RU2693670C1 - Method of processing silicate reduced slag by vacuum distillation, containing antimony, lead and silver - Google Patents

Method of processing silicate reduced slag by vacuum distillation, containing antimony, lead and silver Download PDF

Info

Publication number
RU2693670C1
RU2693670C1 RU2018116918A RU2018116918A RU2693670C1 RU 2693670 C1 RU2693670 C1 RU 2693670C1 RU 2018116918 A RU2018116918 A RU 2018116918A RU 2018116918 A RU2018116918 A RU 2018116918A RU 2693670 C1 RU2693670 C1 RU 2693670C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
lead
silver
antimony
mol
distillation
Prior art date
Application number
RU2018116918A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Алексей Анатольевич Королев
Александр Тимофеевич Крестьянинов
Константин Леонидович Тимофеев
Геннадий Иванович Мальцев
Тагир Миниханович Хафизов
Алексей Евгеньевич Тимашов
Original Assignee
Акционерное общество "Уралэлектромедь"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество "Уралэлектромедь" filed Critical Акционерное общество "Уралэлектромедь"
Priority to RU2018116918A priority Critical patent/RU2693670C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2693670C1 publication Critical patent/RU2693670C1/en

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B9/00General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
    • C22B9/04Refining by applying a vacuum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B11/00Obtaining noble metals
    • C22B11/02Obtaining noble metals by dry processes
    • C22B11/021Recovery of noble metals from waste materials
    • C22B11/023Recovery of noble metals from waste materials from pyrometallurgical residues, e.g. from ashes, dross, flue dust, mud, skim, slag, sludge
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B13/00Obtaining lead
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B30/00Obtaining antimony, arsenic or bismuth
    • C22B30/02Obtaining antimony
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B5/00General methods of reducing to metals
    • C22B5/02Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
    • C22B5/16Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes with volatilisation or condensation of the metal being produced
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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

FIELD: metallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to metallurgy of non-ferrous and precious metals and can be used in separation of Sb-Pb-Ag alloy components (reduced silicate slag). Successive stages of vacuum distillation are carried out at pressure 0.133–4.4 Pa and process time 10 hours. First, at distillation temperature of 896–1,250 K, antimony is sublimated by 99–99.9 mol% to obtain antimony condensate containing 1.81–63.3 mol% of lead and silver. Then, lead distillation is carried out at distillation temperature of 1,268–1,640 K at 94–98 mol% to obtain lead condensate containing 3.58–34.25 mol% of silver and vat silverized sediment. Content of silver in still residue is 96.42–65.75 mol%.
EFFECT: method ensures high degree of extraction of easily sublimate metals into gaseous phase and low content of hard sublimate metal-impurities in composition of obtained condensates.
1 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к области металлургии цветных и драгоценных металлов и может быть использовано при переработке вакуумной дистилляцией промпродукта -шлака силикатного восстановленного (ШСВ) от плавки шламов медеэлектролитного производства состава, мас. %: 48-50 Sb; 38-40 Pb; 1,5-2 Ag; 5-5,5 Cu; 1-2 As; 0,5-1 Sn;<0,3 S; 0,2-0,4 Ni; 0,02-0,05 Fe; 0,002-0,005 Zn.The invention relates to the field of metallurgy of non-ferrous and precious metals and can be used in the processing of vacuum distillation of the intermediate product - slag silicate reduced (ShSV) from melting sludge copper electrolyte production composition, wt. %: 48-50 Sb; 38-40 Pb; 1.5-2 Ag; 5-5.5 Cu; 1-2 As; 0.5-1 Sn; <0.3 S; 0.2-0.4 Ni; 0.02-0.05 Fe; 0.002-0.005 Zn.

