PL77934B2 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: 25.05.1970 (P. 140868) Zgloszenie ogloszono: 31.03.1973 Opis patentowy opublikowano: 12.05.1975 77934 KI. 40c, 7/06 MKP C22d7/06 Twórcywynalazku: Jan Sosin, Edward Klis, Jan Chmielowski, Jerzy Wolszakiewicz, Artur Wawrzak, Michal Kurtys, Tadeusz Siemek, Jerzy Godek Uprawniony z patentu tymczasowego: Przedsiebiorstwo Przerobu Wtórnych Metali Niezelaznych „Wtórmet" Radzionków (Polska) Sposób przetopu i rafinacji mieszanych odpadów i zlomu stopów niklowych Przedmiotem wynalazku jest przetapianie i rafinacja na drodze ogniowej w piecach elektrycznych, a zwlasz¬ cza lukowych lub plomiennych, mieszanych odpadów i zlomu stopów niklowych na stopy miedziowo-niklowe.Zlom niklu, jego stopów i odpady hutnicze zawierajace nikiel w dotychczasowej praktyce sortuje sie na odpowiednie gatunki i przetapia sie na stopy wstepne, które skladem chemicznym zblizone sa do odpowiednich stopów ujetych w normach.Z sortowania pozostaje jednak pewna ilosc zlomu, która nie kwalifikuje sie do zadnej z istniejacych grup i stanowi odpad, który w dotychczasowej praktyce zuzywany jest jako dodatek do wsadu w metalurgii niklu lub miedzi.Wady tej metody to: mieszanie surowca, jakim jest zlom, o wysokiej koncentracji miedzi i niklu w gra¬ nicach 20 do 90% wagowych z surowcami o niskiej koncentracji tych metali - 5 do 20% wagowych; przeprowa¬ dzanie metali zawartych w zlomie przez dlugi cykl produkcyjny jaki stosuje sie przy produkcji miedzi i niklu z surowców pierwotnych; zanieczyszczanie surowców miedziowych niklem a niklowych miedzia, gdyz odpadów zlomu stopów niklowych nie da sie rozdzielic na zawierajace tylko miedz lub nikiel.Przyczyny te powoduja, ze mieszane odpady zlomu stopów niklowych nie sa w ogóle zuzytkowane i zale¬ gaja na skladowiskach.Sposób wedlug wynalazku usuwa powyzsze trudnosci i pozwala na oddzielny bezposredni przetop i rafi¬ nacje mieszanego zlomu stopów niklowych z uzyskaniem stopu miedziowo-niklowego, który uzywac mozna do dalszego wyrobu stopów na bazie miedzi i niklu, lub stosowac jako rozpuszczalne anody w procesie rafinacji elektrolitycznej w roztworze kwasu siarkowego w celu wydzielenia metalicznej miedzi i niklu lub jego soli, stano¬ wiacych produkt handlowy.Warunkiem uprzydatnienia stopu miedziowo-niklowego, pochodzacego z przetopu mieszanych stopów nik¬ lowych, jest wydzielenie z niego przede wszystkim cynku i zelaza tak, aby powstal stop niklu z miedzia z mini¬ malna iloscia innych zanieczyszczen.Nieoczekiwanie okazalo sie, ze cel ten mozna w laiwy sposób osiagnac, jesli przed stopieniem zlomu na1 77 934 drodze recznej segregacji, rozdzieli sie zlom na zawierajacy dodatki cynku i dodatki zelaza. Reczne rozdzielenie zlomu nie jest operacja trudna do wykonania, ze wzgledu na calkowicie rózny charakter i wyglad zewnetrzny zlomu niklowego zawierajacego cynk i zlomu zawierajacego zelazo.Po rozdzieleniu zlomu najpierw przetapia sie frakcje zawierajaca cynk i w temperaturze 1300-1450°C odrafinowuje cynk przez odparowanie i odpedzenie go w postaci pylów do odpylni, a nastepnie stapia sie frakcje zanieczyszczona ze|azcm, przez co unika sie powstania trudnych do wyrafinowania ze stopu miedziowo-niklo- wego zwiazków zelaza z cynkiem, ze wzgledu na to, ze ich powinowactwo do tlenu w wysokich temperaturach bardzo zblizone jest do powinowactwa niklu do tlenu, oraz unika sie obnizenia preznosci par cynku na skutek powstania miedzymetalicznych faz posrednich, z zelazem, uniemozliwiajacych odrafinowanie cynku przez paro¬ wanie.Po stopieniu frakcji zlomu zanieczyszczonegoj zelazem przystepuje sie do usuwania zelaza przez swiezenie.Aby jednak proces utleniania przebiegl selektywnie to znaczy aby utlenialy sie domieszki a nie utlenial sie nikiel i miedz, nalezy powierzchnie kapieli pokrywac nastepujacym topnikiem: 10 do 20 a najlepiej 15 czesci CaO w postaci wapna palonego lub wapniaka i 100 czesci Si02 najlepiej w postaci piasku lub zlomu lamp radiowych zawierajacych szklo.Topnik ten nalezy systematycznie uzupelniac podczas procesu swiezenia tak, aby w powstajacym zuzlu porafinacyjnym zawartosc Si02 znajdowala sie w granicach 25 do 30% wagowych. Inne skladniki zuzla to CaO i powstajacy w procesie rafinacji FeO. Ponadto zuzel porafinacyjny zawiera nikiel i miedz w granicach kilku do kilkunastu procent wagowych.Po wyrafinowaniu stopu miedziowo-niklowego do zadanej czystosci, usuwa sie — przeznaczony do dalszej przeróbki — zuzel z powierzchni kapieli, a metal odlewa do odpowiednich form w zaleznosci od przeznaczenia.Zuzel uzyskany z procesu swiezenia poddaje sie redukcji w temperaturze 1400—1600°C, przy dodatku koksiku w ilosci okolo 2-8% wagowych i piasku w ilosci 5-20% wagowych od ilosci zuzla znajdujacego sie w piecu, jako czynnika obnizajacego aktywnosc zelaza i innych zanieczyszczen zawartych w zuzlu porafinacyj¬ nym.Uzyskany w procesie redukcji zuzel odpadowy usuwa sie z powierzchni kapieli a metal po swiezeniu usu¬ wajacym zelazo i inne zanieczyszczenia odlewa do odpowiednich form w zaleznosci od przeznaczenia.Blizsze objasnienie sposobu najlepiej ilustruje nastepujacy przyklad: Zlom przed przystapieniem do przetopu nalezy recznie rozdzielic na stopy miedziowo-niklowe zawierajace cynk i zelazo. Nastepnie do pieca elektrycznego a zwlaszcza lukowego lub plomiennego zagrzanego do tempe¬ ratury okolo 1300 do 1500°C zaladowac odpowiednia do pojemnosci pieca ilosc zlomu stopów niklowych zanieczyszczonych cynkiem i stopic. Po stopieniu zlomu przystapic do rafinacji metalu, od cynku, w tym celu nalezy na powierzchnie kapieli metalowej zaladowac okolo 1,5% wagowych, od ilosci znajdujacego sie w piecu metalu, drobnego koksu wielkosc ziarn koksu od 0-10 mm i ogrzewac metal do temperatury okolo 1400°C utrzymujac caly czas atmosfere redukcyjna. W ten sposób cynk z kapieli zostanie usuniety w postaci par, które nastepnie zostana ultenione i odprowadzone do odpylni.Po wyrafinowaniu tym sposobem cynku z kapieli do zawartosci okolo 1—2% wagowych nalezy przystapic do zaladowania do pieca pozostalej z wysortowania recznego czesci stopów niklowych zawierajacych zelazo i ogrzewac az do stopienia. Po stopieniu zaladowanej drugiej porcji zlomu, co nastepuje po osiagnieciu w piecu temperatury okolo 1400-1450°C nalezy przystapic do przeprowadzenia rafinacji