RS58272B1 - Obrada čvrstih materija sa visokim sadržajem sumpora - Google Patents

Description

Opis

OBLAST PRONALASKA

[0001] Predmetni pronalazak se odnosi na proces prerade čvrstih materija sa visokim sadržajem sumpora. Preciznije, predmetni pronalazak se odnosi na preradu čvrstih materija koje sadže olovo i visoke nivoe elementarnog sumpora.

STANJE TEHNIKE

[0002] Neki savremeni procesi za izdvajanje olova iz ruda i koncentrata sumpora uključuju Kivcet proces, QSL proces, SKS proces i ISASMELT™ proces. Deo svetske primarne proizvodnje olova izvodi se upotrebom ovih procesa, a deo primenom konvencionalnih postupaka postrojenja za sinterovanje i visokih peći.

[0003] Proces ISASMELT™ upotrebljava injektiranje gasa u rastop preko uronjenog koplja kroz otvor na vrhu peći. Injektiranje gasa pomoću uronjenog koplja kroz otvor na vrhu peći proizvodi vrlo turbulentnu kupku u kojoj nastaju reakcije topljenja i redukcije visokog intenziteta. U procesu ISASMELT® mogu se koristiti dve faze procesa. U dvofaznom procesu, koncetrat olova je dodat direktno u kupku rastopljene šljake u peći za topljenje. Ovim se dobija šljaka koja sadrži olovo, koja se prebacuje u drugu peć gde se šljaka koja sadrži olovo redukuje kako bi se dobile poluge olova. Obe peći koriste prostor na vrhu peći za injektiranje gasa preko uronjenog koplja.

[0004] Proces ISASMELT™ može se, takođe, upotrebiti za direktnu redukciju nekih koncentrata dodatih polugama olova u peći za topljenje. Obično, koncentrati koji sadrže visoke koncentracije olova, kao što su one između 55 % do 80 %, ali poželjnije između 60 % do 75 % obrađeni su na ovaj način, mada se i koncentrati sa sadržajem olova izvan ovog opsega, takođe, mogu obrađivati direktnim topljenjem.

[0005] U proizvodnji cinka, rude i koncentrati koji sadrže cink, takođe, se mogu podvrgnuti procesu luženja da bi se solubilizovao sadrženi cink. Rastvoreni cink je izdvojen iz ostatka luženja i obogaćena tečnost luženja koja sadrži rastvoreni cink je tretirana kako bi se izdvojio cink.

[0006] Čitalac se upućuje na CNl0l985695 A koji opisuje postupak za obradu ostataka luženja cinka koji su dobijeni u hidrometalurškim procesima cinka.

[0007] Albion Process™ je oksidacioni postupak luženja koji se može upotrebiti za obradu ruda i koncentrata cink sulfida. Rude cink sulfida i koncentrati cinka, takođe, obično sadrže olovo. Posle koraka luženja u Albion Process™, izdvojen je čvrsti ostatak koji sadrži olovo (obično u obliku jedinjenja olova, posebno olovo sulfida i olovo sulfata) i velike količine elementarnog sumpora. Na primer, ostatak ektrakcije može da sadrži od 15 do 25% olova i najmanje 30% elementarnog sumpora, na primer, od 40 to 60% elementarnog sumpora. Drugi procesi luženja, takođe, mogu da dovedu do stvaranja ostataka luženja koji sadrže olovo i visokih nivoa elementarnog sumpora. U ostatku posle luženja može da bude prisutna i mala količina srebra.

[0008] Dokazano je da je čvrste ostatke koji sadrže visoke nivoe elementarnog sumpora teško obrađivati. Ovi ostaci imaju hemijski sastav vrlo različit od koncentrata olovo sulfida koji se obično obrađuju u proizvodnji olova. Zbog teškoća u obradi čvrtih ostataka koji sadrže tako visoke nivoe elementarnog sumpora, za čvrste ostatake, do sada, nije postojao efikasan način obrade, i oni su odlagani u rezervoare za otpad ili kao gomile otpada.

[0009] Jasno se podrazumeva da, ako je ovde navedena publikacija prethodnog stanja tehnike, to pozivanje ne predstavlja potvrdu da navedena publikacija predstavlja deo zajedničkog opšteg znanja iz tehnike u Australiji ili bilo kojoj drugoj zemlji.

[0010] U ovoj specifikaciji, treba shvatiti da izraz „koji sadrži / obuhvata" i njegovi gramatički ekvivalenti imaju inkluzivno značenje, osim ako kontekst u kom su upotrebljeni ne ukazuje na drugačije značenje.

