PL170426B1

PL170426B1 - Method of recovering non-ferrous metals, in particular silver, from cupellation oven slags

Info

Publication number: PL170426B1
Application number: PL30033993A
Authority: PL
Inventors: Ryszard Chamer; Leszek Byszynski; Zygmunt Kurek; Jacek Orski; Jan Botor; Piotr Kapias; Jan Sosin; Andrzej Bednarek; Jan Ciosek; Marian Czaja; Eugeniusz Brzezina
Original assignee: Huta Metali Niezelaznych Szopi; Inst Metali Niezelaznych
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1996-12-31
Also published as: PL300339A1

Abstract

1. Sposób odzyskiwania metali nieżelaznych, zwłaszcza srebra z żużli z pieców kupelacyjnych polegający na tym, ze żużel srebrowy z pieca kupelacyjnego miesza się z topnikami i reduktorami, w tym z koksikiem, tak przygotowaną mieszankę wsaduje się do łukowooporowego elektrycznego pieca i prowadzi się proces topienia i redukcji, po czym oddzielnie spuszcza się kolejno ołów srebrowy, kamień miedziowo-ołowiowy i żużel, znamienny tym, że jako topnik stosuje się granulowany żużel pomiedziowy w ilości 10-30% wagowych masy żużla srebrowego, zaśjako reduktorstosuje się szlamy ołowiowe w ilości 5-20% wagowych masy żużla srebrowego i tak przygotowaną mieszankę, korzystnie o granulacji do 30 mm, suszy się do wilgotności poniżej 5% i przetapia się, w trakcie topienia dodaje się, do 2% wagowych masy żużla srebrowego, koksiku, po czym po całkowitym,stopieniu wsadu, na około 30 minut przed spustem produktów z pieca, top poddaje się odstawaniu.1. A method of recovering non-ferrous metals, especially silver from slags from cupelation furnaces consisting in the fact that the silver slag from the cupelation furnace is mixed with fluxes and reducers, including the coke breeze, the mixture prepared in this way is loaded into the arc-resistance electric furnace and the melting and reduction process is carried out separately silver lead, copper-lead matte and slag, characterized in that granular copper slag is used as a flux in an amount of 10-30% by weight of the slag weight silver, while lead slag in the amount of 5-20% by weight of the slag weight is used as the reducing agent silver, and the mixture thus prepared, preferably with a grain size of up to 30 mm, is dried to moisture content below 5% and melt, while melting is added up to 2% by weight of the mass silver slag, coke breeze, then after the charge has completely melted, about 30 minutes before by tapping the products out of the oven, the top is allowed to stand.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania metali nieżelaznych, zwłaszcza srebra z żużli z pieców kupelacyjnych, otrzymywanych w procesie przetapiania szlamów anodowych.The subject of the invention is a method of recovering non-ferrous metals, in particular silver from slags from cupelation furnaces, obtained in the anode sludge smelting process.

Znany jest, z polskiego opisu patentowego nr 141 177, sposób przerabiania żużli srebrowych polegający na tym, że żużle srebrowe miesza się z topnikami, które stanowią: kamień wapienny w ilości 1-6% wagowych, soda amoniakalna w ilości do 20% wagowych i korzystnie pyły zwrotne z pierwszego odpylania w ilości 1-8% wagowych. Dodaje się reduktor, który stanowi koksik, w ilości 8-12% wagowych. Tak przygotowaną mieszankę wsaduje się równomiernie do łukowo-oporowego elektrycznego pieca z elektrodami zanurzonymi w zuzlu o temperaturze 1520-1670 K. Przetapia się, dodając w trakcie topienia, w stosunku do masy przerabianego żużla, 10-40% wagowych piasku i 5% złomu żelazowego. Utrzymuje się temperaturę ołowiu w wysokości 970-1270 K i korzystnie stałą warstwę ołowiu wynoszącą co najmniej 150 mm. Po całkowitym przetopieniu wsadu z pieca spuszcza się oddzielnie ołów srebrowy, kamień miedziowo-ołowiowy i żużel.There is known, from Polish patent specification No. 141 177, a method of processing silver slags, which consists in mixing silver slags with fluxes, which are: limestone in the amount of 1-6% by weight, ammonia soda in the amount of up to 20% by weight and preferably back dust from primary dedusting in the amount of 1-8% by weight. Coke breeze reducing agent is added in an amount of 8-12% by weight. The mixture prepared in this way is evenly charged into the arc-resistance electric furnace with the electrodes immersed in the slag at a temperature of 1520-1670 K. It is melted, while melting, in relation to the weight of the processed slag, 10-40% by weight of sand and 5% of iron scrap . The lead temperature is kept at 970-1270 K and preferably a solid lead layer of at least 150 mm. After the charge is completely melted, the silver lead, copper-lead matte and slag are separately tapped from the furnace.

Opisany sposób odzyskiwania metali nieżelaznych, w tym srebra, jest kłopotliwy ze względu na to, że w trakcie topienia, na ścianach pieca i wokół elektrod, tworzą się trudnotopliwe narosty utrudniające lub uniemożliwiające załadunek. Ich usunięcie wymaga uciążliwego ręcznego zbijania i stosowania wysokich temperatur, co prowadzi do nadmiernego zużycia energii i przyśpieszonego zuzycia wymurówki pieca.The described method of recovering non-ferrous metals, including silver, is troublesome due to the fact that, during melting, difficult-to-melt build-up occurs on the walls of the furnace and around the electrodes, making loading difficult or impossible. Their removal requires cumbersome manual tamping and the use of high temperatures, which leads to excessive energy consumption and accelerated wear of the furnace lining.

Celem wynalazku była intensyfikacja przebiegu procesów topienia i redukcji oraz ułatwienie wydzielania wyredukowanych metali z żużla do fazy metalicznej.The aim of the invention was to intensify the course of the melting and reduction processes and to facilitate the separation of reduced metals from the slag into the metallic phase.

Nieoczekiwanie okazało się, że odpadowe żużle pomiedziowe są bardzo dobrym kolektorem składników żużlowych występujących w żużlu srebrowym, zwłaszcza trudno topliwego tlenku glinu.Unexpectedly, it turned out that the copper slag is a very good collector of the slag components present in the silver slag, especially the hard-melting aluminum oxide.

Sposób odzyskiwania metali nieżelaznych, zwłaszcza srebra według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako topnik stosuje się granulowany żużel pomiedziowy w ilości 10-30% wagowych masy żużla srebrowego. Żużel pomiedziowy przyspiesza proces tworzenia się żużla i koryguje jego skład chemiczny, ułatwiając rozpuszczanie trudnotopliwego tlenku glinu zawartego w żużlu srebrowym. Jest źródłem żelaza niezbędnego do głębokiej redukcji związków ołowiu. W celu zintensy170 426 fikowania procesów redukcji tlenków metali, zwłaszcza ołowiu, w całej objętości wsadu jako reduktor stosuje się szlamy ołowiowe w ilości 5-20% wagowych masy żużla srebrowego, zawierające 8-12% S i 5-15% C. Mieszankę żużla srebrowego, żużla pomiedziowego oraz szlamów ołowiowych, korzystnie o granulacji 0-30 mm, suszy się do wilgotności poniżej 5%, co zapobiega gwałtownemu parowaniu i nadmiernemu wzrostowi ciśnienia wewnątrz łukowo-oporowego elektrycznego pieca, ułatwia równomierne przemieszczanie się wsadu do strefy topienia i zabezpiecza przed wyrzuceniem wsadu. Mieszankę przetapia się, dodając w trakcie topienia koksik, w ilości do 2% wagowych masy zuzla srebrowego. Po całkowitym stopieniu wsadu, na około 30 minut przed spustem zawartości pieca, top poddaje się odstawaniu.The method of recovering non-ferrous metals, in particular silver, according to the invention is characterized in that granular copper slag in an amount of 10-30% by weight of the weight of silver slag is used as flux. The copper slag accelerates the slag formation process and corrects its chemical composition, facilitating the dissolution of the refractory aluminum oxide contained in the silver slag. It is a source of iron necessary for deep reduction of lead compounds. In order to intensify the processes of reducing metal oxides, especially lead, in the entire charge volume, lead sludge in the amount of 5-20% by weight of silver slag weight, containing 8-12% S and 5-15% C, is used as a reducing agent. , copper slag and lead sludge, preferably with a grain size of 0-30 mm, are dried to a moisture content of less than 5%, which prevents rapepoor evaporation and excessive pressure build-up inside the electric arc-resistance furnace, facilitates the even movement of the charge into the melting zone and prevents the charge from being ejected. The mixture is melted by adding, while melting, coke breeze in an amount of up to 2% by weight of the silver core. After the charge has completely melted, about 30 minutes before tapping the furnace contents, the top is allowed to stand.

Korzystne jest, by przed wsadowaniem mieszanki, wsadować kolejno granulowany żużel pomiedziowy w ilości do 10% wagowych i koksik w ilości do 20% wagowych oraz żużel srebrowy o uziarnieniu powyżej 30 mm w ilości nie przekraczającej 20% wagowych, odpowiednio każdego ze składników mieszanki. Opisany sposób odzyskiwania metali nieżelaznych pozwala na znaczny odzysk, zwłaszcza srebra i ołowiu, z żużli z pieców kupelacyjnych, zapewniając korzystne wskaźniki wydajności jednostkowej, przy zmniejszonym zuzyciu energii i materiałów ogniotrwałych.It is preferred that, prior to charging the blend, successively charge in the amount of granulated copper slag in an amount of up to 10% by weight and coke breeze in an amount of up to 20% by weight and silver slag with a grain size greater than 30 mm in an amount not exceeding 20% by weight of each of the components of the blend, respectively. The described method of recovering non-ferrous metals allows for a significant recovery, especially of silver and lead, from slags from couplant furnaces, providing favorable unit efficiency indicators, with reduced energy and refractory consumption.

Wynalazek został objaśniony w poniższym przykładzie wykonania.The invention is elucidated in the following embodiment.

Z 6,0 Mg żużla srebrowego z pieca kupelacyjnego, o zawartości wagowej 1,0% Ag i 55,0% Pb, oddziela się 5,0 Mg o granulacji poniżej 30 mm. Dodaje się 0,6 Mg szlamów ołowiowych pochodzących z odpylni pieców szybowych z przetopu koncentratów miedzi, zawierających wagowo 40,0% Pb, 0,01% Ag, 10,0% S i 12%o C oraz 0,8 Mg granulowanego żużla pomiedziowego o zawartości wagowej 42,0% SiO2 i 10,0% Fe. Przygotowane składniki miesza się dodając 0,2 Mg pyłów zwrotnych z pierwszego odpylania, zawierających 40,0% Pb i 0,03% Ag. Tak przygotowaną mieszankę suszy się w suszarni obrotowej do uzyskania wilgotności 2%.From 6.0 Mg of silver slag from the cupola furnace, with a weight content of 1.0% Ag and 55.0% Pb, 5.0 Mg with a granulation below 30 mm is separated. 0.6 Mg of lead sludge from the dedusting plant of shaft furnaces from copper concentrate remelting, containing by weight 40.0% Pb, 0.01% Ag, 10.0% S and 12% o C, and 0.8 Mg of granulated copper slag are added. with 42.0% SiO2 and 10.0% Fe by weight. The prepared components are mixed by adding 0.2 Mg of primary dust collection dust containing 40.0% Pb and 0.03% Ag. The mixture prepared in this way is dried in a rotary dryer until the moisture content is 2%.

