FI68265B - Foerfarande foer framstaellning och raffinering av raobly ur arsenikhaltiga blyraovaror - Google Patents

Description

r_ ro1 K U U L UTU SJ U L K AI S U , Q 0 / tr [β] (11> utlAggningsskrift 6 82.6 5 C Patentti ey8nnetty 12 08 1985 • (^5) Patent eeddelat ^ (51) Kv.ik.*/lnt.ci.* C 22 B 13/02, 13/06 SUOMI — FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansökning 792060 (22) Hakemispäivä— Ans&kningsdag 29 ¢6 79 (F») (23) Alkupäivä —Giltighetsdag 29 06 79 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentllg ^ ^ yg

Patentti- ja rekisterihallitus /44) Nähtäväksipanon ja kuuljulkaisun pvm.— , ,, _

Patent- oeh registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad 30.04.05 (32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus—Begärd prioritet29.06.78 Ruotsi-Sverige(SE) 7007357-4 (71) Bo1 iden Aktiebolag, Sturegatan 22, S-114 85 Stockholm, Ruotsi-Sverige(SE) (72) Stig Arvid Petersson, Skelleftehamn, Björn-Eric Lundin, Huddinge,

Bengt Sune Eriksson, Skelleftel, Viktor Samuel Erkki Krogerus, Skel1eftehamn, Allan Ferdinand Norrö, Skelleftehamn, Ruotsi-Sverige(SE) (74) Oy Kolster Ab (54) Menetelmä raakalyijyn valmistamiseksi ja puhdistamiseksi arseni kkipitoi sista lyijyraaka-aineista - Förfarande för framstäl1ning och raffinering av rably ur arsenikhaltiga blyrävaror

Metallista lyijyä valmistetaan tavallisesti sulfidi-pitoi-sista lyijyraaka-aineista# esimerkiksi rikasteista, mutta myös metallisista, oksidi-pitoisista ja sulfaatti-pitoisista lyijyraaka-aineista, esimerkiksi pölyistä, tuhkista ja kuonista. Tavallisin uu-niyksikkö lyijyn sulattamista ja erilleen pelkistämistä varten on kuilu-uuni, joka panostetaan lyijyraaka-aineella, joka kysymykseen tulevassa tapauksessa etukäteen on sintrattu tai pasutettu hapettaen samanaikaisesti sulfidi-rikki ilman hapella alle 2 %:n sulfidi-rikkipitoisuuteen. Lyijyraaka-aineen sulattaminen ja pelkistäminen voidaan edullisesti suorittaa pyörivässä kaltevassa uunissa, esimerkiksi Kaldo-tyyppisessä uunissa, kuten käy ilmi ruotsalaisista patenteista 7317217-3 ja 7317219-9, joissa esitetään menetelmiä raakalyijyn valmistamiseksi sekä sulfidisista että oksidisista ja sulfaattisista lyijyraaka-aineista. Raakalyijyllä tarkoitetaan tällöin yleensä lyijytuotetta, joka on saatettava lisäpuhdistus- eli 2 68265 raffinointivaiheisiin, niin että sitä voidaan pitää kaupan normaalina kauppatuotteena.

Valmistettaessa raakalyijyä erilaisista raaka-aineista, tulee tämä siten käytännöllisesti katsoen aina sisältämään epäpuhtauksia, jotka eivät ole toivottavia valmiissa lyijyssä. Esimerkkejä tällaisista epäpuhtauksista ovat kupari, arsinikki ja antimoni. Tavallisesti raakalyijyssä on myös kultaa ja hopeaa.

