PL55670B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 3.YII.1968 55670 KI. 40 a, 15/00 MKP C22b UKD 669.33 45/ Janusz Paca- Tadeusz inz.Wspóltwórcy wynalazku: inz. Józef Szymanski, mgr inz, lowSki, inz. Artur Wawrzak, Wrorika, Tadeusz Nestorowicz Wlasciciel patentu: Zaklady Hutniczo-Przetwórcze Metali Niezelaznych „Hutmen", Wroclaw (Polska) Sposób uprzydatniania miedzi szybowej wtórnej do produkcji stopów miedzi cynowo-olowiowo-cynkowych lub cynowo-olowio- wych Przedmiotem wynalazku jest sposób uprzydat¬ niania miedzi szybowej wtórnej do produkcji sto¬ pów miedzi cynowo^owiowo^cynkowych lub cy- nowo-olowiowych.Wytwarzana w piecach szybowych miedz szylbo- wa wtórna z odpadów metalurgicznych i zlomów o duzym stopniu zanieczyszczenia posiada wago¬ wy sklad chemiczny: 5—16% Sn, 1—6% Pb, 0—0% Zn, 0—1,5% Ni oraz zanieczyszczenia mak¬ symalne 0,7% Sb, 3% Fe, 0,2% Si, 0,3% Al, 0,1% As, 0,001% Bi i 0,2% 02, reszte stanowi miedz.Miedz ta ze wzgledu na zbyt wysokie zanie¬ czyszczania nie moze byc bezposrednio stasowana do stopów normowanych i dlatego poddawana jest procesowi konfwertorowania. W procesie tym otrzymuje sie miedz konwertorowa zawierajaca minim'um 98,3% Ou, z równoczesnym usuwaniem Sn, Pb, Zn i Nli jako zanieczyszczen czesciowo do pylów, a czesciowo do zuzla.Dotychczas powszechnie na calym swiecie sstoso- wanym sposobem odzysku miedzi z metalurgicz¬ nych odpadów i zlomów o diulzym stopniu zanie¬ czyszczenia jest ich przerób1 w piecu szybowym na miedz szybowa, z której nastepnie w procesie konwen1xiiowania uzyskuje sie miedz konwertoro¬ wa.Ujemna cecha przedstawionego sposobu jest to, ze miedz z miedzi szylbowej odzyskiwana jest maksymalnie jedynie w 86% oraz, ze w trakcie 2 tego procesu miedzy innymi usuwana jest cyna, trzykrotnie drozsza od miedzi. Cyna przechodzi do m^lkowaritosciowych pylów, a czesciowo do zuzla lub w straty bezpowrotne. a Powazne te wady zostalja wyeliminowane calko¬ wicie przez, zastosowanie sposobu wedlug wyna¬ lazku.Celem niniejszego wynalazku jest uprzydatnie- nie miedzi szybowej wtórnej dla umozliwienia za- io stosowania jej, jako wsadu do produkcji brazów przy minimalnych stratach cyny, miedzi i olowiu lub cynku, z równoczesnym usuwaniem pozosta¬ lych skladników stanowiacych zanieczyszczenia dla tej grupy stopów, a zadaniem wynalazku jest 15 opracowanie procesu technologicznego do realizacji tego celu.Istota wynalazku polega na przetopieniu miedzi szybowej wtórnej pod pokryciem w temperaturze okolo lli50°C, i usunieciu z roztolpionej kapieli 20 szkodliwych zanieczyszczen stosujac w atmosferze redukcyjnej przy pomocy odpowiednio dobranych topników kolejno czynnosci nasiarczamia i utle¬ niania, ekstrakcje zuzlowa, odsiarczanie, utlenia¬ nie i odtteniainie, w wyniku czego otrzymuje sie 25 miedz zawierajaca jako zanieczyszczenie jedynie 0,5% Fe, 0,08%Sb, 0,05% Si, 0,005% Al, 0,05% P, 0,01% As i 0,001% Bi, co umozliwia bezposrednie zastosowanie jej do produkcji brazów odlewniczych cynowo-cynkowo-olowiowych lub olowiowo-cyno- so wych. 5567055670 3 Zgodnie z przedmiotem wynalazku otrzymana z pieca szybowego miedz szybowa wtórna o skla¬ dzie 5—16«/o Sm^ 1—6V* Pb, 0--6% Zn, 0—1,5% Ni oraz zanieczyszczania 0,7% Sb, 3% Fe, 0,2°/o Si, 0,3% Al, 0,1% Ais, 0,001% Bi, 0,2% Oz, reszta Ou, przetapia sie w piecu plomiennym, tyglowym lulb elektrycznym pod pokryciem suchego wegla drzewnego. Po stopieniu w temperaturze okolo 1150°C