RU2208057C1 - Способ извлечения свинца из вторичного сырья - Google Patents
Способ извлечения свинца из вторичного сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2208057C1 RU2208057C1 RU2001135098A RU2001135098A RU2208057C1 RU 2208057 C1 RU2208057 C1 RU 2208057C1 RU 2001135098 A RU2001135098 A RU 2001135098A RU 2001135098 A RU2001135098 A RU 2001135098A RU 2208057 C1 RU2208057 C1 RU 2208057C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lead
- paste
- oxysulfate
- furnace
- melt
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к извлечению свинца из вторичного сырья, и может быть использовано при переработке отслуживших ресурс аккумуляторных батарей. Согласно изобретению на свинцовую ванну в отражательную печь непрерывно или периодически подается оксисульфатная паста, выделяемая при сепарационной разделке отработавших срок эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторов. Загрузка углеродсодержащего восстановителя с зольностью <1,0% и размером частиц <5 мм в количестве 6-7% к весу пасты осуществляется с противоположного конца печи на образующийся расплав оксисульфатной пасты. Толщина расплава оксисульфатной пасты поддерживается в диапазоне 20-50 мм в течение всей плавки. По мере накопления образующийся шлак снимается гребками через торцевое окно печи. Температура процесса восстановительной плавки 950-1050oС. Свинец, полученный в результате плавки, после кондиционирования и удаления с поверхности свинца оксидов отвечает марочному свинцу марки С2 или С3, обеспечивается повышение прямого извлечения свинца из оксисульфатной пасты и снижение расходов на переработку за счет исключения подачи флюсов. 1 табл.
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к извлечению свинца из вторичного сырья, и может быть использовано при переработке отслуживших ресурс аккумуляторных батарей.
В настоящее время свыше 50% свинца производится из вторичного сырья, в основном отработанных аккумуляторов. Значительная часть последних перед поступлением на плавку подвергается дроблению с последующим разделением на отдельные фракции: органическую, металлизированную и оксисульфатную пасту, содержащую свинец в оксидной форме (РbО, РbО2, PbSО4).
Обычно полученная паста сначала сушится (в ряде случае после предварительной операции выщелачивания с целью удаления серы), затем перерабатывается отдельно или совместно с металлизированной фракцией в различных печных агрегатах [Karl F. Lamm Secondary Lead. Erzmefall, 1998 (51), 6, s.438-455]:
- на заводах США широко распространена плавка оксисульфатной пасты совместно с восстановительными агентами и флюсами в отражательных печах с последующей переработкой полученных богатых шлаков в шахтной или электропечи;
- на заводах Европы преимущественно оксисульфатную пасту, предварительно смешанную с коксиком и флюсующими добавками (например, сода, известняк, кремнезем, железный скрап), плавят во вращающихся короткобарабанных или роторных печах, значительная часть свинца при этом теряется со шлаками. Последние в случае применения в качестве добавки соды нуждаются в отдельной переработке или специальном складировании из-за повышенной растворимости в воде.
- на заводах США широко распространена плавка оксисульфатной пасты совместно с восстановительными агентами и флюсами в отражательных печах с последующей переработкой полученных богатых шлаков в шахтной или электропечи;
- на заводах Европы преимущественно оксисульфатную пасту, предварительно смешанную с коксиком и флюсующими добавками (например, сода, известняк, кремнезем, железный скрап), плавят во вращающихся короткобарабанных или роторных печах, значительная часть свинца при этом теряется со шлаками. Последние в случае применения в качестве добавки соды нуждаются в отдельной переработке или специальном складировании из-за повышенной растворимости в воде.
На некоторых заводах СНГ применяется бессодовая плавка пасты в электропечи с совместной или раздельной загрузкой перерабатываемого материала, флюсов и твердого восстановителя на ванну шлакового расплава [Бессер А.Д. и др. Разработка и внедрение электротермической плавки аккумуляторного лома без использования соды, обеспечивающей экологические требования. Цветные металлы, 1996, 4, стр.53-55].
Во всех вышеописанных методах в плавильный агрегат вводятся флюсы для получения шлаковой массы заданного химического состава и с определенными физическими свойствами. Полагалось, что делается это с целью минимизации потерь при плавке свинца со шлаком и штейном (в случае переработки недесульфурированной пасты).
Добавка флюсующих материалов ведет к росту затрат на получение конечного металла, значителен переход свинца в шлако-штейновый расплав, что требует его дальнейшей переработки. Даже в случае получения отвального шлака при одностадийной плавке с большой массой шлака теряется до 10% поступающего на передел свинца.
Известна плавка вторичного свинецсодержащего сырья без использования флюсов.
Например, способ, согласно которому извлечение свинца из отходов ведут при температуре в печи 1050-1250oС совместным введением восстановительного агента и отработанных аккумуляторов или оксисульфатной пасты при энергичном перемешивании в течение всего процесса расплавления, расслаивания и химического восстановления отходов. Предпочтительнее используют поворотный конвертер Калдо с верхним дутьем, причем содержимое перемешивается за счет поворота печи [заявка ЕПВ 0132243, кл. С 22 В 13/00, 7/00, 1985].
Недостатком этого способа является большой расход восстановителя (16%) и получение свинца с высоким содержанием сурьмы и мышьяка, что в последующем требует значительных материальных и энергозатрат на его рафинирование.
Наиболее близким к заявляемому является способ переработки лома аккумуляторных батарей, по которому последний непрерывно загружается в реактор совместно с восстановителем. Плавку пасты влажностью до 10% проводят при температуре 900-1150oС (оптимально 950±20oC), в качестве восстановителя используют кокс или уголь в количестве ≤8% [заявка ЕПВ 0196800, кл. С 22 В 13/02, 7/00, 1986]. При плавке не используется известняк или сода. Расплавление и восстановление осуществляют при энергичной агитации загружаемого на свинцовую ванну материала путем подачи через погружную фурму смеси углеводородного топлива и воздуха (или кислорода), взятого в количестве меньше требуемого по стехиометрии для полного сгорания топлива. Получаемый свинец содержит <0,5% сурьмы.
Недостатком этого способа является низкое прямое извлечение свинца в металл (77%), большой выход шлака (7%), который содержит 55,7% свинца и может быть восстановлен избытком восстановителя до свинцово-сурьмяного сплава. Свыше 13% свинца от исходной загрузки уходит в газы и требуется его улавливание.
Задачей предлагаемого изобретения является создание экономичного способа переработки оксисульфатной пасты, полученной после разделки сернокислотных аккумуляторов, позволяющего повысить прямое извлечение свинца в металл до 93%. Резкое уменьшение степени перехода свинца при плавке в шлак и газы позволяет значительно сократить затраты на их дальнейшую переработку.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе извлечения свинца из вторичного сырья, содержащего оксиды свинца, например из оксисульфатной пасты, выделяемой при сепарационной разделке отработавших срок эксплуатации свинцово-кислотных аккумуляторов, включающем загрузку перерабатываемого материала и твердого восстановителя на ванну расплава и плавку в отражательной печи при температуре 950-1050oС с получением свинца, содержащего менее 0,5% сурьмы, согласно заявляемому изобретению перерабатываемый материал и твердый восстановитель загружают в печь на ванну расплава раздельно, а глубину слоя расплава оксисульфатной пасты на поверхности свинцовой ванны поддерживают в пределах 20-50 мм.
Сущность заявляемого способа заключается в следующем.
В результате проведенных исследований было установлено, что раздельная загрузка пасты и восстановителя препятствует значительному восстановлению сульфата свинца до сульфида с единомоментным превышением количества образовавшегося PbS, требуемого по реакции PbS+2PbO=3Pb+SO2, и как следствие образованию свинцового штейна, переходящего в шлак. Это приводит к повышению извлечения свинца в металл.
Кроме того, было установлено, что раздельная загрузка восстановителя на слой расплава позволяет снизить его расход за счет отсутствия контакта углерода восстановителя с атомарным кислородом, выделяющимся при нагреве загружаемой в печь пасты из присутствующего там диоксида свинца, что сказывается на экономичности способа.