Riippumatta raakalyijyn valmistustavasta, täytyy tämä siis raffinoida puhtaan kaupallisen ns. raffinoidun lyijyn saamiseksi. Tavallisesti raffinointi tapahtuu erilaisissa padoissa, jotka on erikoisesti muotoiltu näitä raffinointitarkoituksia varten. Erään erityisen ongelman tällaisessa raffinoinnissa muodostaa raakalyi-jyssä oleva kupari ja ennen kaikkea arsenikki, koska näiden epäpuhtauksien osuus voi nousta 15 %:iin ja joissakin tapauksissa vieläkin suuremmaksi, mikä antaa hyvin suuria määriä enemmän tai vähemmän kiinteitä jauhetuotteita, joita tavallisesti nimitetään kuonaksi (dross) metallikylvyn pinnalle, mikä vaikeuttaa käsittelyä. Lisäksi arsenikki muodostaa suoran ympäristöongelman, koska padoissa raffinoinnin aikana tapahtuu merkitsevää savuamista. Siten on suureksi eduksi, että arsenikkia ja kuparia poistetaan raakalyijys-tä niin paljon kuin mahdollista ennen tämän edelleen menoa lopulliseen raffinointiin kaupalliseksi lyijytuotteeksi. Raakalyijy, jota lasketaan kuilu-uuneista n. 1 000 - 1 100°C:ssa, voi sisältää edellä mainittuja epäpuhtauksia, jotka sisältyvät lyijyraaka-aineeseen, niin suurissa määrissä, jotka kuparille vastaavat l.iukoisuusra jaa lyijyyn, joka on n. 10 % 1 100°C:ssa ja arsenikille määrä vastaa lyijyraaka-aineeseen sisältyvää arsenikkia, lukuun ottamatta sulatuksen aikana savuna poistunutta. Arsenikki on rajoittamattomasti liukoinen lyijyyn po. lämpötiloissa.

Mainittujen ongelmien poistamiseksi on ruotsalaisessa patentissa 7317218-1 ehdotettu menetelmää, jossa raakalyijyä saadaan sulattamalla ja pelkistämällä oksidisia ja/t.ai sulfaattisia tuotteita pyörivässä konvertterissa ja jossa suurin osa raakalyijyn sisältämästä tinasta, arsenikista ja antimonista poistetaan sulatteesta itse sulatusyksikössä, ts. konvertterissa puhaltamalla siihen happikaasua tai happikaasulla rikastettua ilmaa kylvyn pintaa vastaan konvertterissa sen pyöriessä, jolloin arsenikki, antimoni ja tina hapettuvat ja muodostavat pinnalle nousevan kuonan, joka 3 68265 poistetaan. Koska tällä menetelmällä aluksi hapetetaan tina ja vasta sen jälkeen arsenikki ja antimoni, voidaan tina saada selektiivisesti talteen tinaoksidin muodossa, joka on arvokas tuote, minkä jälkeen arsenikki ja antimoni voidaan ottaa talteen AS202:na ja Sb203:n muodossa ja ottaa ulos erikseen.

Eräs haitta edellä kuvatussa menetelmässä on kuitenkin, että arsenikin, antimonin ja tinan hapetus, joka on voimakkaasti eksoterminen, johtaa merkitseviin lämpötilan nousuihin sulatteessa, mikä vuorostaan johtaa huonompaan selektiivisyyteen, kun kuonausta varten optimaalisia lämpötiloja ei voida pitää. Edelleen tämä johtaa pitempiin raffinointiaikoihin ja siten jonkin annetun laitoksen pienentyneeseen tuotantokykyyn. Sitä paitsi on raakalyijyn kupari-pitoisuusongelma vielä jäljellä, kuparin ollessa po. n. 1 000°C:n lämpötiloissa liuenneena lyijyyn. Raakalyijyn raffinoiminen kuilu-uunista on, kuten edellä esitetty prosessi, paljon aikaavaativaa, koska täytyy käyttää erilaisia raffinointivaiheita, joissa työskennellään erilaisin lämpötiloin ja erilaisin hapetus-pelkistyspoten-tiaalein. Siten kuluu aikaa huomattavasti raakalyijysulatteen jäähdyttämiseen sulatuksen jälkeen saadusta lämpötilasta sopivaan lämpötilaan jälkeen tulevaa, olennaisesti alemmassa lämpötilassa toimivaa raffinointivaihetta, esimerkiksi kuparin eroonseegrausvaihetta varten. Mitä erilaisiin tunnettuihin raffinointimenetelmiin ja raf-finointivaiheisiin raakalyijylle tulee, viitataan Ullman'in teokseen "Encyklopädie der technischen Chemie", 4. painos, niden 8, sivut 561-, josta löytyy hyvin täydellinen selvitys tekniikan tasosta. Pelkistysprosesseja kuilu-uunissa kuvaavat Viinnacker-Kiichler teoksessaan Chemische Technologie, nide 6, sivut 285-288, Munchen (1973), jossa myös esitetään erilaisten kuonien, speissien ja me-tallikuparikiven muodostuminen yhdessä analyysien kanssa.

