RU2692358C1 - Method of crude lead from bismuth refinement - Google Patents
Method of crude lead from bismuth refinement Download PDFInfo
- Publication number
- RU2692358C1 RU2692358C1 RU2018112337A RU2018112337A RU2692358C1 RU 2692358 C1 RU2692358 C1 RU 2692358C1 RU 2018112337 A RU2018112337 A RU 2018112337A RU 2018112337 A RU2018112337 A RU 2018112337A RU 2692358 C1 RU2692358 C1 RU 2692358C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lead
- calcium
- refining
- flux
- magnesium
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 29
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 8
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 8
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims abstract description 22
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims abstract description 19
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 18
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 16
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims abstract description 15
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 15
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 9
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 claims abstract description 8
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims abstract description 8
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims abstract description 8
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 7
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 3
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 abstract description 5
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 abstract description 2
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical class [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910000882 Ca alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000593 degrading effect Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical class [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N calcium nitrate Chemical compound [Ca+2].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O ZCCIPPOKBCJFDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Chemical class 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N potassium nitrate Inorganic materials [K+].[O-][N+]([O-])=O FGIUAXJPYTZDNR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000010333 potassium nitrate Nutrition 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B13/00—Obtaining lead
- C22B13/06—Refining
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к рафинированию свинца от висмута. The invention relates to non-ferrous metallurgy, in particular to the refining of lead from bismuth.
Обработка свинца кальцием с целью удаления из него висмута известна с 1917 года и позволяет, начиная с указанного времени, уменьшить содержание в нем висмута до менее чем 0,05%. Американский патент US 1428041 ГильомаКролла (GillaumeKroll), поданный в 1920 году, в котором уже было описано совместное использование кальция и магния с упомянутой целью, впоследствии дал жизнь способу Кролла-Беттертона (Kroll-Betterton), который еще широко используется в наше время. Он заключается в одновременном добавлении кусков кальция и слитков магния при соотношении 1/3 кальция на 2/3 магния, имеющих значительно более низкие плотности (1,5 для Са и 1,7 для Мg) по сравнению с плотностью свинца (10,5), что ведет к поддерживанию их на поверхности ванны и приводит к значительным потерям в результате окисления воздухом.The treatment of lead with calcium in order to remove bismuth from it has been known since 1917 and allows, starting from the indicated time, to reduce the bismuth content in it to less than 0.05%. US patent US 1428041 GuillaumeCroll (GillaumeKroll), filed in 1920, which has already described the joint use of calcium and magnesium with the aforementioned goal, later gave birth to the Kroll-Betterton method, which is still widely used today. It consists in the simultaneous addition of lumps of calcium and magnesium ingots at a ratio of 1/3 of calcium to 2/3 of magnesium, having significantly lower densities (1.5 for Ca and 1.7 for Mg) as compared to lead density (10.5) , which leads to their maintenance on the surface of the bath and leads to significant losses as a result of oxidation by air.
Средством уменьшения окисления кальция и магния является использование сплавов Мg-Са. Начиная с 1938 года, из американского патента US 2129445 (AmericanMetalCompany) известно о данной возможности и, в частности, описан сплав, содержащий 79,4% магния и 20,6% кальция. Европейский патент ЕР 343012 (Timminco) охраняет использование для данного применения сплава Мg-Са, содержащего от 65 до 75% магния. Однако использование сплава данного состава обладает тем неудобством, что не позволяет регулировать соотношение реагентов во время очистки.A means of reducing the oxidation of calcium and magnesium is the use of Mg-Ca alloys. Since 1938, from the US patent US 2129445 (AmericanMetalCompany) is known about this possibility and, in particular, describes an alloy containing 79.4% of magnesium and 20.6% of calcium. European patent EP 343012 (Timminco) protects the use of Mg-Ca alloy containing from 65 to 75% magnesium for this application. However, the use of an alloy of this composition has the disadvantage that it does not allow to adjust the ratio of reagents during cleaning.
