PL B1. Kazibut Julian,Olkusz,PL Węglarz Adam,Olkusz,PL Ciura Adam,Alwernia,PL Tarasin Eugeniusz,Olkusz,PL

Transkrypt

1 RZECZPOSPOLITA POLSKA (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1 (21) Numer zgłoszenia: (51) Int.Cl. C22B 19/38 ( ) C01G 9/00 ( ) Urząd Patentowy Rzeczypospolitej Polskiej (22) Data zgłoszenia: (54) Sposób otrzymywania tlenku cynku (43) Zgłoszenie ogłoszono: BUP 04/04 (76) Uprawniony i twórca wynalazku: Kazibut Julian,Olkusz,PL Węglarz Adam,Olkusz,PL Ciura Adam,Alwernia,PL Tarasin Eugeniusz,Olkusz,PL (45) O udzieleniu patentu ogłoszono: WUP 08/08 (74) Pełnomocnik: Zieliński Stefan PL B1 (57) Sposób otrzymywania tlenku cynku o obniżonej zawartości ołowiu i kadmu dla pasz polegający na obróbce termicznej w piecu obrotowym wsadu cynkonośnego, zawierającego cynku między innymi w postaci tlenkowej i metalicznej, przy utrzymaniu w przestrzeni roboczej atmosfery utleniającej głównie w postaci nadmiaru tlenu i prowadzeniu odparowania cynku metalicznego i jego spalania w czasie utleniającego prażenia w temperaturze do około 900 C, w którym odpędza się części lotne, w końcu po zatrzymaniu obrotów pieca stopiony cynk metaliczny odlewa się pozostałość wysypuje się z pieca do kadzi i chłodzi, aby pyły odzyskane z gazów odlotowych pieca zawraca się do wsadu charakteryzuje się tym, że wsad cynkonośny zawiera tlenowe związki cynku w ilości do 50% wagowych wsadu cynkonośnego oraz/albo tlenek cynku z chłodnic lub filtrów w postaci pyłu odzyskiwanego z gazów odlotowych z pieca obrotowego wytwarzającego tlenek cynku, przed skierowaniem do wsadu przemytego wodą oraz cynk metaliczny w postaci kawałków lub brył w ilości do 10% wagowych materiałów cynkonośnych, a wyprażony tlenek cynku z pieca obrotowego schłodzony i ujednorodniony na składowisku przesiewa się z użyciem magnesów stałych i następnie uzyskane podziarno miele się do uziarnienia poniżej 0,5 mm, przy czym odzyskane z gazów odlotowych z pieca pyły po przemyciu wodą zawraca się w całości do mieszanki wsadowej oraz cynk metaliczny wytopiony w piecu obrotowym i rozdrobnione bryły cynku uzyskane w operacji przesiewania wyprażonego tlenku cynku oraz bryły i szlakę z czyszczenia pieca obrotowego.