KRATAK PREGLED PRONALSKA

[0011] Predmetni pronalazak je usmeren ka procesu za obradu čvrstih materija sa visokim sadržajem sumpora, a koji može barem delimično da prevaziđe bar jedan od prethodno navedenih nedostataka ili da korisniku obezbedi koristan komercijalni izbor. Aspekti pronalaska su navedeni u priloženom nezavisnom zahtevu 1.

[0012] Ovde je opisan proces za obradu čvrstog materijala koji sadrži olovo i elementarni sumpor, proces koji uključuje i punjenje čvrstog materijala u peć koja sadrži kupku istopljene šljake pod takvim uslovima da elementarni sumpor sagori u peći i stvori sumpor dioksid i da se olovo iz čvrstog materijala oksiduje i prelazi u šljaku, uklanjanje struje gasa koji sadrži sumpor dioksid iz peći, i uklanjanje šljake koja sadrži olovo iz peći.

[0013] U nekim realizacijama, sumpor pretežno sagoreva u kupki istopljene šljake.

[0014] Poželjno, peć radi u oksidacionim uslovima tako da jedinjenja olova u čvrstom materijalu budu oksidovana i pretvore se u šljaku. Veruje se da su jedinjenja olova u čvrstom materijalu pretežno u obliku olovo sulfida i olovo sulfata. Jedinjenja olova su na pogodan način oksidovana do olovo oksida.

[0015] U jednoj realizaciji, čvrsti materijal sadrži visoke nivoe elementarnog sumpora. Na primer, sadržaj elementarnog sumpora u čvrstom materijalu može iznositi više od 30 % tež., ili od 30 do 60 % tež., ili od 40 do 60 % tež., ili od 45 do 58 % tež. Dokazano je da je, pre razvoja predmetnog pronalaska, bilo teško obrađivati čvrste materijale kao što su ostaci posle luženja, koji sadrže visoke nivoe elementarnog sumpora.

[0016] U nekim realizacijama, peć predstavlja peć sa s vrha uronjenim kopljem. Takva peć može da obuhvati peć koju ovaj podnosilac prodaje pod zaštitnim imenom ISASMELT™. Takve peći su dobro poznate prosečnom stručnjaku i ne treba ih u ovoj fazi dodatno opisivati. Kraj koplja je na pogodan način uronjen ispod gornje površine kupke tokom izvođenja procesa predmetnog pronalaska.

[0017] Tokom izvođenja procesa predmetnog pronalaska, očekivalo se da će nešto od olova u čvrstom materijalu koji je napunjen u peć ispariti i izaći iz peći u struji gasa. Prema tome, u nekim realizacijama, struja gasa koji napušta peć može biti obrađena kako bi se iz njega izdvojio dim olova. Dim olova se može izdvojiti iz struje gasa koji izlazi iz peći korišćenjem bilo koje konvencionalne tehnologije poznate prosečnom stručnjaku. Na primer, struja gasa koji izlazi iz peći može da se ostavi da se hladi (ili može da se prinudno ohladi) tako da dim olova očvrsne i kao takav može da se ukloni upotrebom separacione tehnike gas/čvrsta materija, kao što su filteri, vrećasti filteri, i elektrostatički taložnici.

[0018] Bilo koji dim olova iz struje gasa može biti vraćen u peć da bi se poboljšalo rafinisanje olova. Dim olova može biti obično u obliku praha koji sadrži olovo i ovaj prah može biti izložen aglomeraciji pre vraćanja u peć.

[0019] Struja gasa, takođe, može biti tretirana kako bi se iz nje izdvojio sumpor dioksid. U jednoj realizaciji, struja gasa se može tretirati kako bi se sumpor dioksid pretvorio u sumpornu kiselinu, pri čemu se sumporna kiselina izdvaja za upotrebu u drugom procesu ili za prodaju. U drugim realizacijama, sumpor dioksid se može izdvojiti iz struje gasa mokrim otprašivanjem, otprašivanjem pomoću raspršivanja, SNOX desulfurizacijom dimnog gasa ili injekcijom suvog adsorbera. U predmetnom pronalasku, mogu se upotrebiti i drugi procesi za uklanjanje sumpor dioksida iz struje gasa.

[0020] U nekim realizacijama predmetnog pronalaska, struja gasa koja izlazi iz peći je izložena uklanjanju dima olova, pa zatim uklanjanju sumpor dioksida.

[0021] Kad je struja gasa tretirana kako bi se uklonio dim olova i sumpor dioksid, struja gasa može biti ispuštena kroz dimnjak. Ukoliko je potrebno, dalja obrada struje gasa može se izvesti pre ispuštanja struje gasa u atmosferu.