Do łukowo-oporowego elektrycznego pieca o pojemności 3 m³, w którym elektrody zanurzone są w warstwie, o grubości 150 mm, płynnego żużla wsaduje się, przez otwór w bocznej ścianie, 0,08 Mg granulowanego żużla pomiedziowego i 0,02 Mg koksiku oraz 1,0 Mg żużla srebrowego o uziarnieniu powyżej 30 mm. Włącza się zasilanie pieca i rozpoczyna proces topienia i redukcji. Po częściowym stopieniu wsadu, przez otwór w sklepieniu pieca, dozuje się równomiernie, porcjami 0,2-0,5 Mg, wcześniej przygotowaną mieszankę. Podczas topienia, na płynny żużel, zasypuje się stopniowo koksik, w łącznej ilości na całą objętość pieca - 0,10 Mg. Po całkowitym stopieniu wsadu wyłącza się zasilanie pieca i przez 30 minut top poddaje się odstawaniu. Spustu produktów z pieca dokonuje się jednym otworem spustowym w kolejności: ołów srebrowy i kamień miedziowoołowiowy do form oraz żużel do kadzi. Otrzymany ołów srebrowy w ilości 2,9 Mg, o zawartości wagowej 98,0% Pb, 1,6% Ag i 0,2% Cu kieruje się do dalszego przetwarzania metodami elektrochemicznymi, dla oddzielenia srebra od ołowiu. Kamień miedziowo-ołowiowy w ilości 1,0 Mg, o zawartości wagowej 23,0% Pb, 0,6% Ag, 10,0% S, 25,0% Cu i 20,0% Fe poddaje się przetwarzaniu w piecu bębnowym lub dodaje się w procesie świeżenia kamienia miedziowego na miedź konwertorową. Pyły, w ilości 0,2 Mg, o zawartości wagowej 40,0% Pb, 0,03% Ag, 7,0% S1 1,0% Se zawraca się do procesu i okresowo wycofuje w celu odzyskania selenu. Żużel w ilości 1,5 Mg, o zawartości wagowej 0,6% Pb, 0,02% Ag i 0,4% Cu, poddaje się granulacji wodnej i gromadzi na składowisku.Resistance to electric arc furnace with a capacity of 3 m ^3, wherein the electrodes are immersed in a layer having a thickness of 150 mm, molten slag wsaduje out through an opening in the side wall, 0,08 Mg of granular copper slag, and 0.02 Mg coke breeze 1.0 Mg of silver slag with grain size above 30 mm. The power to the furnace is energized and the melting and reduction process begins. After the charge has partially melted, the previously prepared mixture is dosed evenly, in batches of 0.2-0.5 Mg through the hole in the furnace roof. During melting, coke breeze is gradually poured onto the liquid slag, in a total amount for the entire furnace volume - 0.10 Mg. After the charge has completely melted, the furnace power is turned off and the top is allowed to stand for 30 minutes. The products are drained from the furnace with one tapping hole in the following order: silver lead and copper-lead matte for molds and slag for ladle. The obtained silver lead in the amount of 2.9 Mg, with a weight content of 98.0% Pb, 1.6% Ag and 0.2% Cu, is sent for further processing by electrochemical methods to separate the silver from the lead. 1.0 Mg copper-lead matte with a weight content of 23.0% Pb, 0.6% Ag, 10.0% S, 25.0% Cu and 20.0% Fe is processed in a drum furnace or added in the process of refining copper matte to converter copper. Dusts, in an amount of 0.2 Mg, with a weight content of 40.0% Pb, 0.03% Ag, 7.0% S1 and 1.0% Se, are returned to the process and periodically withdrawn to recover selenium. Slag in the amount of 1.5 Mg, with a weight content of 0.6% Pb, 0.02% Ag and 0.4% Cu, is subjected to water granulation and collected in a landfill.

Departament Wydawnictw UP RP Nakład 90 egz. Cena 2,00 złPublishing Department of the Polish Patent Office. Circulation of 90 copies. Price PLN 2.00

Claims

Patent claims

1. The method of recovering non-ferrous metals, especially silver from slags from cupellation furnaces, consisting in mixing the silver slag from the cupellation furnace with fluxes and reducing agents, including the coke breeze, the mixture prepared in this way is loaded into an electric arc-resistance furnace and carried out the process of melting and reducing, followed by separately tapping silver lead, copper-lead matte and slag, characterized in that the flux is granulated copper slag in the amount of 10-30% by weight of the silver slag weight, and lead slag is used as the reducing agent in the amount of 5-20% by weight of the silver slag weight and the mixture thus prepared, preferably with a granulation of up to 30 mm, is dried to a moisture content of less than 5% and melted, while melting, up to 2% by weight of the silver slag, coke breeze, and after the charge has completely melted, about 30 minutes before tapping the products from the oven, the top is allowed to stand.

2. The method according to p. The method of claim 1, characterized in that prior to loading the mixture of silver slag with flux and reducer into the electric arc-resistance furnace, granulated copper slag in an amount up to 10% by weight, coke breeze in an amount up to 20% by weight and silver zuzel with a granulation of more than 30 mm are successively charged. in an amount not exceeding 20% by weight of each component of the mixture, respectively.