2 2 PL B1 Opis wynalazku Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania tlenku cynku o obniżonej zawartości ołowiu i kadmu, zwłaszcza dla pasz. Znany sposób wytwarzania tlenku cynkowego, zwłaszcza z popiołów cynkowych z polskiego opisu patentowego nr polega na obróbce dogodnie przesianych popiołów cynkowych w piecu obrotowym. W tym celu układ chłodniczo-odpylający pieca obrotowo-wahadłowego podgrzewa się palnikiem lub gorącym powietrzem do temperatury powyżej 85 C. Równocześnie ogrzewa się przestrzeń pieca palnikiem zainstalowanym w jednej z dennic pieca. Palnik ten dla pieca bez wsadu ustawia się na pełne spalanie gazu ziemnego. Po podgrzaniu wymurówki pieca od C kieruje się otworem zasypowo-spustowym porcjami lub w sposób ciągły wsad cynkonośny w postaci popiołu cynkonośnego, powstający w piecach topielnych cynku elektrolitycznego. Popioły te odsiewa się od większych aglomeracji cynku metalicznego. Zawierają one licząc wagowo: 68,0% Zn, 9,3% cynku metalicznego, 0,15% Fe, 4,8% MH 4 +, 10,4% Cl 2, 1,35% S 2- oraz poniżej 0,1% Pb, poniżej 0,001% Cd i poniżej 0,0001% As. Udział poszczególnych frakcji ziarnowych wynosi: 12,8% ziaren powyżej 0,49 mm, 3,7% ziaren od 0,49 do 0,23 mm, 6,3% ziaren od 0,23 do 0,13 mm i 77,4% ziaren poniżej 0,13 mm. Wsadem wypełnia się do objętości 40% pojemności pieca. Po zawsadowaniu materiału do pieca zamyka się otwór zasypowo-spustowy i włącza się obroty pieca. Piec obraca się z szybkością 1 obrotu na minutę. Wsad ogrzewa się od ściany wymurówki pieca, utrzymując w przestrzeni roboczej pieca zawartość tlenu około 20% objętościowych. W pierwszej kolejności zawsadowany popiół cynkowy ulega odwodnieniu. Powyżej 100 C następuje odparowanie wody krystalicznej. W miarę podnoszenia się temperatury w spulchnianym wsadzie odprowadzaniem odparowanej wody stapia się chlorek cynku, co powoduje zetknięcie się dwóch faz i nagrzewania chlorku ołowiu, który wraz z chlorkiem amonu odparowuje w pierwszej kolejności. Następnie w temperaturze do 300 C dokonuje się rozkład wodorotlenku cynku - Zn(OH) 2 oraz Zn(NH 2 ) 2, ZnCl 2NH 3 i węglanu cynku - ZnCO 3. Ruch obrotowy lub wahadłowy pieca powoduje mieszanie całości wsadu. Odsłaniają się wtedy cząsteczki metaliczne, które zostają utlenione tlenem z przestrzeni roboczej pieca. Wzrost szybkości utleniania następuje wraz ze wzrostem temperatury wsadu. Po osiągnięciu przez wsad temperatury 300 C zapala się palnik lub do palącego się palnika podaje się gaz w takiej ilości, aby spalanie gazu następowało z nadmiarem powietrza. Płomień palnika kieruje się na ściany, a wsad ogrzewa się od wymurówki pieca. Nagrzewanie komory pieca wsadu dokonuje się z przyrostem temperatury 120 C na godzinę. Wzrost temperatury zwłaszcza wsadu musi być ograniczony, aby nie następowało zapalenie się cynku metalicznego oraz spiekanie się materiału wsadowego. W temperaturze powyżej 300 C dokonuje się pierwszy etap odpędzania chloru związany z rozkładem NH 4 Cl. W temperaturze około 500 C następuje zapalenie się zawartych w popiele siarczków i odpędzenie siarki. Cynk metaliczny w trakcie nagrzewania wsadu utlenia się do tlenku cynkowego, a pewna jego część w postaci większych drobin wytapia się w postaci płynnej w temperaturze powyżej 420 C i jako skrzep wkleja się do wymurówki pieca, a częściowo zbiera się na dnie pieca, a po zatrzymaniu obrotów pieca stopiony cynk odlewa się do kadzi lub do form. Kadm eliminuje się głównie w postaci