Japanilaisen patentin 1974-28520 mukaisesti kuvataan menetelmää arsenikin poistamiseksi sulatetusta lyijystä, jossa menetelmässä sulatteeseen lisätään rautaa rautajauheen, rautasienen tai -lastujen muodossa. Arsenikkipitoisuuden alentamiseksi lisätään yli 1 % rautaa yli 450°C:n lämpötilassa, minkä jälkeen lyijysulatetta sekoitetaan mekaanisesti. Japanilaisen patentin mukaisesti suoritetaan käsittely upokkaassa yli 450°:n lämpötilassa aina 800°C:seen asti, jolloin erottuu hienojakoinen jähmeä speissi, esimerkiksi jauhemaisena tai karkeajyväisenä. Tässä menetelmässä voidaan tuskin 4 68265 työskennellä korkeammissa lämpötiloissa, koska speissi n. 800°C:ssa on tahmeaa ja sen tähden helposti tarttuu uunin seiniin ja tiiliin. Japanilaisessa patentissa on sen tähden selvästi pidetty parempana lämpötilaa n. 600°:n tienoilla. N. 600°C:ssa on puhdistusteho olennaisesti huonompi kuin jonkin verran korkeammassa lämpötilassa ja japanilaisen patentin mukainen menetelmä ei niinmuodoin tee mahdolliseksi optimaalista puhdistusta prosessiteknisistä ongelmista johtuen. Lisäksi on ammattimiehelle selvää, että tällaisen hienojakoisen jähmeän faasin erottaminen lyijysulatteesta aiheuttaa suuria häviöitä mekaanisesti mukana seuraavasta lyijystä lyijyn attraktion ja jähmeiden speissiosasten kostumisen vaikutuksesta.

Tämä keksintö poistaa suuressa määrässä esitetyn tyyppiset ongelmat. Sen lisäksi tehdään menetelmän mukaisesti mahdolliseksi, että päästään hyvin nopeisiin reaktioprosesseihin ja että vaaditaan verraten vähäinen energian tuonti, mitkä ovat prosessin taloudellisuuden kannalta olennaisia ja ratkaisevia tekijöitä.

Menetelmän mukaisesti tehdään siten mahdolliseksi valmistaa ja puhdistaa raakalyijyä kuparin ja arsenikin suhteen yhdessä ja samassa uunissa. Lyijyraaka-aine voi olla metallista, sulfidista, oksidista tai sulfaattista tyyppiä ja voi käsittää erilaisia pölyjä tomutuotteita ei-rauta-metallurgis.ista prosesseista. Menetelmä käsittää lyijyraaka-aineen sulattamisen uunissa, jossa voidaan aikaansaada sisällön pyörrevirtaus, kuonan muodostajien läsnäollessa, minkä jälkeen kuona poistetaan, menetelmän ollessa tunnettu siitä, että sulatteeseen kuonan poiston jälkeen 850 1 200°C:n lämpötilassa voimakkaan pyörteen alaisena lisätään rautaa metallisessa, hienojakoisessa muodossa tai saatetaan muodostumaan in situ, minkä jälkeen lyijytuotteessa muodostunut liukenematon rautaspeissi juoksevassa muodossa erotetaan raakalyijysulatteesta suoraan yhdistettynä speissin ja raakalyijyn painovoimaerotukseen. Raudalla hienojakoisessa muodossa tarkoitetaan metallista rautaa sellaisessa muodossa, että saadaan hyvä kosketuspinta lyijysulatetta vastaan ja että rauta voidaan lisätä lyijysulatteeseen yksinkertaisella tavalla.

