PL65090B1 - - Google Patents

Description

Opublikowano: 25.Y.1972 65090 KI. 40 a, 5/08 MKP C 22 b 5/08 UKD Wspóltwórcy wynalazku: Rolf Einar Malmstróm, Simo Makiprrtti, Olavi Aaltonen Wlasciciel patentu: Outokumpu Oy, Helsinki (Finlandia) Sposób siarkowania stopionego olowiu Przedmiotem wynalazku jest sposób siarkowa¬ nia stopionego olowiu, na przyklad do redukcji zuzli tlenku olowiu i/lub do usuwania miedzi z olo¬ wiu.Znany sposób usuwania miedzi z olowiu polega na doprowadzeniu elementarnej siarki, przy rów¬ noczesnym mieszaniu, to znaczy przez oziebienie metalu, wskutek czego tworza sie zanieczyszcze¬ nia w stanie stalym. Sposób ten jest klopotliwy, zwlaszcza przy wysokiej zawartosci miedzi w olo¬ wiu. Znane sa ponadto sposoby ciaglego usuwania miedzi.Wiekszosc tych sposobów polega na tym, ze ele¬ mentarna siarke, dodaje sie do olowiu, w stanie stalym badz tez plynnym. Siarka reaguje przede wszystkim z miedzia zawarta w olowiu. Siarka reaguje jednak równiez czesciowo z olowiem przy czym tworzy sie kamien olowiowo-miedziowy. Ja¬ ko materialy zawierajace siarke stosuje sie rów¬ niez blendy siarkowo-olowiowe i piryty.Czysty olów odprowadzany z pieca, majacy wy¬ soka temperature kieruje sie do nastepnego pieca, w którym oddziela sie miedz i gdzie dodaje sie siarke wzglednie material zawierajacy siarke.Okazalo sie nadzwyczaj trudne uzyskanie w ten sposób dobrego wspólczynnika wydajnosci, przez siarkowanie goracego stopu olowiu. Tlumaczy sie to nastepujaco. Temperatura stopionego olowiu moze osiagac 1400°C. W takiej wysokiej tempera¬ turze, zastosowane do tego celu materialy zawie- 10 25 rajace siarke maja tak duze cisnienie par, ze na¬ stepuje nagle parowanie i na powierzchni stopu tworza sie pecherzyki pary. Jezeli te materialy doda sie do goracego olowiu to, uwzgledniajac ich stosunkowo powolne rozpuszczanie sie, straty parowania sa niewspólmiernie duze. W wyniku róznych ciezarów wlasciwych olowiu i dodawanych materialów, parowanie nastepuje glównie bezpo¬ srednio na powierzchni stopu. Do usuniecia tej wady, konieczne jest zastosowanie specjalnych srodków.Przy stosowaniu materialów odparowujacych, zawierajacych siarke, na przyklad siarke elemen¬ tarna, okazalo sie, ze w lepkim stopie olowiu trud¬ no jest uzyskac pecherzyki zawieszone i dostatecz¬ nie male, które mialyby powierzchnie niezbedna do zetkniecia sie ze stopem olowiu, uwzgledniajac czas bedacy do dyspozycji.To samo odnosi sie do jeszcze innego znanego sposobu wprowadzania siarki do stopionych me¬ tali, przy którym stopiona siarke wprowadza sie do zbiornika zanurzonego w kapieli metalowej, przy temperaturze ponizej zakresu lepkosci. Zbior¬ nik ten jest otwarty ku górze, a ku dolowi jest zamkniety przez powierzchnie metalu, przy czym zbiornik utrzymywany jest w tej temperaturze, ponizej zakresu lepkosci siarki, w tym celu, aby wprowadzona siarka parowala i w postaci pary przechodzila przez metal.Ten sposób wymaga dodatkowego nakladu na 65 0903 i 65 090 4 oprzyrzadowanie razem z latwo ulegajacymi uszko¬ dzeniu urzadzeniami dozujacymi w postaci zawo¬ rów iglowych, sluzacych do doprowadzania stopa siarki utrzymywanej w stanie niskowiskozowym, do kapieli metalowej. Poza tym, ten sposób, ze wzgledu na swoje warunki, jest trudny do prze¬ prowadzenia w skali przemyslowej. Przede wszy¬ stkim musi byc zapewnione utrzymanie stopu siar¬ ki w temperaturze stanu niskowiskozowego. Poza tym, doprowadzanie stopu musi byc kontrolowane tak, aby nie dopuscic do tworzenia sie pecherzy¬ ków pary siarki na dolnym, zanurzonym w ka¬ pieli metalowej koncu rury, tworzacej komore do¬ prowadzajaca.Doprowadzanie stopu do rury zanurzonej w ka¬ pieli metalowej, musi byc kontrolowane tak, aby z jednej strony utrzymac styk pomiedzy siarka i stopem metalu wylacznie przez pare siarki, z drugiej jednak strony, unika sie za wysokiego cisnienia pary siarki, które prowadziloby do nie¬ pozadanego tworzenia sie pecherzyków pary.Z powyzszego wynika, ze istnieja duze trudnosci w uzyskaniu dobrego wspólczynnika wykorzysta¬ nia doprowadzanej siarki.