chlorku kadmu, który wychwytywany jest w chłodnicy i filtrach tkaninowych. Ołów usuwany jest ze wsadu głównie przez odparowanie jego związków, które wykazują dużą prężność par i łatwo utleniają się. Są oddzielane od gazów w urządzeniach odpylających. Selen, german i arsen występują w bardzo małym stężeniu, są łatwo lotne i również ulatniają się do urządzeń odpylających. Proces eliminacji kadmu, ołowiu, selenu, germanu i arsenu jest uaktywniony obecnością związków chloru tych metali oraz obecnością we wsadzie salmiaku. W temperaturze C ma miejsce znaczne zmniejszenie masy wsadu z uwagi na intensywne odpędzenie chlorków metali. Siarczan cynkowy pochodzący z elektrolitu cynkowego zaokludowany na katodach jako ZnSO 4 i 7H 2 O, a znajdujący się w popiele cynkowym w piecu w pierwszej kolejności traci cząstki wody, a w temperaturze 740 C rozkłada się i następuje odpędzenie siarki w postaci tlenków siarki. Rozproszony cynk metaliczny, zawieszony w masie wsadu stopniowo utlenia się, po czym w temperaturze powyżej 740 C następuje dalsze utlenianie cynku. Ogrzewanie wsadu prowadzi się do temperatury 800 C i utrzymuje się w tej temperaturze aż do zniknięcia mlecznej strugi odprowadzanej z pieca co oznacza zakończenie odpędzenia części lotnych ze wsadu. Przeźroczysty gaz

3 PL B1 3 w przestrzeni pieca nad masą tlenku cynkowego jest oznaką końca procesu utleniającego. W praktyce nie przekracza się temperatury 800 C prażenia utleniającego, bowiem uzyskiwany tlenek cynkowy w wyższych temperaturach zmienia kolor na brunatny, ponieważ tworzą się eutektyki ze związkami chemicznymi występującymi we wsadzie jak SiO 2, CaSO 4 i Fe 2 O 3. Proces prażenia utleniającego kończy się powstaniem utlenionych związków cynku koloru żółtego, co świadczy o powstaniu nadtlenku cynku - ZnO 2. Po zatrzymaniu obrotów pieca otwiera się otwór zasypowo-spustowy i pozostałość z pieca wysypuje się do kadzi zainstalowanych na wózku i chłodzi się gorący tlenek cynkowy do temperatury poniżej 100 C. Chłodzenie tlenku cynkowego prowadzi się przy jego kontakcie z tlenem zawartym w powietrzu bez kontaktu z dwutlenkiem węgla oraz tlenków siarki. Pyły odzyskane z gazów odlotowych z pieca zawierające do 15% wagowych chloru zawraca się do wsadu w ilości do 10% wagowych całego wsadu. Ochłodzony w kadzi tlenek cynkowy kieruje się do zbiornika, z którego odprowadza się transporterem ślimakowym do młyna młotkowego z sitem o oczkach 0,5mm. Zmielony tlenek cynkowy przesiewa się i pakuje w szczelne pojemniki lub worki. Tlenek cynkowy zawiera do 0,003% wagowych Cd, do 0,03% wagowych Pb i do 0,05% wagowych chloru. Pyły wytrącone z gazów odlotowych z pieca, a nie zawracane z powrotem do wsadu w ilości od 10 do 20% wagowych masy wsadu kieruje się do dalszej przeróbki znanymi metodami. Znany sposób wytwarzania tlenku cynkowego, zwłaszcza z popiołów cynkowych umożliwia bezpośrednio z materiałów zawierających tlenkowe związki cynku i cynk metaliczny oraz innych przesianych zgarów cynkowych otrzymywanie tlenku cynkowego o wysokiej czystości, przeznaczonego zwłaszcza jako składnik mikroelementowy pasz do karmienia zwierząt. Niedogodnością znanego sposobu wytwarzania tlenku cynkowego jest zawężanie materiałów wsadowych do popiołów cynkonośnych odsianych od większych aglomeracji cynku metalicznego oraz popiołów cynkonośnych z filtrów przesiewaczy popiołu cynkonośnego powstającego w piecach topielnych katod cynku elektrolitycznego. W mieszaninie