Menetelmässä lyijyraaka-aine syötetään uuniin ennen sulatusta tai sen aikana yhdessä kuonanmuodostajien kanssa. Sulatuksessa raakalyijy pelkistyy erilleen tunnetulla tavalla ja muodostunutta lyijypitoista kuonaa pelkistetään sopivasti esimerkiksi koksilla, kunnes kuonan lyijypitoisuus on riittävän alhainen, esimerkiksi 5 68265 alle 2 %. Sen jälkeen lyijystä puhdistettu kuona lasketaan pois. Uunin täyttämiseksi haluttuun määrään voidaan sen jälkeen lisätä uutta lyijyraaka-ainetta ja kuonan pelkistäminen alle 2 %:n lyijypitoisuuteen ja poislasku toistetaan yhden tai useamman kerran.

Sen jälkeen lisätään metallista rautaa edullisesti lastujen, kuten sorvin lastujen ja poran lastujen, jauheen tai hienojakoisten osasten, kuten rautaleikkeiden, esimerkiksi romuleikkeiden muodossa, jolloin muodostuu pääasiallisesti rautaa ja arsenikkia sisältävä speissi. "Speissi" on arsenikin ja/tai antimonin yhdiste rautametallien ja/tai kuparin kanssa, ts. "speissi" voi koostua yhden tai useamman metalleista kupari, rauta, nikkeli ja koboltti arsenideis-tä ja/tai antimonideistä. Muodostunut rauta-arsenikki-speissi on käytännöllisesti katsoen liukenematon lyijysulatteeseen, minkä takia se helposti erottuu, nousee pintaan ja asettuu lyijysulatteen päälle ja voidaan sitten kaataa pois juoksevassa tilassa 800 -1 150°C:n lämpötilassa. Lämpötila-aluetta väliltä 950 - 1 000°C pidetään edullisena, mikä johtuu speissin viskositeetista, joka sallii nopean erottamisen ja poislaskemisen. Monissa tapauksissa saattaa myös olla eduksi, että lisätty rauta on rautalejeerinki, joka sisältää enemmän kuin n. 60 % rautaa.

Mahdolliset kupariepäpuhtaudet seegrataan eli jäähdytetään sen jälkeen erilleen sopivasti lyijysulatteesta tämän ollessa pyör-revirtauksessa mainitussa uunissa jäähdyttämällä jäähdytysaineita lisäten, edullisesti lämpötilaan väliltä 400-600°C, minkä jälkeen raakalyijy, joka on vapautettu kuparista ja arsenikista, lasketaan pois. Jäähdytysaineena voidaan sopivasti käyttää oksidista tai sui-faattista lyijyraaka-ainetta tai murskattua rautasilikaattikuonaa. Hyvin nopea ja tehokas jäähdytys saadaan aikaan, jos jäähdytysaineena käytetään vettä, jota ruiskutetaan suoraan uuniin iaoksevas-sa, hienojakoisessa muodossa. Joissakin tietyissä tapauksissa saattaa myös olla sopivaa käyttää jäähdytysaineena jälkeen tulevaa lyi-jyraaka-aineen sulatukseen tarkoitettua kuonanmuodostajaa. Pienemmille kuparimäärille on myös mahdollista suorittaa kuparin eril-leenseegraus vasta lyijyraaka-aineen useampien sulatusten ja raiita-käsittelyjen jälkeen. Kupari voidaan poistaa raakalyijysulatteesta myös kuparispeissinä. Tällainen muodostuu, jos lämpötilaa alennetaan alle 1 100°C. Jotta kuparispeissiä ylipäänsä saataisiin, täytyy moolisuhteen kuparin ja vapaan arsenikin välillä olla väliltä 6 68265 1,17 - 4,43. Kun moollsuhde siten on pienempi kuin 1,17, lisätään sopivasti rautaa muodostamaan rautaspeissiä moolisuhteen korottamiseksi ja kuparispeissin erottamisen tekemiseksi mahdolliseksi jäähdytyksessä. Arsenikin lisäpoisto voi sitten tapahtua uuden rau-talisäyksen avulla.

Jos sulate lisäksi sisältää talteenotettavia määriä tinaa, lisätään rautaa edullisesti määrässä, joka antaa sulatteeseen jäävän arsenikkipitoisuuden, joka on juuri riittävä kuparispeissin, esimerkiksi Cu^As muodostamiseksi. Tällä tavalla poistetaan vaara, että muodostuu sellaisia kupari-tina-yhdisteitä, kuten esimerkiksi Cu3Sn-tyyppinen, joista tina on hankala saada talteen. Tällä parempana pidetyllä tavalla tulee tinasisältö sen sijaan olemaan metallisena liuoksena lyijysulatteessa, jota voidaan markkinoida tinapi-toisen lyijyn muodossa, jolla on suuri lisäarvo markkinoilla. Erilaisia jäähdytystapoja voidaan käyttää kutakin sinänsä, mutta myös kahden tai useamman jäähdytystavan yhdistelmät voivat olla sopivia tapauksissa, joissa pannaan paljon painoa lyhyille käsittelyjaoille sulatusuunissa.

Paitsi, että speissin muodostukseen tarvittava määrä metallista rautaa tuodaan ulkopuolelta, voidaan osa tai jopa koko rauta-määrä saattaa muodostumaan sulatteessa in situ. Tapauksissa, joissa sulatettavat lyijyraaka-aineet sisältävät rautaa, tulee rauta tällöin pääasiallisesti kuonautumaan sulatettaessa. Kun lyijyraaka-aineen sulatus on loppuun suoritettu, voidaan sen tähden rautaa panna muodostumaan in situ, edullisesti lisäämällä piitä, silisi-dejä, hiiltä, karbideja tai ferro-metalliseoksia hiilen ja piin kanssa sellaisessa määrässä, että kuonassa oleva rauta pelkistyy metalliseen muotoon ennen kuonan poistamista.

Edellä esitetyllä menetelmällä voitetaan olennaisia etuja. Uunin sulatuskapaiteetti voidaan käyttää maksimaalisesti hyväksi, koska speissin muodostus n. 30-40 tonnin panoksella on valmis jo n. 30 minuutin kuluttua ja lyijyn lämpösisältö voidaan jäähdytyksessä ottaa talteen siten, että osa kuonanmuodostajän määrästä, kuten edellä esitettiin, käytetään jäähdytysaineena jälkeen tulevaa panosta varten ja tällöin siis kuumenee. Jos halutaan, voidaan raa-kalyijysulatetta jäähdyttää myös lisäämällä osa jälkeen tulevan panoksen lyijyraaka-aineesta.

Sulattaminen samoin kuin speissin muodostus ja kuparin erot- 68265 taminen tapahtuvat uunissa, jossa sulatetta voidaan käsitellä voimakkaan pyörteen alaisena. Tällainen uuni on sopivasti yläpäästä puhallettu pyörivä konvertteri, esimerkiksi ns. TBRC (To- Blown Rotary Converter) tai kaldo-uuni. TBRC- tai kaldo-uunia voidaan pyörittää nopeudella 10-60 r/min ja sopivan pyörimisnopeuden valinnan määrää uunin läpimitta. Sopiva pyörre saadaan, jos uunin sisäpinta liikkuu kehänopeudella 0,5-7 m/s, edullisesti 2-5 m/s, mikä tekee mahdolliseksi, että sulate seuraa uunin pyörivää sisäpintaa japutoaa alas kylpypinnalle, kuten sadepisarat, mikä johtaa erittäin hyvään kosketukseen kiinteän faasin, nestemäisen faasin ja kaasufaasin välillä. Tällainen hyvä kosketus on eräs edellytys nopeita kemiallisia ja fysikaalisia prosesseja varten, kuten pelkis-tysprosesseja, jäähdytystä ja erotusta varten. Pölyn muodostuminen vältetään yllättävän pitkälle putoavien pisaroiden lyödessä alas pölyn, joka muutoin poistuisi uunista reaktiokaasujen mukana.

Esimerkki 1 30 tonnia oksidis-sulfaattisen lyijyraaka-aineen pellettejä, jotka olivat peräisin kuparikonvertteripölystä ja joilla oli seuraa-va analyysi, Pb 35 %, As 3,5 %, Cu 1,15 %, S 6,0 %, Bi 1,20 %,

Au 0,5 mg/kg ja Ag 3,38 mg/kg, sulatettiin yhdessä 9 tonnin kanssa rakeistettua fajaliitti-kuonaa ja 2,25 tonnin kanssa hienojakoista kalkkikiveä yläpäästä puhalletussa, pyörivässä kaldo-tyyppisessa konvertterissa, jonka sisäläpimitta oli 2,5 m, öljy-happi-kaasu-polttimen avulla, jolloin muodostui raakalyijykylpy ja kuonaa. Su-lattamisen jälkeen kuonaa ja raakalyijykylpyä pelkistettiin 1,3 tonnilla koksia, kunnes kuonan lyijypitoisuus oli n. 1,5 %, n.

1 000°C:n lämpötilassa, minkä jälkeen kuona laskettiin pois. Sen jälkeen lisättiin 3,0 tonnia rautalastuja, jolloin arsenikkipitoi-suus lyijysulatteessa pyöritettäessä konventteriä nopeudella n.

30 r/min aleni 7,3 %:sta alle 0,01 %:n. On siis hyvin tärkeää, että speissin muodostus tapahtuu hyvällä kosketuksella rauta- ja lyijy-faasin välillä ja käyttäen vähintään 20 %:n rautaylimäärää yli stö-kiometrisen arvon. Lämpötila oli speissin muodostuksen aikana yli 1 000°C. Muodostettu ja erotettu speissifaasi laskettiin välittömästi pois sen jälkeen, kun konvertterin pyöriminen oli pysäytetty, koska paikallaan seisovassa raakalyijykylvyssä osa speissin arsenikista liukenee takaisin raakalyijysulatteeseen.

8 68265

Muodostunut speissi laskettiin pois ja lisättiin kuonan muodostajia seuraavaa täyttöä varten, jolloin raakalyijyn lämpötila laski 450°C:seen. Kuparin liukoisuus lyijyyn vähenee voimakkaasti lämpötilan mukana, minkä vaikutuksesta raakalyijy seegrautuu erilleen jäähdytettäessä ja seegrauksen jälkeen poislaskettu lyijy sisälsi o,26 % Cu.

Esimerkki 2 30 tonnia cksidis-sulfaattisia pellettejä, jotka olivat laadultaan ja koostumukseltaan esimerkin 1 mukaisia, suJ.atettiin samalla tavalla kuin esimerkissä 1 yhdeksän tonnin kanssa fajaliitti-kuonaa ja 2,25 tonnin kanssa kalkkikiveä kaldo-konvertterissa polttamalla öljyä hapen kanssa. Sulattamisen jälkeen pelkistettiin kuonaa ja raakalyijyä samalla tavalla 1 000°C:n lämpötilassa 1,3 tonnilla koksia, kunnes lyijypitoisuus kuonassa oli n. 1,5 %, minkä jälkeen n. 70 % kuonasta laskettiin pois konvertterista. Sen jälkeen lisättiin n. 1,5 tonnia piirautaa. FeSi, lopun kuonan pelkistämiseksi ja speissin muodostamiseksi. Konvertterin pyöriessä kier-rosnopeudella n. 25 r/min aleni arsenikkipitoisuus alkuperäisestä 5 %:sta ensin n. 1,3 %:iin ja sen jälkeen n. yhden tunnin pyörittämisen aikana piirautalisäyksen jälkeen n. 0,4 %:iin.

Näistä kahdesta esimerkistä käy ilmi, että speissin muodostus lisäämällä metallista rautaa tosin oli selvästi nopeampaa ia antoi tehokkaamman arsenikin poiston kuin muodostamalla rauta kuonaa pelkistämällä, mutta että myös jälkimmäinen suoritustapa antoi täysin hyväksyttävän tuloksen.

Esimerkki 3

Oksidis-sulfaattisia pellettejä sekoitettuna metallisen jat sulfidisen tyypin pellettien kanssa sulatettiin fajaliittikuonan ja kalkkikiven kanssa esimerkin 1 mukaisesti, jolloin saatiin n.

15 tonnia raakalyijysulatetta, jolla oli seuraava koostumus: lyijyä 84,4 %, kuparia 2,7 %, arsenikkia 5,5 % ja tinaa 1,4 %.

Sulatetta pyöritettiin 1 100°C:ssa ja 1 200 kg rautalastuja lisättiin ja pyörittämistä jatkettiin nopeudella 30 r/min muutaman minuutin ajan, jolloin rautaspeissi muodostui. Speissi laskettiin pois ja saadulla lyijysulatteella oli seuraava koostumus: lyijyä 86,1 %, kuparia 2,4 %, arsenikkia 1,1 %, tinaa 1,3 %. Kupari/arse-nikki-moolisuhde oli 2,6. Sen jälkeen sulate jäähdytettiin 450°C:seen 9 68265 suihkuttamalla vettä uunin pyöriessä, jolloin erottui kuparispeis-si-kuparikuona. Saadun lyijysulatteen koostumus oli: lyijyä 96,2 %, kuparia 0,1 %, arsenikkia 0,01 % ja tinaa 1,3 %.

Eräässä toisessa kokeessa käytettiin 1 200 kg:n asemesta rautalastuja 3 000 kg rautalastuja, jolloin saatiin arsenikkipitoi-suudeksi 0,01 % ja siten hyvin suuri kupari/arsenikki-moolisuhde. Jäähdyttämisen ja kuparin erottamisen jälkeen oli raakalyijysulatteen koostumus: lyijyä 98,0 %, kuparia 0,1 %, arsenikkia 0,01 % ja tinaa 0,2 %.

Esimerkistä 3 käy ilmi, että rajoittamalla raudan lisäystä, niin että kupari/arsenikki-moolisuhde n. 2,6 saavutetaan raakasu-latteessa, voidaan välttää tinasisällön häviäminen speissi-faasei-hin kupari-tinayhdisteen muodossa, joista se on vaikeasti erotettavissa. Tinapitoisella lyijyllä on suuri kaupallinen arvo.

Siinä tapauksessa, että sulattamisen ja pelkistämisen jälkeen edellä esitetyn mukaisesti saatu raakalyijysulate sisältää niin paljon kuparia suhteessa arsenikkiin, että kupari/arsenikki-moolisuhde on suurempi kuin n. 4, voidaan tinahäiriöiden välttämiseksi kupari-tina-yhdisteiden muodostumisen vaikutuksesta, joko arsenikkia jossakin muodossa, esim. runsaasti arsenikkia sisältävän speissin muodossa, lisätä tai kuparia poistaa lisäämällä rikkiä al-kuainemuodossa tai jonkin rikkiä sisältävän yhdisteen, esimerkiksi pyriitin muodossa, jolloin muodostuu metallikuparikivi-faasi, joka sisältää kuparin dikuparisulfidin muodossa ja joka metallikuoari-kivi-faasi sitten voidaan laskea pois.