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wymie¬ nionych opisanych niedogodnosci przez opracowa¬ nie skutecznego i ekonomicznego sposobu siarko¬ wania stopionego olowiu, na przyklad do redukcji zuzli tlenków olowiu i/lub usuwania miedzi z olo¬ wiu, przez dodanie siarki lub materialów zawiera¬ jacych siarke do stopu olowiu w piecu rafinacyj- nym, w którym w stopionym olowiu istnieje gra¬ dient temperatury.Cel ten zostal osiagniety przez opracowanie spo¬ sobu wedlug wynalazku polegajacym na tym, ze siarke wzglednie material zawierajacy siarke topi sie sam lub razem z olowiem, tworzac wstepna mieszanine i ta wstepna mieszanina jest dodawa¬ na do surowego olowiu, podgrzanego do odpowied¬ nio wysokiej temperatury w piecu rafinacyjnym lub poza piecem.Sposób wedlug wynalazku polega na osobnym wstepnym topieniu siarki lub materialu zawiera¬ jacego siarke razem z olowiem w odpowiedniej temperaturze, a nie na dodawaniu siarki lub ma¬ terialu zawierajacego siarke, na przyklad siarczku metalu, który powinien reagowac z tlenkiem olo¬ wiu w postaci zuzla, do rafinowanego goracego olo¬ wiu. W praktyce okazalo sie, to korzystne, ponie¬ waz mozna przy tym usuwac rózne, znajdujace sie w materiale zawierajacym siarke zanieczyszcze¬ nia, na przyklad materialy zuzlotwórcze. W ten sposób uzyskuje sie wstepny stop nadajacy sie do siarkowania wlasciwego olowiu surowego, lub tak zwany stop podstawowy o korzystnym skladzie, który nastepnie miesza sie osobno, lub razem z od¬ siarczanym goracym surowym olowiem i w ten sposób doprowadza sie do reakcji z zanieczyszcze¬ niami surowego olowiu.Dzieki odpowiedniemu skladowi wstepnej mie¬ szaniny, mozna znacznie polepszyc stopien dziala¬ nia siarkowania, w porównaniu ze znanymi spo¬ sobami. Okazalo sie równiez, ze przy odpowiednim skladzie i temperaturze siarczku olowiu, siarczku zelaza i stopionego olowiu, korzystnie dla podwyz¬ szenia rozpuszczania w stanie stopionym, oraz przy dodaniu tej wstepnej mieszaniny do surowego olo¬ wiu w odpowiednich warunkach, PbS zawarty we 5 wstepnej mieszaninie rozpuszcza sie dostatecznie szybko, aby uniknac odparowania.Zadaniem siarczku zelaza we wstepnym stopis jest zmniejszenie cisnienia par siarczku olowiu, to znaczy zmniejszenie jego odparowywania. Jest to szczególnie korzystne wówczas, gdy wstepna mie¬ szanine wprowadza sie do goracego olowiu. Oka¬ zalo sie takze, ze siarczek zelaza wplywa korzyst¬ nie na wydzielanie ze stopu olowiu wytworzone¬ go siarczku miedzi w postaci kamienia. Równo¬ czesnie siarczek zelaza zmniejsza zauwazalnie ilosc olowiu w kamieniu, w porównaniu ze znanymi spo¬ sobami.Stosowanie wstepnej mieszaniny do oczyszczania surowego olowiu przeprowadza sie korzystnie w piecu, w którym utrzymuje sie gradient tempera¬ tury tak, ze temperatura odbieranego olowiu jest bliska temperaturze topnienia olowiu, a utworzo¬ ny kamien usuwa sie z powierzchni stopu miedzi w stosunkowo wysokiej temperaturze.Wytwarzanie stopu wstepnego odbywa sie naj¬ korzystniej w podanym przykladzie wykonania wedlug wynalazku w ten sposób, ze stopiony czy¬ sty olów odbiera sie z pieca rafinacyjnego w punk¬ cie, w którym olów posiada temperature okolo 500 do 1400°C i doprowadza sie do osobnego reakto¬ ra mieszania w celu zmieszania z siarka wzgled¬ nie materialem zawierajacym siarke, lub tez moz¬ na postepowac w ten sposób, ze czysty olów pod¬ grzewa sie osobno do zadanej temperatury i mie¬ sza sie w reaktorze mieszania z siarka, wzglednie z materialem zawierajacym siarke otrzymujac wstepna mieszanine.Proces ten mozna przeprowadzac w reaktorze mieszania, przy czym powstaje wówczas miesza¬ nina wstepna, zawierajaca siarczki i stopiony olów.Ta wstepna mieszanina jest wprowadzana do pie¬ ca rafinacyjnego w odpowiednim punkcie (temp.), sama, lub razem z czystym olowiem, przy czym miedz znajdujaca sie w czystym olowiu reaguje z siarka w postaci siarczków i powstaje siarczek miedzi.Zmieszanie siarczku miedzi powoduje równiez reakcje z tlenkiem olowiu znajdujacym sie w pie¬ cu. Nastepuje redukcja tlenku olowiu na olów i dwutlenek siarki, wedlug nastepujacego wzoru: PbS+ 2Cu -^Cu2S+Pb PbS+ 2PbO - 3Pb+S02 Przy wytwarzaniu wstepnego stopu mozna stoso¬ wac jako srodki siarczkujace na przyklad elemen¬ tarna siarke, blyszcz olowiowy i piryt.Ponizej podany jest przyklad rafinacji olowiu sposobem wedlug wynalazku: Przyklad. Wstepna mieszanine przygotowu¬ je sie osobno i wprowadza sie ja razem z surowym olowiem do pieca. Wprowadzana ilosc czystego olo¬ wiu wynosi 2713 kg, przy czym zawartosc olowiu — 2550 kg i 163 kg miedzi, to znaczy 6% miedzi.Wprowadzana ilosc wstepnej mieszaniny wynosi 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6065 090 6 460 kg, w tym 93 kg siarki, 104 kg zelaza i 263 kg olowiu (Pb 57). Ogólna ilosc wprowadzanego do pieca wsadu wynosi wiec 3173 kg.Z opisanej ilosci uzyskuje sie olów w ilosci 2411 kg, o zawartosci 0,13°/o Cu, 0,02% siarki. Usu¬ nieta ilosc kamienia wynosi 439 kg, o zawartosci 10,5o/o Pb, 36,4°/o Cu, 25,7 siarki, 2,7°/o tlenu. Czas pracy pieca przy powyzszym przykla¬ dzie wynosi okolo 52 godziny. PL PL

Claims (4)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób siarkowania stopionego olowiu, na przyklad do redukcji zuzli tlenków olowiu i/lub ¦ usuwania miedzi z olowiu, przez dodanie siarki lub materialów zawierajacych siarke do stopu suro¬ wego olowiu w piecu rafinacyjnym, w którym istnieje gradient temperatury, znamienny tym, ze siarke, wzglednie material zawierajacy siarke topi sie sam lub razem z olowiem uzyskujac wstepna mieszanine, która wprowadza sie do czystego olo¬ wiu o odpowiednio wysokiej temperaturze, w pie¬ cu lub poza piecem.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze 5 wytwarzana wstepnie mieszanine ze stopionego w piecu rafinacyjnym czystego olowiu, w momencie, w którym olów posiada temperature okolo 500 do 1400°C, odbiera sie z pieca i doprowadza sie do reaktora mieszania, w celu zmieszania z siarka 10 wzglednie ze stopem zawierajacym siarke.

3. Sposób wedlug zastrz. 1 lub 2, znamienny tym, ze wstepny stop wprowadza sie do pieca w chwili, gdy temperatura stopu czystego olowiu wynosi okolo 500 do 1400°C, dzieki czemu zawarte we 15 wstepnym stopie siarczki metalu unosza sie w gó¬ re w najgoretszych czesciach stopu, gdzie reaguja z miedzia i/lub zuzlami.

4. Sposób wedlug zastrz. 1 do 3, znamienny tym, ze wstepny stop zawiera jako skladnik siarczek 20 zelaza, który powoduje oddzielanie miedzi od fazy kamienia i zmniejsza w niej zawartosc olowiu. PL PL