wsadowej również musi być zachowana proporcja tlenkowych związków cynku, metalicznego cynku i chlorku cynku w częściach wagowych jak 5:2:1. Ponadto wytracone z gazów odlotowych z pieca obrotowo-wahadłowego pyły w chłodnicach i filtrach w ilości ponad 10% wagowych w stosunku do wsadu podstawowego wymagają oddzielnej przeróbki wraz z materiałami zachlorowanymi, co powoduje znaczne zaniżenie odzysku cynku do około 75% wagowych z przerabianych materiałów cynkonośnych. Znany sposób wytwarzania tlenku cynku o obniżonej zawartości kadmu i ołowiu dla pasz z polskiego opisu patentowego nr polega na obróbce termicznej w piecu obrotowym dogodnie uśrednionych odpadów cynkonośnych zawierających cynk między innymi w postaciach tlenkowej i metalicznej. W tym sposobie do rozgrzanego do temperatury 90 C pieca obrotowego kieruje się mieszankę wsadową a po uruchomieniu pieca ogrzewa się wsad a następnie po przekroczeniu temperatury 500 C odparowuje się metaliczny cynk, który spalając się powoduje, że proces staje się autotermiczny, po czym w temperaturze od C za pomocą cynku związki kadmu przeprowadza się w formę metaliczną i odparowuje kadm w postaci metalicznej z mieszanki wsadowej oraz prowadząc proces w temperaturze około 800 C lecz niewyższej od 900 C usuwa się ołów w dwóch etapach: w I etapie przez prażenie wsadu doprowadza się do utworzenia form tlenkowych w tym PbO a w II etapie - dodaje się substancje stanowiącą nośnik wolnego HCl dogodnie chlorek amonu i przeprowadza się ołów w PbCl 2, który odparowuje się z mieszanki wsadowej. W prowadzonym wieloetapowe procesie najpierw doprowadza się do usunięcia Cd. Zawartość kadmu do wysokości < 0,003% wagowych koryguje się za pomocą cynku w postaci metalicznej dodawanego do wsadu w nadmiarze. Substancję stanowiącą nośnik wolnego HCl stosuje się w ilości co najmniej 10-krotnej zapotrzebowania stechiometrycznego względem Pb. Mieszanka wsadowa odpadów cynkonośnych ma rozdrobnienie najwyżej 6 mm i zawiera co najmniej 30% wagowych popiołów, dogodnie powstających przy przetopie katod cynkowych. Odpady cynkonośne w mieszance wsadowej zawierają cynk w postaci metalicznej w ilości co najmniej 100 razy większej niż ilość Cd. Znany sposób wytwarzania tlenku cynku umożliwia kontrolowaną eliminację Cd i Pb jak również innych metali jak As, Se i Ge, dzięki czemu można było powiększyć asortyment przerabianych surowców cynkonośnych o zgary i pyły powstające przy produkcji bieli cynkowej oraz popioły cynkonośne z ocynkowania rur, to jest materiały cynkonośne w postaci tlenkowej i metalicznej.

4 4 PL B1 Niedogodnością znanego sposobu wytwarzania tlenku cynku jest powstawanie znacznej ilości chlorków metali. Materiał ten jest wychwytywany w chłodni oraz filtrach i kierowany do oddzielnej przeróbki. Również powstają odpady przy produkcji tlenku cynku w postaci brył i szlaki z pieca, które nie były zawracane do mieszanki wsadowej z uwagi na ich znaczną granulację. Zagadnieniem technicznym wymagającym rozwiązania jest opracowanie bezodpadowego sposobu otrzymywania tlenku cynku, który umożliwia jednocześnie przerób materiałów cynkonośnych o zróżnicowanej w wysokiej zawartości Pb i Cd a głównie Pb oraz wprowadzenie w skład mieszanki wsadowej nowych materiałów cynkonośnych bez konieczności wprowadzania zmian w urządzeniach linii technologicznej do wytwarzania tlenku cynku paszowego. Wytyczone zagadnienie techniczne rozwiązuje sposób otrzymywania tlenku cynku o