i wymieszaniu kapieli pdbiera sie próbke\- do analizy celem ustalenia zawartosci Fe i Sb, a nastepnie sciaga zebrany na powierzeni zuzel i przyste(puja,;do usuwania zanieczyszczeni Przy zawartosciach Fe powyzej 1,2%, a Sb po¬ wyzej 0,3% usuwa sie nadmiar zelaza i antyrnoou przez nasiarczenie kapieli za pomoca wprowadze¬ nia na jej powierzchnie topnika o skladzie siar¬ czek sodu lulb potasu i weglan sodu (Na2S hub K2S + Na2COa) zmieszany w stosunku 1:1 w ilosci 3—10% wagowych wsadu, w zaleznosci od zawar¬ tosci usuwany eh skladników; Kapiel miesza sie z roztopionym topnikiem w czasie 10—60 min. w zaleznosci od ilosci zawartego w kapieli zelaza i antymonu, utrzymujac temperature okolo 1200°C.Nastepnie zgarnia sie zuzel i przeprowadza proces utleniania pozostalej ilosci zelaza, aluminium, krzemu, fosforu i arsenu oraz ewentualnie cyniku pokrywaijac kapiel topnikiem utleniajacym o skla¬ dzie 20—60% azotanu potasu (|KlN08)t 5—30% chlo¬ ranu potasu (KOOj) i 10^50% tlenku miedzi (Cu^O) w Mosci 1—3% wagoiwych wtsadu, zaleznie od ilosci zawartych w .stopie zanieczyszczen. Czas rafinacji przy intensywnym mieszaniu kapieli z topnikiem zalezy od temperatury kapieli i zawarto¬ sci zanieczyszczen i wynosi 30—120 min. w tempe¬ raturach 1150—1300° C.Usuniecia z kapieli pozostalych tlenków doko¬ nuje sie metoda ekstrakcji zuzlowej, wprowadza¬ jac w miejsce pokrycia utleniajacego topnik oczy¬ szczajacy w skladzie 20—60% boraksu (Na2B407. 10H2O), 20—60% weglanu sodu, 10—40% piasku oraz 5—20% fluorytu, lacznie w ilosci 2—7% wa¬ gowych wsadu. Oczyszczanie prdwadzi sie przez wiazanie tlenków w zlozone krzemiany, gliniany 10 15 20 25 35 40 sodu oraz przez rozpuszczanie w topniku. Proces oczyszczania mozna przyspieszyc przez intensywne mieszanie kapieli lub skuteczniej jeszcze przez jej przedmuchiwanie gazem obojetnym na przyklad azotem.Pozostalosci siarki usuwa sie dodatikiem 0,02— 0,1% magnezu wprowadzanym na dno kapieli z równoczesnym jej podgrzaniem do temperatury *43<8)0C. Z tak wykonanej kapieli sciaga sie zuzel, pokrywa ja warstwa wegla drzewnego i odtlenia miedzia fosforowa w ilosci 0,02—0,06% wagowych fosforu od wsadu a nastepnie odlewa do form, lub tez po oznaczeniu skladu chemicznego kapieli uzupelnia skladnikami stopowymi w celu bezpo¬ sredniego otrzymania wymaganego stopu.Otrzymany po tych zabiegach stop posiada sklad chemiczny w granicach 5—14% Sn, 1—6% Pb, 0—3% Zn oraz maksymalne zanieczyszczenia 0,08% Sb, 0,5% Fe, 0,05% Si, 0,005% Al, 0,06% P, 0,01% As, 0,001% Bi, reszte stanowi miedz. Stop ten glównie w zaleznosci ód .zawartosci cyny uzupel¬ nia: sie zlomowymi skladnika stopowymi uzy¬ skujac w miare potrzeby brazy cynowo^cylnikowo- -olowiowe lulb cynowo-olowiowe.W przylpadku jednakze gdy z wykonanej analizy skladu chemicznego miedzi szylbowej wtórnej wy¬ nika, ze zawartosc Fe nie przekracza 1,2%, a Slb — 0,3% przedstawiony wyzej proces ulega uproszcze¬ niu w ten sposób, ze kapiel przykrywa sie topni¬ kiem o skladzie 60% boraksu, 30% weglanu sodu i 10% chlorku sodu, stanowiacych lacznie okolo 1,5% wagowych wsadu.Nastepnie kapiel przedmuchuje sie sprezonym po¬ wietrzem przez okres 10—30 min., sciaga zuzel, przykryfwa weglem drzewnym i odHenia dodat¬ kiem miedzi fosforowej w ilosci 0,1% wagowych fosforu od wagi wsadu. Po oznaczeniu skladu chemicznego kapieli uzupelnia sie ja wymagany¬ mi skladnikami stopowymi luib odlewa do form.Wykonane przykladowo