В настоящее время для извлечения легколетучих сурьмы и свинца из состава полиметаллических сплавов используют методы высокотемпературной возгонки (дистилляция в ретортных печах, вакуумная дистилляция, плавка в электропечи, электролиз в расплавленных средах) с присущими им достоинствами и недостатками.Currently, to extract volatile antimony and lead from the composition of polymetallic alloys using high-temperature sublimation methods (distillation in retort furnaces, vacuum distillation, smelting in an electric furnace, electrolysis in molten media) with their inherent strengths and weaknesses.

При пирометаллургическом рафинировании чернового свинца очистка от мышьяка, сурьмы и олова основана на большем сродстве этих примесей к кислороду по сравнению со свинцом.In the pyrometallurgical refining of rough lead, the removal of arsenic, antimony, and tin is based on the greater affinity of these impurities for oxygen compared to lead.

В промышленности применяют два метода окислительного рафинирования свинца - продувкой свинцовой ванны воздухом в отражательных печах и окислением селитрой в присутствии едкого натра (щелочное рафинирование). Второй способ менее вредный и обеспечивает более высокое прямое извлечение свинца.In industry, two methods of oxidative refining of lead are used - blowing the lead bath with air in reflective furnaces and oxidizing with nitrate in the presence of caustic soda (alkaline refining). The second method is less harmful and provides higher direct lead extraction.

При щелочном рафинировании окислителем является кислород, который образуется при разложении селитры выше 308°С (581 К). Образующийся плюмбит натрия Na2PbO2 так же участвует в окислении примесей и способствует этому процессу. Арсенаты, анти-монаты и станнаты натрия (Na3AsO4, Na3SbO4, Na2SnO3) нерастворимы в свинце и образуют с едким натром щелочной плав.In alkaline refining, the oxidizing agent is oxygen, which is formed during the decomposition of nitrate above 308 ° C (581 K). The resulting sodium plumbite Na 2 PbO 2 also participates in the oxidation of impurities and contributes to this process. Arsenates, anti-monates and sodium stannates (Na 3 AsO 4 , Na 3 SbO 4 , Na 2 SnO 3 ) are insoluble in lead and form alkaline water with caustic soda.

По мере насыщения щелочного плава образующимися солями он густеет, что снижает эффективность рафинирования и усиливает захват капель свинца. После насыщения плава примесями до 20-24% его заменяют на новый. Продолжительность операции составляет 6-10 ч. Насыщенный примесями плав подвергают гидрометаллургической переработке с целью извлечения из него ценных компонентов и регенерации щелочи. В черном свинце после щелочного рафинирования остается ~0,02% сурьмы и не более чем по 0,01% мышьяка и олова [см. Пирометаллургическое рафинирование чернового свинца. Доступно на: https://sfadwood.ru/1698428/tovarovedenie/pirometallurgicheskoe_rafinirovanie_chernovogo_svintsa (обращение 19.02.2018)].As the alkaline melt is saturated with the formed salts, it thickens, which reduces the efficiency of refining and enhances the capture of lead droplets. After saturation of the melt with impurities up to 20-24%, it is replaced with a new one. The duration of the operation is 6-10 hours. Saturated with impurities, the melt is subjected to hydrometallurgical processing in order to extract valuable components from it and regenerate alkali. In black lead, after alkaline refining, ~ 0.02% antimony and no more than 0.01% arsenic and tin remain [see Pyrometallurgical refining of rough lead. Available at: https://sfadwood.ru/1698428/tovarovedenie/pirometallurgicheskoe_rafinirovanie_chernovogo_svintsa (appeal 02/19/2018)].

Недостатком указанного способа является относительно низкая селективность процесса разделения сурьмы и свинца.The disadvantage of this method is the relatively low selectivity of the separation process of antimony and lead.