[0022] Kako je ranije pomenuto, čvrsti materijal kojim je punjena peć može da ima visoki sadržaj elementarnog sumpora. Čvrsti materijal može da sadrži ostatke luženja, na primer, takve kao što su ostaci luženja dobijeni iz procesa luženja cinka.

[0023] Čvrsti materijal kojim je punjena peć, takođe, sadrži olovo. Čvrsti materijal kojim je punjena peć može da ima sadržaj olova od 5 do 40 tež.%, ili od 10 do 35 tež.% ili od 15 do 30 tež %.

[0024] U nekim realizacijama, čvrsti materijal kojim je punjena peć sadrži ostatak luženja. U drugim realizacijama, čvrsti materijal dopremljen u peć sadrži smešu jednog ili više ostataka luženja sa koncentratom olova i/ili šljaku olova.

[0025] Čvrsti materijal kojim je punjena peć može, takođe, da sadrži srebro. U nekim realizacijama, čvrsti materijal može imati sadržaj srebra u rasponu od 150 do 30000 ppm.

[0026] Čvrsti materijal kojim je punjena peć može imati sadržaj vlage od 10 do 35 % tež., ili od 15 fo 35 % tež., ili od 20 do 31 % tež.

[0027] U peć se obično dostavlja kiseonik. Kiseonik je potreban i da bi sagorevao sa elementarnim sumporom kako bi se stvorio sumpor dioksid i, takođe, oksidovala jednjenja olova u čvrstom materijalu koja ulaze u šljaku. Ako se u peć doda gorivo, kiseonik, takođe, treba da zapali gorivo. U nekim realizacijama, kiseonik je dodat u peć u količini ekvivalentnoj oko 100 do 150% stehiometrijskih zahteva njihove reakcije koja se odigrava u peći, tipičnije od 110% do 130% stehiometrijskih zahteva.

[0028] U nekim realizacijama, u peć se može dodati jedan ili više topitelja. Dodavanje i izbor topitelja koji će se dodati u peć može da zavisi donekle od daljih zahteva obrade šljake koja sadrži olovo a koja je proizvedena i uklonjena iz peći. U nekim realizacijama, u peć se mogu dodati kao topitelji gvožđe i/ili krečnjak.

[0029] Peć može da radi u temperaturnom opsegu u kome nastaje sagorevanje sumpor dioksida i stvaranje šljake koja sadrži olovo. Obično, peć će da radi na temperaturi

takvoj da temperatura kupke u peći bude u rasponu od 1000<0>C do 1350°C, ili od 1050°C do 1300°C, ili od 1080°C do 1280°C, ili od 1100<0>C do 1250°C.

[0030] U realizacijama u kojima je dim olova izdvojen iz struje gasa koji odlazi iz peći u obliku prašine olova, očekuje sa da će ova prašina sadržati smešu olovo oksida i olovo sulfata. Olovna prašina može da ima sadržaj olova od 70 do 75 tež. %. Olovna prašina može da sadrži i malu količinu cinka, obično manju od 0,5 tež. %. Prašina olova može da se vrati u peć. Kako je ranije pomenuto, može biti poželjno izvršiti aglomeraciju prašine olova u veće čestice pre njenog vraćanja u peć. Ovo će smanjiti zahvat i uklanjanje vraćene prašine olova pre nego što ona ima priliku da reaguje u peći.

[0031] Peć sadrži kupku istopljene šljake. Komponente koje sadrže olovo u čvrstom materijalu unetom u peć se oksiduju u peći i ulaze u šljaku. Šljaka može biti uklonjena iz peći i zatim obrađena kako bi se iz nje dobilo sirovo olovo. Bilo koji postupak koji olovnu šljaku, uklonjenu iz peći, može pretvoriti u olovnu šljaku ili u metalno olovo, može se koristiti za tretiranje šljake.

[0032] Šljaka se iz peći može ukloniti periodičnim istakanjem istopljene šljake iz peći.

[0033] Šljaka uklonjena iz peći može se podvrgnuti koraku granulacije ili livenja pre dalje obrade kojom se šljaka pretvara u olovne poluge ili metalno olovo.

[0034] Postupak predmetnog pronalaska se može izvesti kao kontinualni proces. Alternativno, postupak predmetnog pronalaska se može izvesti kao serijski postupak.