Известен способ обезвисмучивания чернового свинца свинцовокальциевой лигатурой и магнием в котле с зонным обогревом, отличающийся тем, что процесс ведут под слоем флюса, состоящего из расплава солей хлоридов натрия, калия и кальция, взятых в соотношении 1:1:1, при температуре в верхней зоне котла 650-700°С. (Патент на изобретение 197958, приор. 13.03.1965 г., опубл. 09.06.1967 г.).There is a method of neutralizing the rough lead lead calcium ligature and magnesium in the boiler with zone heating, characterized in that the process is carried out under a layer of flux consisting of molten salts of sodium chloride, potassium and calcium, taken in a ratio of 1: 1: 1, at a temperature in the upper zone boiler 650-700 ° C. (Patent for invention 197958, prior. 03/13/1965, publ. 09/06/1967).
Для получения солевого флюса используют шлак от производства лигатуры и KCl. Флюс предохраняет от окисления свинец и дроссы. Данный способ обеспечивает повышенное извлечение чернового свинца. To obtain saline flux using slag from the production of ligatures and KCl. Flux protects lead and dross from oxidation. This method provides increased extraction of rough lead.
По совокупности существенных признаков и достигаемому результату принимаем техническое решение по патенту 197958 за прототип.The set of essential features and the achieved result we make a technical decision on the patent 197958 for the prototype.
Недостатком данного способа является высокая температура ведения процесса обезвисмучивания в котле 650-700°С, а также необходимость проведения пострафинировочной стадии очистки от примесей кальция и магния, что производят, например, с использованием широкоизвестной операции щелочного рафинирования (Вершинина, Е. П. Металлургия тяжелых цветных металлов. Красноярск :ИПК СФУ, 2009. – 388 с.). Процесс проводят в обычных рафинировочных котлах с добавкой щелочи (NaOH) и селитры (NaNO3), взятых в соотношении 1:1. При соотношении щелочь: селитра ниже 1:1 или выше 2:1 эффективность рафинирования резко падает. The disadvantage of this method is the high temperature of the process of de-icing in the boiler 650-700 ° C, as well as the need for a post-refining stage of purification from calcium and magnesium impurities, which is done, for example, using the widely known alkaline refining operation (Vershinin, E. P. Heavy metallurgy non-ferrous metals. Krasnoyarsk: IPK SFU, 2009. - 388 p.). The process is carried out in conventional refining boilers with the addition of alkali (NaOH) and saltpeter (NaNO 3 ), taken in a 1: 1 ratio. When the ratio of alkali: nitrate below 1: 1 or above 2: 1, the refining efficiency drops sharply.
Кальций, магний и сурьма обладают высоким сродством к кислороду и поэтому легко окисляются непосредственно селитрой, кислородом воздуха или глетом, образующимися при взаимодействии с жидким свинцом:Calcium, magnesium and antimony have a high affinity for oxygen and therefore are easily oxidized directly by nitrate, oxygen of the air or lithium produced during the interaction with liquid lead:
5Са + 2NaNO3= 5СаО + Na2O + N2 5Ca + 2NaNO 3 = 5CaO + Na 2 O + N 2
5Mg + 2NaNO3= 5MgО + Na2O + N2 5Mg + 2NaNO 3 = 5MgO + Na 2 O + N 2
2Sb + 4NaOH + 2NaNO3 = 2Na3SbO4 + N2 + 2H2O2Sb + 4NaOH + 2NaNO 3 = 2Na 3 SbO 4 + N 2 + 2H 2 O
Технический результат изобретения заключается в существенном снижении энерго- и трудозатрат процесса при использовании легкоплавких компонентов флюса, в том числе, за счёт уменьшения количества операций очистки чернового свинца до чистового. The technical result of the invention is to significantly reduce the energy and labor costs of the process when using low-melting flux components, including by reducing the number of operations to clean the rough lead to the finish.
Технический результат достигается решением технической задачи по созданию способа рафинирования чернового свинца от висмута свинцовокальциевой лигатурой и магнием в котле с зонным обогревом под слоем флюса, заключающегося в одновременном добавлении компонентов 1/3 кальция на 2/3 магния, характеризующегося тем, что процесс ведут под слоем расплава флюса, образованного введением щелочи и селитры, взятых в соотношении 1:1.The technical result is achieved by solving a technical problem to create a method for refining rough lead from bismuth with lead-calcium ligature and magnesium in a zone-heated boiler under a layer of flux, consisting in the simultaneous addition of 1/3 calcium components to 2/3 magnesium, characterized by the fact that the process is carried out under melt flux formed by the introduction of alkali and nitrate, taken in a 1: 1 ratio.