Эксперименты показали, что процессу расплавления загруженной пасты, расслаивания и химического восстановления окисленного свинца углеродом восстановителя противопоказано перемешивание, так как процесс осуществляется в тонком слое окисленных соединений свинца за счет сил диффузии и гравитации. В результате отсутствия энергичного перемешивания и поддержания оптимальной толщины слоя расплава оксисульфатной пасты присутствующий в отходах свинец из оксидных форм восстанавливается до металла, а шлаковая масса не захватывает в съемы значительного количества металлического свинца, что приводит к снижению потерь металла со шлаком.
Экспериментально установлено, что оптимальной для увеличения прямого извлечения свинца в металл является толщина слоя расплава оксисульфатной пасты на поверхности свинцовой ванны, равная 20-50 мм. При толщине слоя менее 20 мм нарушается процесс восстановления коксиком поступающей в печь пасты с образованием металлического свинца из-за отсутствия достаточного количества жидкой фазы. При толщине слоя более 50 мм затрудняется восстановление оксидных соединений свинца в нижней части шлакового слоя восстановителем, располагающимся на поверхности шлака и расплавленной пасты, так как процесс по заявляемому способу идет только за счет диффузионных и конвективных сил и нет перемешивания. При этом уменьшается выход металла, падает его извлечение.
Изобретение поясняется следующими примерами.
Пример 1. Процесс осуществлялся на промышленной печи в течение трех месяцев.
В отражательную печь с размером пода 1,2•2,2 м2 на предварительно наплавленную свинцовую ванну подавалась оксисульфатная паста после разделки отработанных аккумуляторов состава: Рb - 68,0; S - 5,0; H2О - 10,0. Производительность печи по выплавляемому свинцу составляла 4 т/м2 сут. Загрузка беззольного углеродсодержащего восстановителя в количестве 7% к весу пасты осуществлялась с противоположного конца печи на образующийся расплав оксисульфатной пасты. Размер зерен восстановителя 5 мм. Печь отапливалась за счет сжигания солярового масла, футеровка печи - корундизовый кирпич.
В связи с наличием в поступающей на переработку оксисульфатной пасты некоторого количества шлакообразующих, а также за счет золы твердого восстановителя и размыва футеровки печи образовывалось незначительное количество шлакового расплава.
Шлака образовывалось очень мало, так как зольность используемого восстановителя составляла ≤1,0%, а содержание шлакующих в исходной пасте 1,2%. Оптимальная толщина расплава оксисульфатной пасты определялась экспериментально и поддерживалась в диапазоне 20-50 мм в течение всей плавки. По мере накопления образующийся шлак снимался гребками через торцевое окно печи. Температура процесса восстановительной плавки оксисульфатной пасты 950-1050oС.
Показатели процесса плавки оксисульфатной пасты представлены в таблице.
Свинец, полученный в результате плавки, после кондиционирования и удаления с поверхности свинца оксидов отвечает марочному свинцу марки С2 или С3.
Пример 2. В ту же отражательную печь загружалась оксисульфатная паста совместно с оборотной пылью, уловленной из отходящих газов при переработке оксисульфатной пасты, в количестве 5-6% к весу пасты. Расход восстановителя при плавке составлял 6-7% к совместному весу пыли и пасты. Температура процесса 950-1050oС. Все показатели процесса плавки были аналогичны предыдущему примеру. Сквозное извлечение свинца из пасты в черновой металл с учетом переработки оборотной пыли достигало 98,7%.
Таким образом, разработанный способ позволяет значительно повысить прямое извлечение свинца из вторичного сырья, например оксисульфатной пасты, и снизить расходы на переработку за счет исключения подачи флюсов.