Удаление сурьмы из свинцовых сплавов состава, мас. %: 3,5-4,5 Sb; 0,06 As; 0,045 Cu; 0,033 Sn; 0,014 Bi осуществляют окислительным методом - продувкой чернового свинца воздухом. После шести часов продувки при температуре 600°С (873 К) и расходе воздуха 8,3⋅10-6 м3/с зафиксировали наличие 0,39% сурьмы, после двух часов продувки при температуре 680°С (953 К) и расходе воздуха 24,9⋅10-6 м3/с ее содержание не превышает 0,0036%. Результаты исследования окислительного рафинирования чернового свинца свидетельствуют о том, что 80,7% сурьмы переходит в сурьмянистые плавы и 7,1% - в возгоны. После удаления сурьмы извлечение свинца в металл достигает 92,5% и 7% данного металла переходит в возгоны. Выход плавов составляет около 12% массы свинца. Они обогащены до 55,5% свинцом и до 28% сурьмой, что позволяет использовать их для получения сплавов свинца с высоким содержанием сурьмы. Установлено, что средняя скорость удаления сурьмы составляет 0,186%/ч, что в шесть раз выше, чем при щелочном рафинировании [см. Удаление сурьмы из чернового чернового свинца. Доступно на: http://www.rusnauka.com/24_NTP_2009/Tecnic/50461.doc.htm (обращение 19.02.2018)]Removal of antimony from lead alloys composition, wt. %: 3.5-4.5 Sb; 0.06 As; 0.045 Cu; 0.033 Sn; 0,014 Bi carry out an oxidizing method - blowing a rough lead with air. After six hours of purging at a temperature of 600 ° C (873 K) and an air flow rate of 8.3⋅10 -6 m 3 / s, the presence of 0.39% antimony was recorded, after two hours of purging at a temperature of 680 ° C (953 K) and consumption air 24.9⋅10 -6 m 3 / s, its content does not exceed 0.0036%. The results of the study of oxidative refining of rough lead indicate that 80.7% of antimony goes into antimony melts and 7.1% into sublimates. After removal of antimony, the extraction of lead into the metal reaches 92.5% and 7% of this metal goes into sublimates. The melt yield is about 12% of the mass of lead They are enriched to 55.5% lead and up to 28% antimony, which allows them to be used to produce lead alloys with a high content of antimony. It is established that the average removal rate of antimony is 0.186% / h, which is six times higher than with alkaline refining [see Removal of antimony from rough draft lead. Available at: http://www.rusnauka.com/24_NTP_2009/Tecnic/50461.doc.htm (appeal 02.19.2018)]

Недостатком указанного способа является относительно невысокая скорость удаления сурьмы и примесей кислородом воздуха. Кроме того, во время окислительного рафинирования образуется устойчивое соединение PbO⋅Sn2O3 с температурой кристаллизации 564°С (837 К), что требует добавления некоторого количество плавов предыдущей операции рафинирования.The disadvantage of this method is the relatively low rate of removal of antimony and impurities with oxygen. In addition, during oxidative refining, a stable PbO⋅Sn 2 O 3 compound is formed with a crystallization temperature of 564 ° C (837 K), which requires the addition of a certain amount of melts from the previous refining operation.

Известен способ переработки получаемой при обессеребрении свинца серебристой пены (см. патент 109280 RU, от 01.04.1957, опубликованный 01.01.1958 по кл. С22В 13/06, С22В 4/04).There is a method of processing obtained during the desulfurization of lead silvery foam (see patent 109280 RU, dated 04/01/1957, published 01/01/1958 under Cl. SBB 13/06, SB22B 4/04).

Недостатком указанного способа является проведение процесса в электрических печах, в которых телом сопротивления служит расплавленный шлак, а температура шлака регулируется изменением погружения электродов в расплав, что не позволяет точно устанавливать и поддерживать температуру процесса возгонки цинка и свинца.The disadvantage of this method is to conduct the process in electric furnaces, in which the body of resistance is molten slag, and the slag temperature is controlled by changing the immersion of the electrodes in the melt, which does not allow to precisely set and maintain the temperature of the sublimation process of zinc and lead.

