Zastosowanie reduktora stałego i gazowego do odzysku pb i cu z żużla hutniczego

• Autorzy: Chyczyński Arkadiusz , Kuglin Kamil , Kalisz Dorota

Identyfikatory

DOI

10.15199/67.2019.2.3

Warianty tytułu

EN

Applicability of solid and gaseous reducer for pb and cu recuperation from metallurgical slag

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy wykonano obliczenia symulacyjne odzysku miedzi i ołowiu z żużla z pieca zawiesinowego hutniczego, stanowiącego odpad poprodukcyjny w technologii wytapiania miedzi. Żużel ten ze względu na wysoką zawartość materiałów metalonośnych może zostać powtórnie przetworzony w technologii wysokotemperaturowej redukcji przy udziale reduktorów stałego i gazowego: C i CO. Zastosowana metoda obliczeniowa polegała na poszukiwaniu minimum funkcji energii Gibbsa określonego przez temperaturę, ciśnienie i masy składników w fazie metalicznej, żużlowej i gazowej dla układu trójskładnikowego złożonego z tlenków: miedzi, żelaza i ołowiu. Do obliczeń wykorzystano komercyjne oprogramowanie FACTSage. Symulacje uwzględniały zmianę energii Gibbsa na skutek procesów zachodzących pomiędzy składnikami układu i reduktorem wyrażonymi za pomocą stałych równowag reakcji chemicznych przebiegających w rozpatrywanym układzie. W wyniku rekcji pomiędzy redukowanymi tlenkami metali powstaje faza CO2, która w pewnych warunkach osiąga równowagową prężność, powoduje to zahamowanie redukcji pomimo wprowadzania kolejnych porcji reduktora. Istotną rolę w procesie odzysku miedzi odgrywa efekt temperaturowy. Przy temperaturze 1500 K zaobserwowano niemal całkowitą redukcję tlenków miedzi i ołowiu, podwyższenie temperatury spowodowało intensyfikację procesu redukcji tlenku żelaza.

EN

Calculation simulations for copper and lead recovery from fluidized-bed furnace slag, i.e. copper melting waste, are presented in the paper. This slag is high in metal-bearing material therefore can be reprocessed in the high temperature reduction process with solid and gaseous reducers: C and CO. The applied calculation method lied in finding minimum Gibbs energy function defined by temperature, pressure and mass of components in metallic phase, slag phase and gaseous phase for a three component system consisting of copper oxide, iron oxide and lead oxide. The calculations were made with the use of commercial software FactSage. Simulations accounted for the change of Gibbs energy due to the processes taking place between components of the system and reducer, expressed with constant equilibria of chemical reactions taking place in the analyzed system. As a result of reactions between reduced metal oxides, CO2 phase was produced. In certain conditions it reached equilibrium pressure hindering reaction, though successive parts of reducer were introduced. The temperature effect plays an important role in the process of copper recovery. At a temperature of 1500 K almost complete reduction of copper and lead oxides was observed and higher temperature intensified the process of iron oxide reduction.

Słowa kluczowe

PL

żużel; redukcja; recykling; miedź; ołów

EN

slag; reduction; recycling; copper; lead

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Rudy i Metale Nieżelazne Recykling
• Rocznik: 2019
• Tom: R. 64, nr 2
• Strony: 13--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys.

Twórcy

autor

Chyczyński Arkadiusz

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w krakowie, Oddział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Kuglin Kamil

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w krakowie, Oddział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

autor

Kalisz Dorota

• AGH Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w krakowie, Oddział Odlewnictwa, ul. Reymonta 23, 30-059 Kraków

Bibliografia

• [1] Botor Jan. 1999. "Podstawy metalurgicznej inżynierii procesowej". Politechnika Śląska, Gliwice.
• [2] Kalisz Dorota, Stanisław Rzadkosz, Marcin Piękoś. 2012. "Symulacja komputerowa procesu redukcji ciekłego żużla". Archives of Foundry Engineering12 (1): 91-96.
• [3] Karwan T., Jan Botor, A. Czerniecki, A. Zajączkowski. 1998. Segregation processing of Cu-Fe-Pb alloys. W International Conf. Trends in Copper Metallurgy, 77-286.
• [4] KGHM - Huta Miedzi Głogów -dane technologiczne.
• [5] Krzyżosiak Marcin. 2016. "Praca dyplomowa magisterska". Akademia Górniczo-Hutnicza Wydział Odlewnictwa, opiekun: Dorota Kalisz.
• [6] Raport roczny 2012. KGHM. 2013.
• [7] Vaajamo I., H. Johto, P. Taskinen. "A Thermodynamic Assessment of the Cu-Fe-Pb Ternary System". Aalto University School of Chemical Technology Metallurgical Thermodynamics and Modelling research group PO Box 16200, Vuorimiehentie 2 K, 00076 Aalto, Espoo Finland.
• [8] Wypartrowicz J. 1995. Interpretation of Thermodynamic proporties of liquid solutions In Cu-Pb-Fe-As system. Gliwice: Politechnika Śląska.
• [9] Xianqin Wang, Jonathan C. Hanson, Anatoly I. Frenkel, Jaw-Yong K., Jose A. Rodriguez. 2004. "Time-resolved Studies for the Mechanism of Reduction of Copper Oxides with Carbon Monoxide: Complex Behavior of Lattice Oxygen and the Formation of Suboxides". The Journal of Pyshical Chemistry B 108 (36): 13667-13673.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).