sposobem wedlug wy¬ nalazku stopy brazu maja sMati chemiczny i wlas¬ nosci mechaniczne podane ponizej.Nazwa stopu braz cynowo- olowiowy braz cynowo- olowiowy br az' cy nowo-cy nko wo- olowiowy braz cynowo-cynkowo- olowiowy (spiz) Sklad chemiczny wg PN otrzymano wg PN < trzy m? no wg PN otrzymano wg PN otrzymano Cu reszt* 80,42 reszta 72,68 reszta 72,78 reszta 84,97 Sn 9-11 9,18 4-6 4,77 3,5-5,5 5,18 4-6 4,60 Zn do 0,5 0,36 do 0,5 0,48 2,0-6,0 4,71 4-6 5,01 Pb 9-11 9,04 123-26 23-28 14-20 17,05 4-6 4.56 Wlasnosci mechaniczne sredn. | piasek Rm kG/mm2 16,0 20,5 12 14,9 15 15,0 15,4 A 5$ 3 10,7 4 13,2 5 6,0 10,7 kokila 1 Rm kG/mm2 18 20,6 14 17,1 — 18,0 20,8 A5% 6 6,2 6 12,0 — 4,0 17,1 Jak to wynika z przedstawionych przykladowo danych, sposób wedlug wynalazku zamiast pola¬ czonego z duzymi stratami przerobu miedzi szy¬ bowej wtórnej na miedz, umozliwia znacznie ko¬ rzystniejsze zastosowanie jej bezposrednio do pro¬ dukcji brazów cynowo-cynkowo-olowiowyoh lub 45 cynowoK)lowiowych.55670 5 PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sjposób uprzydataiania miedzi szybowej wtórnej do produkcji stopów miedzi cynowo-olowiowo- -cynkowych luJb cynowo-olowiowych, znamien- 5 ny tym, ze miedz szybowa wtórna o skladce 5—16% Sn, 1—6°/o Pb, 0—0% Zn, 0—1,5% Ni oraz zanieczyszczeniach maksymalnych 0,7% Sb, 3% Fe, 0,2% Si, 0,5% Al, 0,1% As, 0,001% Bi, 0,2% 02, reszta miedz, przetapia sie pod pokryciem w 10 temperaturze okolo 1150°C, sciaga z kajpieli zu¬ zel i usuwa nadimiar zelaza i antymonu przez nasiarczanie za pomoca stanowiacej 3—10% wagowych wsadu mieszaniny siarczku sodu lufo potasu z weglanem sodu w stosunku 1 :1 w ig
2. 2. temperaturze okolo 1200°C, po czym zgarnia sie zuzel i prowadzi proces utleniania pozo¬ stalej ilosci zelaza oraz aluminium, krzemu, fosforu i arsenu lulb cynku stosujac topnik utleniajacy o skladzie 20—00% azotanu potasu, 20 5^30% chloranu potasu, 10—50% tlenku miedzi, stanowiacy lacznie okolo 3% wagi wsadu, w temperaturze 1150—1'300°C w czaisie 30—120 min. przy intensywnym mieszaniu kapieli, zgar¬ nia zuzel po czym usuwa sie tlenki metali przez 25 dodanie do kapielli topnika o skladzie 20—60% boraksu (Na2B407:10 H^O), 20—60% weglanu sodu, 10—40% piasku oraz 5—20% fluorytu, 6 stanowiacego lacznie 2—7% wagi wsadu, przy czym kapiel miesza sie mechanicznie lufo przez pirzedmuchiwanie gazem obojetnym, pozosta¬ losci zas siarki usuwa sie dodatkiem magnezu w ilosci 0,02—0,1% od wagi wsadu, wprowadza¬ nym ha dno kapieli z równoczesnym jej pod¬ grzaniem do temperatury 1300°C, zgarnia zuzel, pokrywa kapiel warstwa wegla drzewnego i od- tlenia miedzia fostforowa w ilosci 0,02—0,05% wagowych fosforu od wsadu i odlewa do form luJb tez po oznaczeniu skladu chemicznego ka¬ pieli uzupelnia skiadinikaimi stopowymi w celu bezposredniego otrzymania wymaganego sibopu. Odmiana sposobu wedlug zastrz. 1, majaca za¬ stosowanie w przypadku gdy w miedzi szybo¬ wej wtórnej zawartosc zelaza jest nizsza od 1,2%, a antymonu nizsza od 0,3%, znamienna tym, ze rafinacje prowadzi sie wylacznie przez przykrycie kajpieli topnikiem o skladzie 60% boraksu, 30% weglanu sodlu i 10% chlorku so¬ du, stanowiacych lacznie okolo 1,!5% wagowych wsadu, zgarnia zuzel, przykryfwa kapiel weglem drzewnym i odtlenia dodaUkiem miedzi fosfo¬ rowej w ilosci 0,1% wagowych fosforu od wsa¬ du, a po oznaczeniu skladu chemicznego uzu¬ pelnia skladnikami stopowymi lub odlewa do form. PL