[0035] Šljaka stvorena u procesu predmetnog pronalaska sadržaće oksidovana jedinjenja olova, kao što su olovo oksid i olovo sulfat. Ova šljaka može da sadrži kalcijum oksid, SiO2 i okside gvožđa. Fluks može imati približno sastav od:

PbO 15-55%

CaO 1-15%

SiO220-30%

Fe2O320-45%

[0036] Takođe je opisan postupak za obradu čvstog materijala koji sadrži visoke nivoe elementarnog sumpora, postupak koji obuhvata i korake, punjenja čvrstim materijalom, peći koja ima kupku istopljene šljake sa temperaturom od između 1000<0>C i 1350°C, gde elementarni sumpor u čvrstom materijalu sagoreva u peći stvarajući sumpor dioksid i olovo u čvrstom materijalu je oksidovano stvarajući oksidovana jedinjenja olova koja ulaze u istopljenu šljaku, uklanjanje iz peći struje gasa koji sadrži sumpor dioksid i uklanjanje šljake koja sadrži olovo iz peći.

[0037] U nekim realizacijama, kiseonik ili gas koji sadrži kiseonik (kao što je vazduh) takođe sa dostavljaju u peć.

[0038] U nekim realizacijama, peć uključuje peć koja ima uronjeno koplje kroz otvor na vrhu.

[0039] Tokom razvoja predmetnog pronalaska, istraživači su verovali da je verovatni ishod punjenja peći čvrstim materijalom sa visokim sadržajem sumpora u punjenju to što elementarni sumpor u punjenju neće sagoreti u kupki/peći, već da će pre ispariti i goreti u gornjem delu peći ili u odvodu za gas, gubeći tako bilo kakvu toplotnu vrednost goriva povezanu sa sumporom. To bi dovelo do visokih potreba za gorivom kombinovanih sa vrlo visokim temperaturama dimnih gasova pošto sagorevanje sumpora nastaje u gasnoj fazi. Neočekivano, tokom ispitivanja koje su izveli ovi istraživači, nisu primećene ni visoke potrebe za gorivom niti visoke temperature dimnih gasova. Kao rezultat, ovi istraživači su zaključili da se sagorevanje sumpora odigrava uglavnom u kupki šljake. Ovaj ishod ne bi mogao biti predviđen pre izvođenja testova za predmetni pronalazak.

[0040] U realizacijama u kojima je u procesu predmetnog pronalaska upotrebljena peć sa kroz gornji otvor uronjenim kopljem, ovi istraživači su, takođe, bili zabrinuti da će u kupki nastati nekontrolisano penušanje ako se sagorevanje elementarnog sumpora odigra u kupki. Podrazumeva se da sagorevanje sumora dovodi do stvaranja gasovitog sumpordioksda koji ima značajno veću zapreminu nego elementarni sumpor koji je stavljen u kupku. Nekontrolisano penušanje kupke sa uronjenim kopljem, u peći koja ima otvor na vrhu, predstavlja vrlo opasne uslove rada jer može da dovede do toga da sadržaj rastopljene kupke stvara penu i izađe kroz vrh peći. Ovo je, takođe, vrlo

opasno za operatere programa i obično je potrebno izvući koplja i zaustaviti dopremanje materijala i kiseonika u kupku, ako nastane nekontrolisano penušanje. Neočekivano, uprkos ispitivanjima koja su ukazala da veći deo sagorevanja sumpor dioksida nastaje u kupki, nije došlo do nekontrolisanog penušanja kupke. U nekim slučajevima stvorena je manja količina stabilne pene.

[0041] Svaka od karakteristika opisanih ovde može biti kombinovana u bilo kojoj kombinaciji sa jednom ili više drugih osobina opisanih ovde u okviru obima pronalaska.

PRIMER

[0042] Koncentrati olovo/cink iz McArthur River rudnika u Severnoj Teritoriji, Australija, izloženi su luženju pod atmosferskim pritiskom, da bi se uklonio cink iz koncentrata. Sekundarni prozvod procesa luženja je čvrsti ostatak koji sadrži olovo i srebro iz koncentrata kao i jalovinu i elementarni sumpor. Ovaj čvrsti materijal može da sadrži visoke nivoe elementarnog sumpora, obično između 50 tež. % i 60 tež. %. Dokazano je da je ovaj čvrsti ostatak teško obraditi. U primerima, ovaj čvrsti ostatak će se označavati kao „direktni ostatak luženja“ ili „DL ostatak"