obniżonej zawartości ołowiu i kadmu dla pasz, polegający na obróbce termicznej w piecu obrotowym wsadu cynkonośnego, zawierającego cynk między innymi w postaci tlenkowej i metalicznej, przy utrzymaniu w przestrzeni roboczej atmosfery utleniającej głównie w postaci nadmiaru tlenu i prowadzeniu odparowania cynku metalicznego i jego spalania w czasie utleniającego prażenia w temperaturze do około 900 C, w którym odpędza się części lotne a w końcu po zatrzymaniu obrotów pieca stopiony cynk metaliczny odlewa się a pozostałość wysypuje się z pieca do kadzi i chłodzi a pyły odzyskane z gazów odlotowych pieca zawraca się do wsadu charakteryzujący się tym, że wsad cynkonośny zawiera tlenowe związki cynku w ilości do 50% wagowych wsadu cynkonośnego oraz/albo tlenek cynku z chłodnic lub filtrów w postaci pyłu odzyskiwanego z gazów odlotowych z pieca obrotowego wytwarzającego tlenek cynku, przed skierowaniem do wsadu przemyty wodą oraz cynk metaliczny w postaci kawałków lub brył w ilości do 10% wagowych materiałów cynkonośnych. Wyprażony tlenek cynku z pieca obrotowego schłodzony i ujednorodniony na składowisku przesiewa się z użyciem magnesów stałych i następnie uzyskane podziarno miele się do uziarnienia poniżej 0,5 mm. Odzyskane z gazów odlotowych z pieca pyły po przemyciu wodą zawraca się w całości do mieszanki wsadowej oraz cynk metaliczny wytopiony w piecu obrotowym i rozdrobnione bryły cynku uzyskane w operacji przesiewania wyprażonego tlenku cynku oraz bryły i szlakę z czyszczenia pieca obrotowego. Tlenowe związki cynku stanowią osady w postaci Zn(OH) 2 ZnCO 3 z pras filtracyjnych z utylizacji odpadowego elektrolitu cynkowego. Cynk metaliczny kierowany do wsadu w ilości do 50% wagowych stanowi czysty cynk, zwłaszcza elektrolityczny. Mieszankę wsadową uzupełnia się koksem w ilości do 2% wagowych całej masy wsadu cynkonośnego. Wyprażony tlenek cynku o za wysokiej zawartości zwłaszcza Cd i/albo Pb zawraca się na składowisko materiałów cynkonośnych albo bezpośrednio do pieca obrotowego. Sposób otrzymywania tlenku cynku według wynalazku umożliwia dobrą eliminację w trakcie procesu obróbki termicznej ołowiu i kadmu a szczególnie ołowiu. Nieoczekiwanie osiąga się taki efekt techniczny bez kierowania do mieszanki wsadowej dodatku salmiaku. Eliminację ołowiu osiąga się poprzez dodatek do wsadu metalicznego cynku. Metaliczny cynk w procesie otrzymywania tlenku cynku spełnia rolę inicjującą proces roboczy i tym samym powoduje oszczędność gazu spalanego palnikiem. Sposób według wynalazku umożliwia wykorzystanie do wytwarzania tlenku cynku wilgotny Zn(OH) 2 ZnCO 3. Ten składnik mieszanki wsadowej powoduje dodatkowo intensywne mieszanie zawsadowanego materiału, czego nie można uzyskać poprzez ruch obrotowy pieca. Wsad kierowany do pieca obrotowego nie musi być ograniczany ze względu na poszczególne związki cynku i we wsadzie może być więcej na przykład chlorku cynku. Pyły odzyskiwane z gazów odlotowych z pieca obrotowego zawraca się w całości do mieszanki wsadowej po ich przemyciu wodą. Zawartość chloru w tych pyłach może wynosić do 19,5% wagowych. Zawartość ołowiu i kadmu w przerabianych wsadach sposobem według wynalazku może maksymalnie sięgać wagowo do 0,2% Cd i 3,0% Pb lub okresowo powyżej tej granicy. Wprowadzony koks do mieszanki wsadowej powoduje przyśpieszenie zapłonu wsadu cynkonośnego oraz przyśpieszenie rozłożenia tlenowych związków metali jak siarczan ołowiu i/lub cynku. Pomimo tego w czasie szybszego uzyskiwania przez wsad temperatury do 900 C nie następuje aglomeracja składników wsadu cynkonośnego. Te korzystne skutki postępowania według wynalazku umożliwiają osiąganie uzysku cynku w procesie otrzymywania tlenku cynku w granicach około 95%. Na rysunku przedstawiono schemat blokowy sposobu otrzymywania tlenku cynku z odpadowych materiałów cynkonośnych dla zilustrowania podanych przykładów: P r z y k ł a d I. Mieszanka wsadowa składa się z popiołów cynkonośnych powstających w piecach topielnych katod cynku elektrolitycznego w ilości 2 ton, osadu z pras filtracyjnych powstających w czasie przerobu elektrolitu kwaśnego w ilości 2 ton, tlenku cynku z chłodnic i/lub filtrów układu odpylającego z produkcji tlenku, po płukaniu wodą w ilości 2 ton oraz cynku metalicznego w ilości 400 kg w tym 50% cynku elektrolitycznego. Popioły cynkonośne zawierają wagowo od 70,43-75,8% Zn w tym

5 PL B1 5 od 19,60 do 24,72% cynku metalicznego, od 0,0078-0,012% Pb, od 0,015 do 0,036% Fe, od 0,55 do 2,11% Cl, od 0,002 do 0,006% Cd, 0,0030% As oraz 0,00006% Hg. Osad z pras filtracyjnych o postaci ZnCO 3 x Zn(OH) 2 zawiera wagowo od 39,70 do 42,89% Zn, 0,015% Pb, 0,44% Fe, 0,0071% Cl, 0,0016% Cd, od 1,73 do 2,10% Mn, od 2,01 do 3,03 Mg, od 3,6 do 4,0% Na, od 19,8 do 20,3% H 2 O, 0,0004% As oraz 0,00003% Hg. Tlenek cynku z chłodnic i filtrów w pierwotnej postaci wagowo zawiera od 55,1 do 55,97% Zn, od 0,87 do 1,12% Pb, od 0,066 do 0,157% Cd oraz od 17,6 do 20,6% Cl. Po przemyciu (płukaniu) wodą, tlenek cynku z chłodnic i filtrów wagowo zawiera od 54,23 do 61,10% Zn, od 0,60 do 2,87% Pb, od 0,024 do 0,087% Cd, od 11,5 do 17,3% Cl, 0,044% Fe, od 37,3 do 39,6% H 2 O oraz 0,0003% As i 0,00004% Hg. Składniki wsadu o granulacji do 6 mm są wsypywane do pojemnika dzwonowego. Cynk metaliczny dodaje się do wsadu w postaci kawałków lub płyt. Instalację złożoną z pieca obrotowo-wahadłowego, chłodni i filtra workowego palnikiem lub rozgrzanym powietrzem podgrzewa się do temperatury 90 C. Następnie piec obrotowy jest wygrzewany. Wygrzewanie pieca obrotowego kończy się, jeżeli temperatura gazów wylotowych wynosi minimum 600 C. Mieszankę wsadową z pojemnika dzwonowego ładuje się przy pomocy suwnicy do pieca obrotowego. Po zawsadowieniu materiałów cynkonośnych w tym także cynku metalicznego zamyka się otwór zasypowo-spustowy i włącza się obroty pieca. Równocześnie ogrzewa się przestrzeń pieca palnikiem zainstalowanym w jednej z dennic pieca, którym spala się gaz ziemny. Temperaturę w piecu utrzymuje się w granicach C. W czasie ruchu obrotowego pieca dokonuje się mieszania składników wsadu. W pierwszej kolejności zawsadowany materiał cynkonośny ulega odwodnieniu. Z ogrzanego wsadu do temperatury powyżej 100 C odparowuje woda krystaliczna. W miarę podnoszenia się temperatury wsadu cynkonośnego stapia się chlorek cynku i nagrzewa chlorek ołowiu, który odparowuje w pierwszej kolejności. W temperaturze około 300 C dokonuje się rozkład wodorotlenku cynku Zn(OH) 2 i węglanu cynku ZnCO 3 zawartego głównie w osadzie z pras filtracyjnych. Uwalniające się CO 2 oraz para wodna powoduje dokładne wymieszanie wsadu i korzystniejsze warunki do przebiegu reakcji zachodzących w całej masie wsadu. Cynk metaliczny włączony w postaci kawałków i płyt do wsadu w temperaturze około 900 C paruje i w atmosferze utleniającej powoduje szybki zapłon i inicjacje reakcji chemicznych z ołowiem, który skoro nie odparowuje