Отгонку свинца и/или цинка при рафинировании медных и никелевых сплавов проводят при температуре свыше 950°С (1223 К) в вакуумной камере (133 Па) на протяжении 15-60 мин. Возгоны свинца и/или цинка конденсируют более холодным расплавленным свинцом - свыше 450°С (723 К), орошающим насадку конденсатора (см. патент 2490341 RU от 15.12.2011, опубликованный 28.08.2013 по кл. С22В 9/04; С22В 15/14).Lead and / or zinc are distilled off when refining copper and nickel alloys at temperatures above 950 ° C (1223 K) in a vacuum chamber (133 Pa) for 15-60 minutes. Sublimates of lead and / or zinc are condensed with colder molten lead — over 450 ° C (723 K), which irrigate the condenser nozzle (see patent 2490341 RU of 12/15/2011, published on 28.08.2013, c. C22B 9/04; C22B 15 / 14).

Недостатком указанного способа является относительно высокая температура процесса, способствующая переходу в газовую фазу значительного количества меди и/или никеля и снижающая селективность процесса возгонки свинца.The disadvantage of this method is the relatively high process temperature, facilitating the transition into the gas phase of a significant amount of copper and / or nickel and reducing the selectivity of the process of sublimation of lead.

При комплексной обработке и утилизации отходов выплавки драгоценных металлов ДМ, содержащих Si; Al; Pb; Cu; Au; Ag; Pt; Pd, после гидрометаллургического удаления кремния, меди, алюминия и плавления шлака выщелачивания в дуговой печи при 1100-1200°С (1373-1473 К) предусмотрена стадия вакуумной дистилляции для отделения свинца от ДМ (см. патент CN 107083486 (А) от 27.04.2017, опубликованный 22.08.2017, по кл. С22В 11/00; С22В 13/02; С22В 15/00; С22В 21/00; С22В 7/04).When complex processing and disposal of waste smelting precious metals DM containing Si; Al; Pb; Cu; Au; Ag; Pt; Pd, after hydrometallurgical removal of silicon, copper, aluminum and melting slag leaching in an arc furnace at 1100-1200 ° C (1373-1473 K), a vacuum distillation stage is provided for separating lead from DM (see CN 107083486 (A) from 27.04. 2017, published 08/22/2017, according to class С22В 11/00; С22В 13/02; С22В 15/00; С22В 21/00; С22В 7/04).

Недостатком указанного способа является относительно высокое остаточное содержание свинца в ДМ-концентрате.The disadvantage of this method is the relatively high residual lead content in the DM concentrate.

Переработку полиметаллического сплава, содержащего медь, серебро, свинец и сурьму, осуществляют дистилляцией в вакууме при давлении 0,1-1 мм рт.ст.(13,3-133 Па) сначала при температуре 1000°С (1273 К), а затем при 1350-1400°С (1623-1673 К) с последующей дистилляцией конденсата вторичной разгонки при 1100°С (1373 К). Это обеспечивает селективное извлечение металлов. Сущность способа заключается в том, что сплав, полученный при восстановлении шлаков от плавки шламов медеэлектролитного производства состава, мас. %: 16 Cu, 43 Pb, 24 Sb, 9 Ag, 4 Ni, подвергается ступенчатой дистилляции при давлении, 0,1-1 мм рт.ст. (13,3-133 Па) в следующем, порядке:The processing of a polymetallic alloy containing copper, silver, lead and antimony is carried out by distillation in vacuum at a pressure of 0.1-1 mm Hg (13.3-133 Pa), first at a temperature of 1000 ° C (1273 K), and then at 1350-1400 ° C (1623-1673 K) followed by distillation of the secondary distillation condensate at 1100 ° C (1373 K). This provides selective metal recovery. The essence of the method lies in the fact that the alloy obtained in the recovery of slag from smelting sludge copper electrolyte production composition, wt. %: 16 Cu, 43 Pb, 24 Sb, 9 Ag, 4 Ni, is subjected to step distillation at a pressure of 0.1-1 mm Hg. (13.3-133 Pa) in the following order:

- при 1000°С (1273 К) отгоняется сурьмянистый свинец, содержащий 4-6% сурьмы;- at 1000 ° С (1273 К) antimony lead, containing 4-6% antimony, is distilled;

вследствие прочной связи сурьмы с медью отгонка сурьмы незначительна и она, практически, полностью остается в сплаве;due to the strong connection of antimony with copper, the removal of antimony is insignificant and it almost completely remains in the alloy;

- остаток предварительной разгонки подвергается вторичной дистилляции при 1350 -1400°С (1623-1673 К) для отгонки сурьмы, вместе с которой отгоняется и серебро. Остаток от дистилляции, содержащий медь и никель, направляется на извлечение последних известными методами или применяется в качестве оборотного материала при огневом рафинировании меди;- the residue of the preliminary distillation is subjected to secondary distillation at 1350 -1400 ° C (1623-1673 K) to distill the antimony, with which silver is distilled. The residue from the distillation, containing copper and nickel, is directed to the extraction of the latter by known methods or is used as a circulating material in the firing refining of copper;

- конденсат вторичной разгонки, содержащий серебро и сурьму, подвергается дистилляции при 1100°С (1373 К) для отгонки сурьмы. Серебросодержащий остаток поступает на плавку сплава доре, а конденсат используется как товарный продукт.- the secondary distillation condensate containing silver and antimony is distilled at 1100 ° C (1373 K) to distill antimony. The silver-containing residue is fed to the smelting of the dore, and condensate is used as a commodity product.

Извлечение компонентов сплава в отдельные продукты составляет, % (от исходного количества):Removing the alloy components in individual products is,% (from the initial amount):

- сурьмянистый свинец: 100 Pb; 11 Sb;- antimony lead: 100 Pb; 11 Sb;

- сурьма металлическая: 73 Sb;- antimony metal: 73 Sb;

- медно-никелевый остаток: 94 Cu; 7 Ag; 9 Sb; 100 Ni;- copper-nickel residue: 94 Cu; 7 Ag; 9 Sb; 100 Ni;

- серебросодержащий остаток: 6 Cu; 98 Ag; 7 Sb- silver-containing residue: 6 Cu; 98 Ag; 7 Sb

[см. патент 241661 RU, от 10.02.1968, опубликованный 18.04.1969 по кл. С22В 7/00, С22В 9/04].[cm. patent 241661 RU, dated 10.02.1968, published 04/18/1969 on cl. C22B 7/00, C22B 9/04].

Недостатками указанного способа являются высокая температура вторичной возгонки, что значительно ограничивает круг материалов, применяемых для дистилляционных печей; относительно высокие содержания сурьмы в сурьмянистом свинце, медно-никелевом и серебросодержащем остатках.The disadvantages of this method are the high secondary sublimation temperature, which significantly limits the range of materials used for distillation furnaces; relatively high content of antimony in antimony lead, copper-nickel and silver-containing residues.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является возгонка компонентов сплавов Sb-Pb-Ag состава, мол. %: 16-77 Sb; 75-20 Pb; 9-3 Ag, полученных с использованием чистых сурьмы, свинца и серебра (99,99 мас. %) при давлении 1,33-133 Па, температуре 823-1073 К и продолжительности процесса ~1,67 ч (6000 с). Например, при вакуумной дистилляции сплавов Sb-Pb-Ag состава, мол. %: 55 Sb; 40 Pb; 5 Ag в интервалах температур Т=823-1073 и давлений Р=1,33-13,3 Па содержание компонентов в фазах составляет, мол. %:Closest to the proposed method to the technical essence and the achieved result is the sublimation of the components of Sb-Pb-Ag alloys composition, mol. %: 16-77 Sb; 75-20 Pb; 9-3 Ag, obtained using pure antimony, lead and silver (99.99 wt.%) At a pressure of 1.33-133 Pa, a temperature of 823-1073 K, and a process time of ~ 1.67 h (6000 s). For example, during vacuum distillation of alloys of Sb-Pb-Ag composition, mol. %: 55 Sb; 40 Pb; 5 Ag in the temperature ranges T = 823-1073 and pressures P = 1.33-13.3 Pa. The content of the components in the phases is mol. %:

- жидкая (кубовый остаток): 43,7-2,0 Sb; 51,3021-93,021 Pb; 4,9979-4,979 Ag;- liquid (vat residue): 43.7-2.0 Sb; 51.3021-93.021 Pb; 4,9979-4,979 Ag;

- газовая (возгоны): 76,77-60,2 Sb; 23,2279-39,779 Pb; 0,0021-0,021 Ag. Недостатком данного способа являются относительно невысокая температура процесса- gas (sublimates): 76.77-60.2 Sb; 23.2279-39.779 Pb; 0.0021-0.021 Ag. The disadvantage of this method is the relatively low process temperature.

и, как следствие, низкое содержание серебра в кубовом остатке.and, as a result, a low silver content in the bottom residue.

(см. КОРОЛЕВ А.А. и др. Кинетика испарения металлов из Sb-Pb-Ag сплава при вакуумной перегонке. Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия», N4, т. 17, 2017, с. 101-109). Общими недостатками технологических схем вакуумной дистилляции являются:(see Korolev A.A. and others. Kinetics of evaporation of metals from Sb-Pb-Ag alloy by vacuum distillation. SUSU Bulletin. Metallurgy series, N4, Vol. 17, 2017, p. 101-109). Common drawbacks of vacuum distillation technological schemes are:

- наличие, как правило, необоснованно высоких температур процесса на этапах последовательной возгонки сначала свинца, а затем сурьмы, приводящих к загрязнению продуктов возгона сурьмой;- the presence, as a rule, of unreasonably high temperatures of the process at the stages of successive sublimation first of lead, and then of antimony, leading to the contamination of the sublimate products of antimony;

- отсутствие осознанного выбора степени разряжения в системе, обеспечивающей разделение сурьмы и свинца, свинца и серебра;- the lack of a conscious choice of the degree of dilution in the system that ensures the separation of antimony and lead, lead and silver;

- невозможность прогнозировать состав образующихся продуктов возгона - конденсатов сурьмы и свинца, кубового остатка серебра, в зависимости от параметров процесса.- the inability to predict the composition of the resulting products of sublimation - condensates of antimony and lead, the cubic residue of silver, depending on the process parameters.

Технической задачей изобретения является повышение селективности процесса разделения сурьмы, свинца и серебра методом вакуумной дистилляции шлака силикатного восстановленного.An object of the invention is to increase the selectivity of the separation of antimony, lead and silver by vacuum distillation of slag silicate reduced.

Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе переработки СШВ вакуумной дистилляцией при оптимальных значениях температуры, давления и продолжительности процесса последовательно возгоняют сначала сурьму, затем свинец с получением соответствующих конденсатов и серебросодержащего кубового остатка.The technical result is achieved by the fact that in the proposed method of processing UWB by vacuum distillation at optimal values of temperature, pressure and process time, antimony is then first sublimated, then lead to produce the corresponding condensates and silver-containing VAT residue.

Предлагаемый способ позволяет снизить содержание относительно трудновозгоняемых свинца и серебра в Sb- и Pb-конденсатах, соответственно, и получить черновое серебро в кубовом остатке с заданным остаточным количеством сурьмы и свинца.The proposed method allows to reduce the content of relatively difficult to distill lead and silver in Sb and Pb condensates, respectively, and to obtain a draft of silver in the bottom residue with a given residual amount of antimony and lead.