[0043] Testovi pilot postrojenja izvedeni su upotrebom ovog čvrstog materijala. Testovi pilot prostrjenja su izvedeni u ISASMELT® peći veličine pilot postrojenja. Pilot postrojenje se sastoji od cilindrične peći sa unutrašnjim prečnikom od približno 305 mm i visinom od približno 1,8 m. Sud je obložen hrom-magnezit vatrostalnim blokovima, pa zatim aluminatnim opekama i oblogom školjke kaolinskom vunom. Kontrola masenog protoka je upotrebljena da se u kupku injektiraju prirodni gas i vazduh preko koplja od nerđajućeg čelika unutrašnjeg prečnika 29 mm. Čvrsti materijal ubačen u peć je dodat u poznatim količinama u konvejer sa kalibrisanom promenljivom brzinom ili na traku koja baca punjenje na vibrirajući aparat za isporuku i zatim kroz kanal na vrhu peći. Uklanjanje istopljenih proizvoda iz peći može se postići otvaranjem jednog ispusta za izlivanje na dnu peći i sakupljanjem materijala u sudovima od nerđajućeg čelika. Ako je potrebno, peć može biti nagnuta oko svoje centralne ose da bi se potpuno ispraznio sadržaj iz peći. Izlazni gasovi procesa prolaze kroz otvor za pražnjenje i evaporacioni hladnjak gasa, pre nego što je usmeren kroz vrećasti filter i u kaustičnu sodu kao skruber, za ukljanjanje bilo kakve prašine ili gasova koji sadrže sumpor, pre ispuštanja kroz dimnjak. Temperatura kupke je merena kontinualno termoparom, postavljenim u vatrostalnu oblogu peći. Nezavisna potvrda temperature kupke dobijena je korišćenjem optičkog pirometra, tačkastim merenjem tokom izlivanja ili tačkastim merenjem u dubini šljake kroz vrh peći. Pilot peć je prvo zagrejana i zatim držana na temperaturi između testova pomoću gorionika gasa postavljenog u ispustu.

[0044] Osim DL ostataka, mogu se dodati drugi ostaci luženja i/ili koncentrati olova kao deo pomešanog čvrstog materijala kojim će se puniti peć pilot postrojenja ISASMELT®. Radi pogodnosti, drugi ostaci će biti navedeni kao „ostatak 2“ i „ostatak 3“. Tabela 1 prikazuje raspon materijala punjenja peći obezbeđenog za pilot test i sadržaj vlage materijala u početnom stanju:

1

[0046] U stvarnim pilot testovima, nađeno je da je neophodno dodati kao

topitelje gvožđe ili silikon fluks.

[0047] Predlog izvođenja testa pretpostavio je upotrebu tri različite smeše punjenja kako bi predstavili polaznu osnovu (moguće komercijalni proizvod) plus slučaj sa malim sadržajem sumpora i slučaj sa visokim sadržajem sumpora. Predložene smeše za punjenje su prikazane u Tabeli 3, dok su izračunati hemijski sastavi različitih smeša punjenja prikazani u Tabeli 4. Tabela 5 prikazuje određenu raspodelu vrsta za tri smeše.

[0048] Izvedena je serija eksperimenata sa malim količinama (10kg) kako bi se odredila potrebna obrada punjenja za svaku od smeša punjenja. Od pripremljenog punjenja zahteva se da je vlažno, da je aglomerat bez prašine kojim će se pravilno puniti peć, bez značajnog ulaženja u tok izlaznog gasa. Osim toga, bilo je potrebno da punjenje bude dovoljno suvo kako bi se njime moglo puniti vibracionim aparatom za dopremu bez lepljenja. Upotrebljen je sledeći postupak.

[0049] Pripremljeno je po 10 kg od svake smeše punjenja i dodato u plastično bure od 25 litara. Ako je smeša bila suviše vlažna, smeši su dodata sredstva za sušenje (brašno ili biošar). Ako je smeša bila suviše suva, smeši je dodata voda. Smeša je aglomerizovana obrtanjem bureta sa približno 30 rotacija.

[0050] Rezultati su bili sledeći:

1. Osnovna smeša je bila prihvatljivi aglomerat bez prašine, bez dodate vode ili sredstava za sušenje.

2. Smeša sa malim sadržajem sumpora zahtevala je dodatak od približno 6% vode originalnoj vlažnoj smeši od 10kg kako bi se stvorio pogodni aglomerat.

3. Smeša sa visokim sadržajem sumpora zahtevala je dodatak od 0,5kg sredstva za sušenje (nađeno je da su pogodni ili brašno ili biošar) kako bi se stvorio prihvatljiv aglomerat koji će se puniti vibracionim aparatom za dopremu bez lepljenja.

[0051] Treba napomenuti da je direktni ostatak luženja, kako je isporučen, imao izuzetno visok sadržaj vode od 31,7% u poređenju sa očekivanim sadržajem vode od 25% za komercijalni pogon. Ako bi direktni ostatak luženja sadržao samo 25% vode, tada bi bila potrebna dodatna voda da se načini aglomerat osnovnog slučaja.

[0052] Takođe, treba napomenuti da su oba sredstva za sušenje upotrebljena da se pripremi slučaj sa visokim sadržajem sumpora imala značajne potrebe za gorivom i ovo je uzeto u obzir u eksperimentima koji uključuju ovu smešu za punjenje.

[0053] Krajni sadržaji vode tri smeše za punjenje prikazani su u Tabeli 6.

1

[0054] Stvarna priprema punjenja za pilot testiranje je izvedena na način sličan ranije navedenim testovima ali su u zamenu upotrebljene šarže od približno 150 kg smeše koja je aglomerizovana obrtanjem bureta od 44 galona postavljenog na valjke.

[0055] Tokom topljenja smeša za punjenje u ISASMELT™ peći, potrebno je da kiseonik iz vazduha u koplju sagori elementarni sumpor da bi se proizveo SO2 gas i da se PbS, FeS2, ZnS i Cu2S u punjenju pretvore u njihove odgovarajuće okside. Tokom procesa topljenja sulfati metala (PbSO4, ZnSO4, CuSO4 i jarozit) su se raspali i stvorili okside metala, nešto kiseonika i SO2 gas.

[0056] Posle preliminarnog testa, ukupno 10 odvojenih testova je završeno u trajanju od oko 1 sata do oko 3 sata. Uglavnom, serije od 10 kg smeša, prethodno izmerene u kantama, raspodeljene su preko konvejera za dopremu dužine 1 metra, i brzina konvejera je podešena da se dobije željena brzina punjenja (obično 60-65 kg/h vlažnog punjenja). Dodaci topitelja silicijum dioksida ili krečnjaka su izmereni i raspodeljni slično određenom brzinom dodavanja na svaki metar dužine konvejera. U jednom testu, reciklirana prašina je dodana konvejeru sa kontrolisanom brzinom kako bi se što približnije simulirali komercijalni procesi.

[0057] Vrh koplja je uronjen u kupku šljake, započeto je punjenje peći i protok kroz koplje je promenjen na onaj koji je potreban za topljenje smeše. Tokom ovog testa upotrebljena je stehiometrija kiseonika između 100% i 150% nominalnih zahteva.

[0058] Temperatura kupke šljake je kontrolisana pomoću termoparova u omotaču u kontaktu sa kupkom šljake. Temperatura kupke je kontrolisana podešavanjem, protokom prirodnog gasa i/ili promenom obogaćenja kiseonikom vazduha u koplju.

[0059] Uzorci šljake za analizu uzeti su u intervalima pomoću uronjene šipke spuštene do dna peći. Debljina šljake ohlađene do zamrzavanja na šipki dala je dobru indikaciju stepena tečljivosti istopljene šljake. Temperatura šljake mogla bi se izmeriti podizanjem koplja i ubacivanjem temperaturne sonde u peć tako da je ona u kontaktu sa šljakom.

[0060] Posle završetka testa topljenja, punjenje je zaustavljeno i koplje podignuto iz kupke sa šljakom. Šljaka je ili izlivena iz peći otvaranjem ispusta u kombinaciji sa kopljem za bušenje i oksidaciju, ili su nakupine u peći istopljene u kupki u pripremi za drugi test korišćenjem iste istopljene šljake, ali sa različitim uslovima rada. Tokom operacije ispuštaja, merena je temperatura šljake (ako je moguće) upotrebom Heraeus sonde. Osim toga, uzeti su uzorci šljake veličine kašike plus uzorak istopljene šljake je granulisan sporim sipanjem istopljene šljake u vodu.

[0061] Kad je test završen, prašina iz vrećastog filtera je sakupljena i izmerena.

[0062] Opis uslova pojedinačnog testa, uključjući srednje vrednosti protoka gasa u koplju, temperature kupke (prikazane termoparom u peći), krajnje šljake i stepen dimnog olova su date u Tabeli 9. Treba napomenuti da su testovi izvedeni samo upotrebom Osnovnog Slučaja i punjenja sa Visokim Sadržajem Sumpora.

1

�

[0063] Prethodno navedeni rad pilot postrojenja pokazuje da sumpor u materijalu punjenja pretežno sagoreva u kupki, obezbeđujući na taj način značajno zagrevanje sadržaja kupke. Kao rezultat, visoki nivoi sumpora u olovu mogu se upotrebiti da se smanji količina goriva (kao što je prirodni gas ili ugalj) potrebna da se dostavi peći. Zapravo, ovi istraživači veruju da može biti nekih realizacija predmetnog pronalaska u kojima je sadžaj sumpora u materijalu punjenja dovoljno visok da obezbedi sve gorivo potrebno za izvođenje procesa kad je postignuta kontinualna obrada. Čak i ako sadržaj sumpora u punjenju nije dovoljno visok da obezbedi svu toplotnu vrednost goriva potrebnu za rad peći, veruje se da će potrebe za gorivom za izvođenje procesa predmetnog pronalaska biti smanjen, poboljšavajući tako ekonomičnost procesa.

[0064] Neočekivano, eksperimentalni rad pilot postrojenja, takođe, je pokazao da kad je pronalazak izvođen u peći sa kopljem uronjenim kroz gornji otvor, nije nastalo nekontrolisano penušanje kupke. Ovi istraživači su, pre izvođenja rada pilot postrojenja, smatrali da će ishod procesa predmetnog pronalaska verovatno biti nekontrolisano penušanje. Podrazumeva se da sagorevanjem sadržaja sumpora u punjenju koje nastaje u kupki (koje bi bilo poželjno kako bi se iskoristila toplota stvorena sagorevanjem sumpora), elementarni sumpor će se u kupki pretvoriti u gasoviti sumpor dioksid. Ovo će dovesti do velikog povećanja zapremine u kupki, za koje se smatralo da će, zauzvrat, eventualno izazvati značajno i verovatno nekontrolisano penušanje kupke. Međutim, rad pilot postrojenja pokazao je da nije nastalo ni penušanje niti je stvorena stabilna pena.

[0065] Predmetni pronalazak obezbeđuje postupak za obradu čvrstog materijala koji sadrži olovo i elementarni sumpor, a koji može da proizvede šljaku koja sadrži olovo. Šljaka koja sadrži olovo može se zatim obraditi da bi se proizvelo metalno olovo. Potrebe goriva za proces su minimizirane iskorišćavanjem toplote stvorene tokom sagorevanja elementarnog sumpora u peći i, poželjnije, u kupki istopljene šljake.

[0066] Izvođenjem procesa nekih realizacija predmetnog pronalaska takvim da je elementarni sumpor sagorevan u kupki istopljene šljake, toplota sagorevanja oslobođena pri pretvaranju elementarnog sumpora u sumpor dioksid deluje kao izvor toplote u peći. Ovo može da smanji količinu drugih goriva potrebnih da se dostave

1

peći. Zapravo, u nekim realizacijama, možda neće biti potrebno dopremanje drugog goriva (kao što je prirodni gas ili ugalj) u peć.

[0067] U ovoj specifikaciji, pozivanje na 'jednu realizaciju' ili 'realizaciju'<1>označava da je posebna odlika, struktura ili karakteristika opisana u vezi sa realizacijom uključena u najmanje jednu realizaciju predmetnog pronalaska. Prema tome, pojava fraza 'u jednoj realizaciji' i u ‘realizaciji' na različitim mestima u ovoj specifikaciji ne odnose se neophodno sve na istu realizaciju. Osim toga, posebne odlike, strukture, ili karakteristike mogu se kombinovati na bilo koji pogodan način u jednoj ili više kombinacija.

[0068] U skladu sa regulativom, pronalazak je opisan jezikom manje ili više specifičnim za strukturne i metodološke osobine. Podrazumeva se da pronalazak nije ograničen na specifične ovde prikazane ili opisane osobine, pošto ovde opisani načini obuhvataju prioritetne oblike realizacije za upotrebu pronalaska. Pronalazak, prema tome, traži zaštitu za bilo koji od njegovih oblika ili modifikacija u odgovarajućem opsegu priloženih zahteva (ako postoje) koje prosečni stručnjak u ovoj oblasti tehnike intepretira na odgovarajući način.

1

Claims (18)

Patentni zahtevi

1. Postupak obrade čvrstog materijala koji sadrži olovo i elementarni sumpor, pri čemu postupak koji obuhvata punjenje peći, koja sadrži kupku istopljene šljake, čvrstim materijalom, pod uslovima takvim da elementarni sumpor sagoreva u peći stvarajući sumpor dioksid, a olovo u čvrstom materijalu je oksidovano i ulazi u šljaku, uklanjanje iz peći struje gasa koji sadrži sumpor dioksid, i uklanjanje iz peći šljake koja sadrži olovo, naznačen time, što elementarni sumpor u čvrstom materijalu čini više od 30 tež. % čvrstog materijala.