Claims (14)

1. Menetelmä raakalyijyn valmistamiseksi ja puhdistamiseksi arsenikkipitoisista lyijyraaka-aineista, jotka ovat tyypiltään metallisia, oksidista, sulfaattisia tai sulfidisia, jolloin lyijy-raaka-aine sulatetaan uunissa, jossa voidaan aikaansaada sisällön pyörrevirtaus, kuonanmuodostajien läsnäollessa, minkä jälkeen kuona poistetaan, tunnettu siitä, että sulatteeseen kuonan poiston jälkeen 800 - 1 200°C:n lämpötilassa sen ollessa voimakkaan pyörrevirtauksen alaisena lisätään rautaa metallisessa, hienojakoisessa muodossa tai saatetaan muodostumaan in situ, minkä jälkeen lyijysulatteessa muodostunut liukenematon rautaspeissi nestemäisessä muodossa erotetaan raakalyijysulatteesta suoraan liitettynä speissin ja raakalyijyn painovoimaerotukseen.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että rauta lisätään lastujen, jauheen tai hienojakoisten osasten muodossa.

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että rauta on rautalejeerinkinä, joka sisältää yli 60 % rautaa.

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että rauta saatetaan muodostumaan in situ lisäämällä piitä, silisidejä, hiiltä, karbideja tai ferro-lejeerinkejä hiilen ja piin kanssa sellaisessa määrässä, että kuonassa oleva rauta pelkistyy erilleen metalliseen muotoon ennen kuonan poistamista.

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että speissi poistetaan lämpötilassa väliltä 950 - 1 000°C.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että mahdolliset kupariepäpuhtaudet seeg-rataan eli jäähdytetään erilleen lyijysulatteesta pyörrevirtauksen alaisena uunissa lisäämällä jäähdytysaineita, minkä jälkeen raaka-lyijy lasketaan pois.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että kuparin läsnäollessa raakalyijysulatteessa ennen rautaspeissin muodostamista muodostetaan kuparispeissi jäähdyttämällä alle 1 100°C:n lämpötilan, minkä jälkeen muodostunut kupari-speissi poistetaan. 11 68265

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että rautaa lisätään lyijysulatteeseen määrä, joka on pienempi kuin määrä, joka vaaditaan rautaspeissin muodostamiseen jäljellä olevan arsenikin kanssa ennen lämpötilan alentamista kupa-rispeissin muodostusta varten, minkä jälkeen muodostunut kupari-speissi poistetaan ja lisätään uutta rautaa arsenikin täydellisesti poistamiseksi.

9. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnet -t u siitä, että jäähdytysaineena käytetään oksidista tai sulfaat-tista lyijyraaka-ainetta tai murskattua rautasilikaattikuonaa.

10. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että jäähdytysaineena käytetään vettä, joka ruiskutetaan suoraan uuniin juoksevassa, hienojakoisessa muodossa.

10 Patenttivaatimukset: 6 8 2 6 5

11. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, t u n net t u siitä, että jäähdytysaineena käytetään kuonanmuodostajia jälkeen tulevaa lyijyraaka-aineen sulatusta varten.

12. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että sulate jäähdytetään 400-600°C:n lämpötilaan.

13. Patenttivaatimuksen 6 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että erilleen seegrattu kupari tai kupari ja speissi pidätetään uunissa vielä ainakin yhden lisäsulatussyklin ajaksi.

14. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että valmistus ja puhdistus tapahtuvat pyörivässä kaltevassa kaldo-tyyppisessä uunissa. 68265 12