w postaci chlorku i tlenku wchodzi w reakcję wymiany i wytapia się łącznie z cynkiem, który wylewa się poprzez otwory wokół pokrywy służącej do zasypu pieca, wykonane dla odprowadzenia nadmiaru cynku metalicznego wraz z zanieczyszczeniami. Całość cynku metalicznego włączona do wsadu oczyszcza materiał cynkonośny od ołowiu. Cynk metaliczny wytopiony podczas procesu otrzymywania tlenku cynku zawraca się do wsadu i służy do rozpoczęcia reakcji wymiany. W praktyce nie powoduje ten zawrót kumulacji ołowiu bowiem podczas zapłonu cynku zapala się również ołów i w postaci lotnej tlenku ołowiu przechodzi do filtrów. Piec współpracuje z instalacją wychwytywania zanieczyszczeń pyłowych z gazów odlotowych powstających podczas prażenia materiału cynkonośnego. Pyły z chłodnic i filtrów tkaninowych po przemyciu wodą zawraca się w całości do mieszanki wsadu cynkonośnego. Proces prażenia prowadzi się od 6 do 7 godzin. Proces ten jest kontrolowany a parametry pracy pieca jak temperatura na wejściu i wyjściu z pieca oraz na wejściu do filtra workowego i chwilowe zużycie gazu ziemnego rejestruje się. Zakończenie procesu następuje na podstawie wizualnej oceny wymurówki pieca to jest świecenia oraz spadku temperatury w piecu, związanej z zakończeniem egzotermicznej reakcji utleniania cynku do tlenku cynku. Po spadku temperatury w piecu do poniżej 650 C utrzymuje się ruch obrotowy pieca do 1 godziny a po zatrzymaniu ruchu obrotowego otwiera się otwór zasypowo-spustowy i zawartość znajdująca się w piecu wysypuje się do kadzi oraz chłodzi się gorący tlenek cynku, po czym wysypuje się go na składowisko wyprażonego tlenku cynku. Z czterodniowej produkcji tlenku cynku pobiera się próbki, które po uśrednieniu przekazuje się do analizy laboratoryjnej. Produkt niezgodny z wymaganiami zawraca się na składowisko materiałów cynkonośnych i kieruje się z powrotem do przerobu w piecu obrotowym. Wyprażony tlenek cynku, mający cechy tlenku cynku paszowego zawiera wagowo 79,68% Zn, 0,0080% Pb, 0,00030% Cd, 0,00030% As i poniżej 0,01 mg/kg Hg. Ten produkt kieruje się na przesiewacze z magnesami stałymi. Podziarno z przesiewania poddaje się mieleniu w młynkach udarowych do uziarnienia poniżej 0,5 mm. Zmielony produkt kieruje się do silosu zabudowanego nad urządzeniem ważąco-pakującym. Z silosów tlenek cynku waży się, pakuje i znakuje a następnie kieruje do magazynu gotowego tlenku cynku. Nadziarno z przesiewania wyprażonego tlenku cynku stanowią przeważnie bryły tlenku cynku. Bryły te kieruje się do mielenia w młynku udarowym. Po zmieleniu do granulacji poniżej 6 mm tlenek

6 6 PL B1 cynku oraz zmielone bryły z czyszczenia pieca i szlaka z czyszczenia pieca zawraca się w całości do wsadu cynkonośnego i kieruje wraz z materiałem cynkonośnym do pieca obrotowego. P r z y k ł a d II. Mieszanka wsadowa składa się z przemytego wodą tlenku cynku z chłodnic w ilości 1,0 tony, popiołów cynkonośnych ze stopienia katod cynku elektrolitycznego w ilości 2 ton, popiołów z ocynkowni w ilości 3 ton, cynku metalicznego w ilości kg i koksu w ilości 40 kg. Popioły z ocynkowni zawierają wagowo od 52,92-72,10% Zn, od 0,16-0,97% Pb, od 0,006-0,19% Cd, od 0,048-0,86% Al, od 0,25-1,10% Fe, od 1,70-6,84% Cl, od 0,0011-0,0049% As, od 0,058-0,087% Cu i 0,000041% Hg. Pozostałe składniki wsadu mają skład zbliżony do składników wsadu jak w przykładzie I. Mieszanka wsadowa zawiera znaczną ilość cynku w tym cynku metalicznego. Proces prażenia prowadzi się z dużym nadmiarem powietrza. W tym celu włącza się bieg wentylatora nadmuchowego oraz reguluje się położenie palnika dla wyrównania atmosfery utleniającej w przestrzeni roboczej pieca obrotowego. Nadmiar powietrza powoduje, że zawarty we wsadzie cynk metaliczny łatwiej się zapala i utlenia a nie wytapia. Wsad zawiera także siarczany ołowiu oraz cynku, które w piecu obrotowym trudno się rozkładają i proces ten jest przewlekły. Dla przyspieszenia rozkładu siarczanów metali dodaje się do wsadu cynkonośnego oprócz cynku metalicznego koks. Dzięki temu już do jednej godziny od zawsadowania namiaru uzyskuje się temperaturę w wysokości C i tą temperaturę utrzymuje się przez około dwie godziny. Następnie przez wyłączenie dopływu gazu do palnika, które dokonuje się praktycznie w momencie zapłonu we wsadzie koksu i cynku metalicznego, obniża się temperaturę wsadu do 650 C i prowadzi się prażenie utleniające w temperaturze od C przez 3 godziny. Wyprażony tlenek cynku zawiera wagowo 78,14% Zn, 0,0095% Pb, 0,0004% Cd i poniżej 0,01 mg/kg Hg. Zastrzeżenia patentowe 1. Sposób otrzymywania tlenku cynku o obniżonej zawartości ołowiu i kadmu dla pasz, polegający na obróbce termicznej w piecu obrotowym wsadu cynkonośnego, zawierającego cynk między innymi w postaci tlenkowej i metalicznej, przy utrzymaniu w przestrzeni roboczej atmosfery utleniającej głównie w postaci nadmiaru tlenu i prowadzeniu odparowania cynku metalicznego i jego spalania w czasie utleniającego prażenia w temperaturze do około 900 C, w którym odpędza się części lotne a w końcu po zatrzymaniu obrotów pieca stopiony cynk metaliczny odlewa się a pozostałość wysypuje się z pieca do kadzi i chłodzi a pyły odzyskane z gazów odlotowych pieca zawraca się do wsadu, znamienny tym, że wsad cynkonośny zawiera tlenowe związki cynku w ilości do 50% wagowych wsadu cynkonośnego oraz/albo tlenek cynku z chłodnic lub filtrów w postaci pyłu odzyskiwanego z gazów odlotowych z pieca obrotowego wytwarzającego tlenek cynku, przed skierowaniem do wsadu przemyty wodą oraz cynk metaliczny w postaci kawałków lub brył w ilości do 10% wagowych materiałów cynkonośnych a wyprażony tlenek cynku z pieca obrotowego schłodzony i ujednorodniony na składowisku przesiewa się z użyciem magnesów stałych i następnie uzyskane podziarno miele się do uziarnienia poniżej 0,5 mm, przy czym odzyskane z gazów odlotowych z pieca pyły po przemyciu wodą zawraca się w całości do mieszanki wsadowej oraz cynk metaliczny wytopiony w piecu obrotowym i rozdrobnione bryły cynku uzyskane w operacji przesiewania wyprażonego tlenku cynku oraz bryły i szlakę z czyszczenia pieca obrotowego. 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że tlenowe związki cynku stanowią osady w postaci Zn(OH) 2 ZnCO 3 z pras filtracyjnych z utylizacji odpadowego elektrolitu cynkowego. 3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cynk metaliczny kierowany do wsadu w ilości do 50% wagowych stanowi czysty cynk, zwłaszcza elektrolityczny. 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszankę wsadową uzupełnia się koksem w ilości do 2% wagowych całej masy wsadu cynkonośnego. 5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że wyprażony tlenek cynku o za wysokiej zawartości zwłaszcza Cd i/albo Pb zawraca się na składowisko materiałów cynkonośnych albo bezpośrednio do pieca obrotowego.

7 PL B1 7 Rysunek

8 8 PL B1 Departament Wydawnictw UP RP Nakład 50 egz. Cena 2,00 zł.