koncowej. W tym celu nalezy zaladowac topnik na powierzchnie kapieli w ilosci okolo 2-4% wagowych od ilosci metalu znajdujacego sie w piecu, Topnik powinien skladac sie z wapna palonego lub wapniaka i piasku lub zlomu lamp radiowych o stosunku CaO : Si02 jak 15 :100.Po zaladowaniu topnika nalezy przystapic do swiezenia metalu przez przedmuchiwanie kapieli metalowej powietrzem lub innym sposobem zapewnic dostep srodka utleniajacego do metalu i w miare postepu procesu swiezenia dodawac dalsze porcje wyszczególnionego wyzej topnika, aby powstajace w wyniku procesu swiezenia tlenki zelaza tworzyly z topnikiem zuzel, w którym zawartosc Si02 miesci sie w granicach 25-30% wagowych.Kapiel metalowa swiezyc nalezy od momentu osiagniecia wymaganego obnizenia szkodliwych zanieczyszczen, a wiec cynku, zelaza, cyny, olowiu i tym podobnych.Dla okreslenia ilosci zanieczyszczen najlepiej posluzyc sie analiza spektrograficzna. Po osiagnieciu zadanej zawartosci zanieczyszczen nalezy natychmiast przerwac proces swiezenia, aby nie powodowac zbednych strat metalu i przystapic do usuniecia zuzla z powierzchni kapieli, w celu przygotowania wytopu do odlewu. Gotowy metal nalezy odlewac do wlewnic tak wyksztalconych aby umozliwily duzy skurcz w czasie krzepniecia. Po opróznieniu pieca z metalu mozna przystapic do na^epnego wytopu.77 934 3 Zuzel porafinacyjny zawierajacy nikiel i miedz, nalezy stopic w tych samych piecach i poddac procesowi redukcji w temperaturze 1400-1600°C, przy dodatku koksiku w ilosci 2-8% wagowych i piasku w ilosci 5-20% wagowych od ilosci zuzla znajdujacego sie w piecu.Uzyskany w procesie redukcji zuzel odpadowy nalezy usunac z powierzchni kapieli a plynny metal poddac rafinacji koncowej i procesowi odlewania w sposób wyzej opisany. PL

Claims (4)

1. Zastrzezeniapatentowe 1. Sposób przetopu i rafinacji mieszanego zlomu stopów niklowych, znamienny tym, ze stopy te przed przetopem segreguje sie recznie na frakcje zanieczyszczona cynkiem i frakcje zanieczyszczona zelazem, nastepnie stapia najpierw frakcje zanieczyszczona cynkiem iodrafinowuje cynk przez odparowanie w temperaturze 1300 do 1450°C, a nastepnie stapia frakcje zanieczyszczona zelazem i odrafinowuje zelazo przez swiezenie przy uzyciu topnika, w temperaturze 1350-1500°C, a uzyskany zuzel porafinacyjny redukuje sie w oddzielnym procesie przy uzyciu koksiku i topnika, w temperaturze 1400-1600°C.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do rafinacji stopów miedziowo-niklowych od zelaza uzywa sie topnika zlozonego z 10 do 20 a najlepiej 15 czesci wagowych CaO w postaci wapna palonego lub wapniaka i 100 czesci wagowych Si02, najlepiej w postaci piasku lub zlomu lamp radiowych zawierajacych szklo.
3. 3. Sposób wedlug zastrz. 1 i 2, znamienny tym, ze ilosci dodawanego topnika w procesie swiezenia stosuje sie w takich ilosciach aby zawartosc Si02 w powstajacym w czasie swiezenia zuzlu byla w granicach 25 do 30% wagowych.
4. 4. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do redukcji zuzli porafinacyjnych uzywa sie koksiku w ilosci 2-8% wagowych i piasku w ilosci 5—20% wagowych, od ilosci zuzla znajdujacego sie w piecu. PL