wiowych w ilości takiej, aby udział glinu we wsa? Przedstawiony sposób wytopu ołowiu ma kilka wad. Jedną z nich jest fakt, że pomimo intensy? fikacji opalania pieca przy udziale płynnego liwa proces upłynniania wsadu w piecu trwa długo. Opóźnia to reakcję redukcji związków wiu i tworzenie się żużla, powoduje, że cykl topu jest nadal stosunkowo długi. Następną związków pa? zbyt oło? wy? niedogodnością ołowiu, jest to, że w redukcja postaci szczególnie ołowiu siarczkowej zachodzi za pomocą - niezbyt aktyw? nego reduktora jakim jest rozdrobniony złom me? talicznego żelaza. Również stosunkowo duża wiel? kość uziarnienia tego złomu' nie sprzyja przebie? gowi redukcji siarczku ołowiu. Jest to drugi czyn? dzie nie przekraczał 1% Al wpływa pozytywnie na przebieg wytopu ołowiu. Dodatek ten stwarza warunki do skuteczniejszej i wydajniejszej re? dukcji związków ołowiu przez ułatwienie kontak? tu reagentów i działanie aktywniejszym redukto? rem w postaci glinu. nik wpływający na. przedłużenie cyklu wytopu. Przedstawiony proces wytopu jest ponadto bar? dzo energochłonny, zużywający duże ilości pyłu węglowego. Główny składni^ popiołu ołów metaliczny, dzię? ki któremu osiąga się wcześniejsze upłynnienie 45 materiału wsadowego przechodzi po zakończeniu procesu do produktu tego procesu, to jest do oło? wiu surowego. Celem wynalazku jest skrócenie czasu wytopu, a także obniżenie zużycia koksiku do redukcji związków ołowiu i pyłu węglowego do opalania pieca. Dla osiągnięcia celu stawia się do rozwią? 50 zania zadanie wcześniejszego upłynnienia mate? riału wsadowego poddawanego podgrzewaniu i za? Sposób według wynalazku w przykładzie wy? konania przedstawia się następująco: Do wytopu przygotowuje się ładunek wsadu o wielkości 5,25 t, z czego na materiały ołowio? nośne przypada 4,7 t, a na dodatki pomocnicze proponowania aktywniejszego reduktora związków ołowiu. 0,55 t. Udział popiołu z opalania otoczek izolacyj? 55 nych kabli energetycznych wynosi 1,2 t. Znajduje. się w nim 4% Al, co w odniesieniu do całości materiałów ołowionośnych stanowi l°/o. Jest to graniczna zawartość glinu, powyżej której wyto? Według wynalazku zadanie rozwiązano w ten sposób, że do ołowionośnego materiału wsadowe? go dodaje się 20?50°/o popiołu z opalania otoczek izolacyjnych przewodów elektrycznych, zawierają? cego 45?70*/o ołowiu głównie w postaci metalicz? nej, 2?68/o glinu o przewadze glinu metalicznego, 0,2?4,0°/o miedzi i 20?44,6*/o resztek sztucznego tworzywa. py nie są prawidłowe. Glin ma tu postać drobno ziarnistą, ziarna są powierzchniowo utlenione, co Istotną rolę w ładunku wsadowym odgrywa piasek kwarcowy w ilości 0,10 t, który neutrali? zuje krzepliwość topionego materiału wywołaną obecnością związkaw glinu. Szczegółowy skłatj ładunku wsadowego do pier Materiały te miesza się przewałowo i podgrze? wa do temperatury 1073 K, w której zawarty w popiele metaliczny ołów prowadzi do wcześniej- w ca obrotowó-wahadłowego jest następujący: 140 086 6 rodzaj materiału 1. tlenek ołowiowy 2. zaw. Pb% 42 55 50 ilość w t. odpady ołowiowe 2,8 0,3 0,4 aktywniejszemu reduktorowi jakim jest glin. Po? wstający w procesie wytopu trudnotopliwy trój? tlenek glinu upłynniany jest dodawanym do wsa? du piaskiem kwarcowym. Resztki tworzywa sztucznego wprowadzone do 3. zgary ołowiowe 4. popiół z opalania kabli 42 5. koksik 6. złom żelazny 7. soda 8. piasek kwarcowy Razem: 1,2 0,15 0,15 pieca z popiołem spalają się zastępując węgiel do opalania pieca. Spalając się na dwutlenek węgla obniżają one masę balastu, z którego tworzy się 0,15 0,10 5,25 żużel. W rezultacie wzrasta koncentracja ołowiu w wytapianym materiale. Po upłynnieniu mate? riału wsadowego zamienia się ruch obrotowy pie? Porcję materiałów w ilości 5,25 t rozładowuje się z kontenera do zbiornika zasypowego umiej? scowionego nad piecem obrotowo-wahadłowym. 