2. Postupak u skladu sa zahtevom 1, gde peć radi pod oksidacionim uslovima tako da jedinjenja olova u čvrstom materijalu postanu oksidovana i ulaze u šljaku, pri čemu su navedena jedinjenja olova oksidovana do olovo oksida.

3. Postupak u skladu sa bilo kojim od zahteva 1 ili zahteva 2, gde elementarni sumpor u čvrstom materijalu čini od 30 do 60 tež. % čvrstog materijala, ili od 40 do 60 tež. % čvrstog materijala, ili od 45 do 58 tež. % čvrstog materijala.

4. Postupak čija se zaštita traži u bilo kom od prethodnih zahteva, gde peć ima otvor na vrhu kroz koji je uronjeno koplje.

5. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih zahteva, gde peć radi na temperaturi takvoj da je temperatura kupke peći u opsegu od 1000<0>C do 1350°C, ili od 1080°C do 1300°C, ili od 1080°C do 1280°C, ili od 1100<0>C do 1250°C.

6. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih zahteva gde, postupak obuhvata uvođenje u peć, struje gasa koja sadrži kiseonik za oksidaciju čvrstog materijala, poželjno pomoću koplja uronjeno u peć, i koje injektira kiseonik.

7. Postupak u skladu sa zahtevom 6, gde je kiseonik uveden u peć u količini ekvivalentnoj 100 do 150% i još poželjnije 110% do 130% stehiometrijskih zahteva reakcije oksidacije za oksidovanje čvrstog materijala koji se nalazi u peći.

8. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih zahteva, koji dalje obuhvata obradu proizvoda struje gasa koja izlazi iz peći, gde dati proizvod struje sadrži najmanje deo olova sadržanog u čvrstom materijalu, i najmanje deo olova u proizvodu struje gasa je bar delimično rafinisan korakom rafinisanja da bi se dobilo rafinisano olovo.

9. Postupak u skladu sa zahtevom 8, gde proizvod struje gasa dalje sadrži sumpor dioksid, i postupak koji sadrži dodatni korak rafinisanja ili obrade sumpor dioksida.

10. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih zahteva, gde čvrsti materijal sadrži ostatak luženja, gde je ostatak luženja dobijen iz procesa luženja cinka, ili smešu jednog ili više ostataka luženja sa koncentratom olova i/ili olovne šljake.

11. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih zahteva, gde čvrsti materijal dalje sadrži srebro poželjno u opsegu od 150 do 30000 ppm.

12. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih zahteva, pri čemu čvrsti materijal dodatno sadrži vlagu u opsegu od 10 do 35 tež. % ili poželjnije u opsegu od 15 do 35% tež., ili još poželjnije u opsegu od 18 do 31 tež. %

13. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih zahteva, koji dalje obuhvata dodavanje u peć jedan ili više topitelja.

14. Postupak u skladu sa bilo kojim od prethodnih zahteva, gde je iz peći uklonjen barem deo šljake koja sadrži oksidovano olovo i zatim obrađeno kako bi se iz njega proizvelo olovo i/ili poluge olova.

15. Postupak za obradu čvrstog materijala koji sadrži visoke nivoe elementarnog sumpora u skladu sa zahtevom 1, gde postupak obuhvata korake punjenja čvrstim materijalom peći koja sadrži kupku istopljene šljake, pri čemu kupka istopljene šljake koja ima temperaturu između 1000<0>C i 1350°C, gde elementarni sumpor u čvrstom materijalu sagoreva u peći i stvara sumpor dioksid, a olovo u čvrstom materijalu je oksidovano i stvara oksidovana jedinjenja olova koja ulaze u istopljenu šljaku, i uklanjanje iz peći struje gasa koji sadrži sumpor dioksid iz peći kao i uklanjanje šljake, koja sadrži olovo.

16. Postupak u skladu sa zahtevom 15, gde sumpor pretežno sagoreva u kupki.

17. Postupak u skladu sa bilo kojim od zahteva 15 ili 16, gde postupak uključuje uvođenje gasa u peć, koji sadrži kiseonik radi oksidovanja čvrstog materijala poželjno kopljem uronjenim u peć, koje injektira kiseonik.

18. Postupak u skladu sa bilo kojim od zahteva 15 do 17, gde peć uključuje peć sa uronjenim kopljem kroz otvor na njenom vrhu.

Izdaje i štampa: Zavod za intelektualnu svojinu, Beograd, Kneginje Ljubice 5