Claims (1)
- Способ извлечения свинца из оксисульфатной пасты, включающий загрузку перерабатываемого материала и твердого восстановителя на ванну расплава и плавку в отражательной печи при температуре 950-1050oС с получением свинца, содержащего менее 0,5% сурьмы, отличающийся тем, что перерабатываемый материал и твердый восстановитель загружают в печь на ванну расплава раздельно, а глубину слоя расплава оксисульфатной пасты на поверхности свинцовой ванны поддерживают в пределах 20-50 мм.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001135098A RU2208057C1 (ru) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | Способ извлечения свинца из вторичного сырья |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2001135098A RU2208057C1 (ru) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | Способ извлечения свинца из вторичного сырья |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2208057C1 true RU2208057C1 (ru) | 2003-07-10 |
Family
ID=29211212
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2001135098A RU2208057C1 (ru) | 2001-12-26 | 2001-12-26 | Способ извлечения свинца из вторичного сырья |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2208057C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499062C2 (ru) * | 2011-05-05 | 2013-11-20 | Открытое Акционерное Общество "ТЮМЕНСКИЙ АККУМУЛЯТОРНЫЙ ЗАВОД" (ТАЗ) | Способ переработки свинецсодержащих продуктов, получаемых из лома отработанных автомобильных аккумуляторов |
CN104928499A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-09-23 | 吉林吉恩镍业股份有限公司 | 一种澳斯麦特炉喷枪点火的新方法 |
RU2693245C1 (ru) * | 2019-01-10 | 2019-07-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ восстановления свинца из оксисульфатных шламов аккумуляторных батарей |
CN112063846A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-11 | 太和县大华能源科技有限公司 | 一种废旧铅酸蓄电池回收用铅膏熔炼加工工艺 |
-
2001
- 2001-12-26 RU RU2001135098A patent/RU2208057C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2499062C2 (ru) * | 2011-05-05 | 2013-11-20 | Открытое Акционерное Общество "ТЮМЕНСКИЙ АККУМУЛЯТОРНЫЙ ЗАВОД" (ТАЗ) | Способ переработки свинецсодержащих продуктов, получаемых из лома отработанных автомобильных аккумуляторов |
CN104928499A (zh) * | 2015-07-08 | 2015-09-23 | 吉林吉恩镍业股份有限公司 | 一种澳斯麦特炉喷枪点火的新方法 |
CN104928499B (zh) * | 2015-07-08 | 2017-01-04 | 吉林吉恩镍业股份有限公司 | 一种澳斯麦特炉喷枪点火的方法 |
RU2693245C1 (ru) * | 2019-01-10 | 2019-07-01 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" | Способ восстановления свинца из оксисульфатных шламов аккумуляторных батарей |
CN112063846A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-11 | 太和县大华能源科技有限公司 | 一种废旧铅酸蓄电池回收用铅膏熔炼加工工艺 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5496392A (en) | Method of recycling industrial waste | |
CN108676942A (zh) | 一种含铁和或锌铅铜锡等物料与熔融钢渣协同处理回收方法 | |
CN102965510B (zh) | 低硫含铅二次物料和富铁重金属固废的还原固硫熔池熔炼方法和设备 | |
CN100475987C (zh) | 从含锌残渣中回收有色金属的方法和装置 | |
US5364447A (en) | Method of recycling hazardous waste | |
CN104263965B (zh) | 难处理金矿搭配含铅废渣原料富氧熔池熔炼回收金和铅的方法 | |
CN102433448A (zh) | 一种含锑锌铅精矿的冶炼方法 | |
US4940487A (en) | Process for utilizing of zinc-containing metallurgical dusts and sludges | |
CN102965509A (zh) | 处理废铅酸蓄电池胶泥与富铁重金属固废的方法及设备 | |
CN101509081A (zh) | 一种还原炉直接还原液态高铅渣工艺 | |
EP0132243B1 (en) | A method for recovering lead from waste lead products | |
US5467365A (en) | Process for the recovery of lead arising especially from the active material of spent batteries, and electric furnace intended especially for the use of the process | |
US8500845B2 (en) | Process for refining lead bullion | |
FI82076B (fi) | Foerfarande foer uppbearbetning av metaller innehaollande avfallsprodukter. | |
RU2208057C1 (ru) | Способ извлечения свинца из вторичного сырья | |
Blanpain et al. | Lead recycling | |
CN112143908B (zh) | 一种处理复杂金矿的冶炼工艺 | |
CA1275174C (en) | Secondary lead production | |
EP0196800B1 (en) | Secondary lead production | |
US4402491A (en) | Apparatus for reclaiming lead and other metals | |
CN110284009B (zh) | 一种铜锍吹炼方法及设备 | |
RU2094509C1 (ru) | Способ получения свинца из отходов | |
SU1006528A1 (ru) | Способ переработки вторичного свинцового сырь | |
CA2129441C (en) | Method of processing lead-bearing materials | |
CN114381606A (zh) | 针对铜冶炼含铅、锌中间产物的资源化无害化处理方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051227 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070520 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101227 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20111210 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131227 |