Кроме того, способ характеризуется тем, что процесс рафинирования от висмута проводят при низких температурах свинцового котла 400–420°С, а дальнейшие операции рафинирования происходят за счет экзотермических реакций окисления примесей и свинца с подъемом температуры ванны до 600–650°С.In addition, the method is characterized by the fact that the bismuth refining process is carried out at low temperatures of the lead boiler at 400–420 ° C, and further refining operations occur due to exothermic oxidation reactions of impurities and lead with the bath temperature rising to 600–650 ° C.
Кроме того, способ характеризуется тем, что весовое соотношение свинцово-кальциевых и щелочных компонентов рассчитывают таким образом, чтобы половина вводимых щелочных компонентов расходовались на связывание примесей, а вторая непрореагировавшая половина участвовала в процессе образования слоя флюса.In addition, the method is characterized by the fact that the weight ratio of lead-calcium and alkaline components is calculated in such a way that half of the added alkaline components are spent on the binding of impurities, and the second unreacted half is involved in the formation of a layer of flux.
Кроме того, способ характеризуется тем, что предлагаемая технология низкотемпературного флюсования при обезвисмучивании чернового свинца до чистового проводится в одну стадию.In addition, the method is characterized by the fact that the proposed technology of low-temperature fluxing when degrading the rough lead to the finishing one is carried out in one stage.
Сущность предлагаемого изобретения заключается в том, что в качестве слоя солевого флюса предлагается использование низкоплавких компонентов - селитры и щёлочи, вводимых в свинцовый расплав кальция и магния, в результате чего происходит предотвращение дальнейшего окисления свинца и дроссов, а также одновременное щелочное рафинирование сплава с образованием чистового свинца. Весовое соотношение компонентов рассчитывают таким образом, чтобы половина вводимых металлов (кальция и магния) расходовалось на связывание примесей по классической рецептуре Кролла-Беттертона, а вторая половина участвовала в процессе образование слоя флюса. При этом свинец разогревают до 400–420°С, на поверхность расплава при тщательном перемешивании загружают кальций с магнием, а затем щелочь и селитру. Щелочь и селитра имеют температуры плавления в диапазоне 300-320°С и сами по себе являются низкоплавкими соединениями. Однако за счет экзотермических реакций окисления примесей и свинца температура ванны поднимается до 600–650°С.The essence of the invention lies in the fact that as a layer of salt flux is proposed the use of low-melting components - nitrate and alkali, introduced into the lead melt of calcium and magnesium, resulting in preventing further oxidation of lead and dross, and the simultaneous alkaline refining of the alloy with the formation of lead. The weight ratio of the components is calculated in such a way that half of the injected metals (calcium and magnesium) is spent on the binding of impurities according to the classic Kroll-Betterton formulation, and the second half is involved in the formation of a flux layer. In this case, lead is heated to 400–420 ° C, calcium and magnesium are loaded onto the surface of the melt with thorough mixing, and then alkali and nitrate. Alkali and nitrate have melting points in the range of 300-320 ° C and are low-melting compounds themselves. However, due to the exothermic oxidation reactions of impurities and lead, the bath temperature rises to 600–650 ° C.
Таким образом, данный способ кроме низкотемпературного флюсования, позволяет обеспечить одностадийность при обезвисмучивании чернового свинца до чистового. Кроме того, по сравнению с рецептурой прототипа, где процесс ведут под слоем тугоплавкого солевого расплава солей хлоридов натрия при температуре 650-700°С, в заявляемом изобретении используются низкоплавкие соли, расплавление которых происходит в низком температурном диапазоне при 300-320°С.Thus, this method, in addition to low-temperature fluxing, makes it possible to ensure a single-stage process when degrading the rough lead to the finished one. In addition, compared with the recipe of the prototype, where the process is carried out under a layer of refractory salt melt of sodium chloride salts at a temperature of 650-700 ° C, low-melting salts are used in the invention, which melt in a low temperature range at 300-320 ° C.
Claims (4)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018112337A RU2692358C1 (en) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | Method of crude lead from bismuth refinement |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018112337A RU2692358C1 (en) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | Method of crude lead from bismuth refinement |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2692358C1 true RU2692358C1 (en) | 2019-06-24 |
Family
ID=67038121
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018112337A RU2692358C1 (en) | 2018-04-06 | 2018-04-06 | Method of crude lead from bismuth refinement |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2692358C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4052200A (en) * | 1975-08-19 | 1977-10-04 | The Broken Hill Associated Smelters Proprietary Limited | Process for debismuthizing lead |
| FR2514786A1 (en) * | 1981-10-20 | 1983-04-22 | Extramet Sa | Bismuth removal from molten lead - using mixt. of calcium-magnesium alloy granules, pref. of eutectic compsn. |
| WO1998059082A1 (en) * | 1997-06-23 | 1998-12-30 | Pechiney Electrometallurgie | Method for treating molten lead with calcium |
| WO2001079570A1 (en) * | 2000-04-13 | 2001-10-25 | Skw La Roche De Rame Sas | Method for eliminating bismuth from molten lead by adding calcium-magnesium alloys |
| RU2254389C1 (en) * | 2003-11-06 | 2005-06-20 | Чекушин Владимир Семенович | Method of electrochemical refining of lead from bismuth |
-
2018
- 2018-04-06 RU RU2018112337A patent/RU2692358C1/en active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4052200A (en) * | 1975-08-19 | 1977-10-04 | The Broken Hill Associated Smelters Proprietary Limited | Process for debismuthizing lead |
| FR2514786A1 (en) * | 1981-10-20 | 1983-04-22 | Extramet Sa | Bismuth removal from molten lead - using mixt. of calcium-magnesium alloy granules, pref. of eutectic compsn. |
| WO1998059082A1 (en) * | 1997-06-23 | 1998-12-30 | Pechiney Electrometallurgie | Method for treating molten lead with calcium |
| WO2001079570A1 (en) * | 2000-04-13 | 2001-10-25 | Skw La Roche De Rame Sas | Method for eliminating bismuth from molten lead by adding calcium-magnesium alloys |
| US20030121367A1 (en) * | 2000-04-13 | 2003-07-03 | Cyprien Maugras | Method for eliminating bismuth from molten lead by adding calcium-magnesium alloys |
| RU2254389C1 (en) * | 2003-11-06 | 2005-06-20 | Чекушин Владимир Семенович | Method of electrochemical refining of lead from bismuth |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| WO9859082 A,1 30.12.1998. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US3650730A (en) | Purification of aluminium | |
| US4099965A (en) | Method of using MgCl2 -KCl flux for purification of an aluminum alloy preparation | |
| NO115556B (en) | ||
| JP6481774B2 (en) | Molten iron dephosphorizing agent, refining agent and dephosphorizing method | |
| WO2003042418A1 (en) | Method for producing an aluminium-scandium foundry alloy and a flux for producing said aluminium-scandium foundry alloy | |
| EP0153914A1 (en) | A method for recovering the metal values from materials containing tin and/or zinc | |
| RU2692358C1 (en) | Method of crude lead from bismuth refinement | |
| JP2571561B2 (en) | Processing method for refining metals and alloys | |
| US4911755A (en) | Method for the refining of lead | |
| JP5707668B2 (en) | Hot copper decoppering method | |
| JP2017201048A (en) | Copper refining slag treatment method | |
| US1804054A (en) | Method of treating materials containing lead | |
| JPS587691B2 (en) | Steel manufacturing method | |
| US2760859A (en) | Metallurgical flux compositions | |
| RU2521930C1 (en) | Charge and method for electric-furnace aluminothermic production of ferroboron using it | |
| JPS6344813B2 (en) | ||
| RU2789641C1 (en) | Antimony gold cathode sludge processing method | |
| RU2675709C9 (en) | Method of obtaining magnesium-zinc-yttrium ligature | |
| JP5950103B2 (en) | Separation of precious metals and sulfate impurities | |
| US2350725A (en) | Process for recovering metals from steel slags | |
| CA1337579C (en) | Method for the refining of lead | |
| SU711141A1 (en) | Method of refining secondary aluminum | |
| RU2650656C1 (en) | Method for obtaining the magnesium-yttrium ligature | |
| RU2150523C1 (en) | Method of aluminothermic refining of dust-like zinc dross fraction | |
| JP2778854B2 (en) | Melting method of aluminum alloy |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| QB4A | Licence on use of patent |
Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20200707 Effective date: 20200707 |