Способ осуществляют следующим образом: эксперименты по возгонке компонентов Sb-Pb-Ag сплава состава, мол. %: 40,91 Sb; 19,0 Pb; 1,75 Ag; 7,89 Cu; 2,0 As; 0,72 Sn; <0,9 S; 0,36 Ni; 0,073 Fe; 0,006 Zn, проводили в лабораторной вакуумной печи. Остаточное давление в печи составляло 1-133 Па, температура 700-1500 К. Температуру измеряли Pt-100 термопарой, подключенной к цифровому измерителю температуры «ANTHONE LU-900 М» с погрешностью ±0,01 К; давление - датчиком «McLeod Gage» с точностью до 1% при р<300 Па.The method is as follows: experiments on the sublimation of the components of the Sb-Pb-Ag alloy composition, mol. %: 40.91 Sb; 19.0 Pb; 1.75 Ag; 7.89 Cu; 2.0 As; 0.72 Sn; <0.9 S; 0.36 Ni; 0.073 Fe; 0,006 Zn, was carried out in a laboratory vacuum furnace. The residual pressure in the furnace was 1-133 Pa, the temperature was 700-1500 K. The temperature was measured with a Pt-100 thermocouple connected to a digital temperature meter "ANTHONE LU-900 M" with an error of ± 0.01 K; pressure - by the McLeod Gage sensor with an accuracy of 1% at p <300 Pa.

В каждом эксперименте, 100 г Sb-Pb-Ag сплава помещали в графитовый тигель, который устанавливали в секции дистилляции вакуумной печи. Включали вакуумный насос, а затем нагрев печи, когда степень вакуума в печи достигала р<133 Па. После нагрева до заданного уровня (700-1500 К) температура остается постоянной в небольшом диапазоне. Цинк и/или свинец испаряются из расплава и быстро затвердевают в конденсаторе. Состав продуктов перегонки стабилизировался в зависимости от температуры и давления при продолжительности процесса 2-8 ч, которая постепенно увеличивается с понижением температуры перегонки Поэтому, в качестве времени окончания возгонки были выбраны 10 ч, чтобы гарантировать достижение фазового равновесие. Образцы для определения среднего содержания компонентов были подготовлены из полученных возгонов и остатков. Содержание компонентов сплавов в полученных продуктах вакуумной дистилляции было точно проанализировано (±0,01 мол. %) атомно-абсорбционным методом на спектрометре «GBC 933АВ Plus».In each experiment, 100 g of Sb-Pb-Ag alloy was placed in a graphite crucible, which was placed in the distillation section of a vacuum furnace. A vacuum pump was turned on, and then the furnace was heated when the degree of vacuum in the furnace reached p <133 Pa. After heating to a predetermined level (700-1500 K), the temperature remains constant in a small range. Zinc and / or lead evaporate from the melt and quickly solidify in the condenser. The composition of the distillation products stabilized depending on the temperature and pressure with a process time of 2-8 hours, which gradually increases with a decrease in the distillation temperature. Therefore, 10 hours were chosen as the time for the end of distillation to ensure phase equilibrium. Samples for determining the average content of the components were prepared from the sublimates and residues obtained. The content of alloy components in the obtained products of vacuum distillation was accurately analyzed (± 0.01 mol.%) By the atomic absorption method on a GBC 933AB Plus spectrometer.

Возгонка сурьмы: сущность предложенного способа видна из примеров, обобщенных и представленных в табл. 1.Sublimation of antimony: the essence of the proposed method is visible from the examples summarized and presented in table. one.

Figure 00000001
Figure 00000001

Например, равновесному составу жидкой фазы (кубовый остаток) xMe, мол. %: 90 (Pb+Ag); 10 Sb, при давлении 0,133-4,4 Па и температуре 788-962 К соответствует газовая фаза (конденсат) yMe, мол. %: 99,9473-99,723 Sb; 0,0527-0,277 (Pb+Ag).For example, the equilibrium composition of the liquid phase (vat residue) x Me , mol. %: 90 (Pb + