ЛИНИЯ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЛАТУНИ, ОКСИДА ЦИНКА И ОКСИДА МЕДИ ИЗ ЛАТУННЫХ ШЛАКОВ

Линия для извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из латунных шлаков относится к области цветной гидрометаллургии, и может быть использована для селективного извлечения из отходов литейного латунного производства, латуни, оксида цинка, оксида меди и побочных продуктов, пригодных для использования в промышленности.
Известна линия для разделения латунных шлаков по патенту №2104797 «Способ разделения латунных шлаков» от 03.10.1997, опубликовано 20.02.1998, МПК В03В 9/04, В03В 7/00, С22В 7/04, содержащая, мельницу самоизмельчения, грохот, и устройство обесшламливания.
На этой линии из латунных шлаков извлекают только латунь, при этом мелкий продукт обесшламливают по зерну 20 или 30 мкм, а выделение латунного концентрата производят в виде крупных продуктов грохочения и обесшламливания.
Оставшийся шлак, содержащий другие ценные компоненты, отправляют в отвалы.
Известно «Устройство для промывки и классификации полезных ископаемых» по А.С. №1801572 от 29.12.1990, 15.03.1993, МПК В03В 5/00, содержащее загрузочное и разгрузочное приспособления, расположенную в поддоне рабочую камеру, в виде правильной многогранной призмы с перфорированной боковой поверхностью. Рабочая камера снабжена двумя транспортирующими спиралями и, одна из которых левого вращения, расположена внутри рабочей камеры, а другая, правого вращения - на внешней стороне этой камеры. В рабочей камере осуществляется промывка исходного материала, его классификация по размерам и обезвоживание.
Устройство сложно в изготовлении и обслуживании и не позволяет разделить промываемый материал на несколько полезных составляющих.
Наиболее близким по технической сущности является технологическая линия для переработки цинкосодержащего сырья по патенту №2091341 «Способ переработки цинкосодержащего сырья и технологическая линия для переработки цинкосодержащего сырья» от 14.10.1994, опубликовано 27.09.1997, МПК С04В 5/00, С03С 10/00, F27B 15/00,
Линия для переработки цинкосодержащих материалов содержит устройство подготовки цинкосодержащего сырья и печь, с системой удаления жидкого шлака. Линия дополнительно снабжена устройством подготовки шихты, связанным посредством загрузочного устройства с установленной под шлакоотводом ванной печью, устройством подготовки корректирующих компонентов. Связанным с загрузочным устройством, формовочное устройство и печь для термической обработки отформованных изделий.
Данная линия, предполагает большой расход энергетических ресурсов, сложное оборудование, и позволяет получить из исходного сырья только черновую медь и цинк, а оставшийся шлак, содержащий другие ценные компоненты, отправляют в отвалы, что коммерчески невыгодно для предприятий.
Все известные устройства не позволяют получить из отходов литейного производства одновременно латунь, цинковые белила, оксид меди.
Задачей предлагаемого технического решения является безотходная переработка промышленных отходов латунного металлургического производства, при минимальном количестве технологических операций и энергоресурсов.
Задача решена за счет линии для извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из латунных шлаков, содержащей печь, устройство подготовки шлака в виде измельчителя и вибросита, устройство подготовки компонентов, в виде смесителя, устройство подготовки цинкосодержащего сырья, формовочное устройство, при этом, устройство подготовки шлака дополнительно снабжено магнитным сепаратором, устройство подготовки компонентов соединено с устройством подготовки цинкосодержащего сырья, выполненного в виде подогреваемого миксера-сепаратора, формовочное устройство дополнительно снабжено сушилкой, линия дополнительно снабжена устройством разделения оксида меди и оксида цинка, выполненного в виде второго подогреваемого миксера-сепаратора с фильтром, и устройством осаждения оксида цинка в виде кристаллизатора с фильтрами и сепаратором, соединенным с устройством подготовки цинкосодержащего сырья.
Снабжение устройства подготовки шлака дополнительным магнитным сепаратором, позволяет до извлечения сплеса латуни механически обезжелезить дробленый шлак.
Соединение устройства подготовки компонентов с устройством подготовки цинкосодержащего сырья, позволяет до подачи в миксер-сепаратор, в воде, при температуре близкой к температуре кипения, приготовить раствор реагентов: аммония хлорида и поверхностно-активного вещества, для предотвращения слипания шлака, подаваемого позже в миксер-сепаратор при постоянном перемешивании.
Выполнение устройства подготовки цинкосодержащего сырья в виде подогреваемого миксера-сепаратора, обеспечивает поддержание заданной температуры на определенный отрезок времени, что предотвращает преждевременное выпадение в осадок реагентов и продуктов химических процессов, позволяет постоянно перемешивать суспензию, для увеличения контакта частиц шлака с раствором, отделить раствор от мелкодисперсной латуни.
Снабжение формовочного устройства дополнительно сушилкой, и соединение его с печью, позволяет отформованную мелкодисперсную латунь возвращать в печь на переплавку.
Снабжение линии дополнительным устройством разделения оксида меди и оксида цинка, в виде второго подогреваемого миксера-сепаратора с фильтром, соединенным с устройством подготовки цинкосодержащего сырья, и устройством осаждения оксида цинка, позволяет выделить из раствора оксид меди, до осаждения оксида цинка.
Выполнение дополнительного устройства осаждения оксида цинка, в виде кристаллизатора с фильтрами и сепаратором, позволяет отделить оксид цинка, от раствора, а соединение с устройством подготовки цинкосодержащего сырья, позволяет раствор направить в оборот для исходного насыщения.
Предлагаемая линия позволяет, в отличие от аналогов, безотходно разделить шлак латунного производства на составляющие компоненты, а именно: предварительно механически отделить соединения железа и сплес латуни, очистить мелкодисперсную латунь от оболочки окислов, из раствора регенерировать чистый оксид цинка после отделения оксида меди, использовать оставшийся раствор и промывные воды в обороте или для промышленного применения без дополнительной переработки.
Линия для извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из латунных шлаков, изображена на чертеже, где печь 1, устройство 2 подготовки шлака, устройство 3 подготовки компонентов, устройство 4 подготовки цинкосодержащего сырья, устройство 5 отделения мелкодисперсной латуни, устройство 6 разделения оксида меди и оксида цинка, и устройство 7 осаждения оксида цинка.
Линия для извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из латунных шлаков, выполнена следующим образом.
Печь 1, соединена через устройство 2 подготовки шлака, выполненного в виде измельчителя с сепаратором и виброситом, с устройством 4 подготовки цинкосодержащего сырья, выполненного в виде подогреваемого миксера, и устройством 5 отделения мелкодисперсной латуни, выполненного в виде сушилки с формовочным устройством.
Устройство 4 подготовки цинкосодержащего сырья, выполненное в виде подогреваемого миксера соединено с устройством 3 подготовки компонентов, выполненного в виде смесителя, с устройством 5 отделения мелкодисперсной латуни, и устройством 6 разделения оксида меди и оксида цинка, выполненного в виде второго подогреваемого миксера с фильтром.
Устройство 6 разделения оксида меди и оксида цинка, соединено с устройством 7 осаждения оксида цинка, в виде кристаллизатора с фильтрами и сепаратором, соединенного в свою очередь с устройством 4.
Линия для извлечения латуни, оксида цинка и оксида меди из латунных шлаков, работает следующим образом.
Из печи 1 шлак поступает на устройство подготовки шлака 2, шлак измельчают, отделяют магнитным сепарированием железосодержащие примеси и виброситом сплес латуни. Сплес латуни отправляют в печь 1 на переплав.
В устройстве 3 в воде, при температуре близкой к температуре кипения, готовят раствор реагентов: аммония хлорида в соотношении на 100 мл воды 30 г аммония хлорида и 0,1 г поверхностно-активного вещества.
В устройстве 4, используя химическое свойство раствора аммония хлорида растворять оксид цинка и восстанавливать медь из окислов, в раствор реагентов вводят шлак из устройства 2 из расчета 50 г.на 100 г воды, при постоянном перемешивании и поддержании заданной температуры раствора. Для ускорения химических процессов температуру суспензии доводят до 101°С и выше, и постоянно перемешивают в течение 15-22 мин, в течение которых происходит полное очищение частиц мелкодисперсной латуни от оболочки окислов. Часть восстановленной меди в результате ликвации оседает на поверхности частиц латуни, другая часть находится в свободном состоянии в составе мелкодисперсной латуни.
Мелкодисперсную латунь отбирают в устройстве 5, промывают до нейтрализации рН раствора, обезвоживают, брикетируют и отправляют в печь на переплав.
Раствор с оксидом цинка и оксидом меди отгоняют в устройство 6, где, при повышенной температуре и перемешивании раствора, продолжается растворение оксида цинка и других примесей. Через 35-50 минут раствор частично приобретает прозрачную фазу, после чего, в раствор вводят 0,001 г цинковой пыли для осаждения оксида меди, образовавшийся в результате химической реакции, хлорид меди остается в растворенном состоянии и впоследствии придает раствору голубой оттенок. Оксид меди отбирают от раствора, промывают до нейтрализации рН и обезвоживают.
Оставшийся раствор отгоняют в устройство 7 на кристаллизацию оксида цинка. Для ускорения начала кристаллизации, в раствор вводят порошок оксида цинка 0,01 г. При произвольном понижении температуры в течение 2-3 часов оксид цинка кристаллизуется, раствор фильтруют, оксид цинка обезвоживают.
Раствор отгоняют на рециркуляцию или, по желанию заказчика, отбирают из оборота на протравку древесины, или на выделение химических соединений в пригодном, для промышленного использования, состоянии.
Выход готового продукта из отходов на предлагаемой линии составляет: латунь 60%-70%, цинковые белила 20%-30%, оксид меди до 10%.