15 ca na ruch wahadłowy. Następuje koagulacja cząstek ciekłego ołowiu i grawitacyjna segregacja metalu i żużla. Ze zbiornika zasypowego wprowadza się ładunek wsadowy poprzez otwór wsadowo-wylewowy do pieca. W rezultacie obrotowego ruchu pieca na? stępuje wymieszanie wszystkich składników wsa? du, a wzajemne ścieranie się materiałów w- wy? niku przewałowego przemieszczania się powoduje starcie utlenionej powłoki ziarn glinu odsłaniając jego metaliczną część. Piec opalany jest pyłem Proces wytopu w przykładzie wykonania trwa trzy godziny, to jest o 30 minut krócej niż wytop znanymi dotąd metodami. Wylana do kadzi płyn? na zawartość pieca rozdziela się grawitacyjnie na cienką warstwę żużla i na metaliczny ołów. Cien? 20 ka warstwa płynnego żużla umożliwia skutecz? niejsze obciekanie kropel ołowiu do warstwy oło? wiu. Stąd mniejsze. straty ołowiu uwięzionego w żużlu są węglowym i lekkim paliwem płynnym. Strumie? nie tych paliw mają postać odwróconego stożka o różnym kącie wierzchołkowym. Strumienie te przenikają się wzajemnie tuż przy dennicy pieca. Łatwopalny strumień lekkiego paliwa przenikają? cy przez strumień pyłu węglowego dostarcza temu ostatniemu ciepła do jego zapalenia się. Dzięki te? mu w krótkim czasie osiąga się potrzebną ternperaturę pieca. 25 Zastrzeżenie patentowe Sposób otrzymywania surowego ołowiu w obrotowo-wahadłowym piecu przez podgrzewanie i upłynnianie materiału wsadowego z równoczesną redukcją zawartych w nim związków ołowiu za pomocą węgla, metalicznego żelaza i sody, odpę? dzenie cynku i leadmu z wychwyceniem ich w po? staci skondensowanej w odpylni, wyprowadzenie płynnej zawartości pieca do kadzi i grawitacyjną segregację metalicznego ołowiu i żużla, znamienny tym, że do materiału wsadowego składającego się z siarczkowych, tlenkowych i siarczanowych związ? 30 W pierwszej fazie procesu następuje odpędzenie wilgoci i wysuszenie wsadu, następnie odparowu? ją lotne składniki wsadu, które w atmosferze pie? ca utleniają się i zestalają w drobny pył, który wychwytywany jest w odpylni. Po osiągnięciu temperatury 1073 K zaczyna się upłynnianie ma? 35 teriału wsadowego i redukcja związków ołowiu do ołowiu metalicznego. Upłynnienie materiału wsadowego jest przyspieszone dzięki znacznemu 40 ków ołowiu dodaje się 20?50% wagowych popio? łu z opalania izolacyjnych otoczek kabli elektrycz? nych, zawierających 40?75% ołowiu głównie w postaci metalicznej, 2?6% Al o przewadze glinu udziałowi w nim ołowiu w postaci metalicznej, wniesionego przez popiół z opalania izolacji kabli. Ołów metaliczny upłynnia się bowiem łatwiej od metalicznego, 0,2?4,0% Cu i 20^4,6% resztek jego związków. Upłynnienie materiału w piecu wpływa1 dodatnio na przebieg reakcji redukcji związków ołowiu, gdyż ułatwia kontakt reagen? tów. 45 częściowo spalonego tworzywa sztucznego, oraz wprowadza się 2?15% Si02 w postaci piasku kwarcowego, przy czym metalicznym ołowiem za-: wartym w popiele już w temperaturze 600 K upłynnia się materiał w piecu, zaś glinem z po? Redukcja związków ołowiu w przykładzie wy? konania zachodzi intensywniej również dzięki piołu redukuje związki ołowiu, a krzemionką obni? ża topliwość powstającego trójtlenku glinu.




ANKIETA

Jak oceniasz nowe technologie na mundialu?

Grupy dyskusyjne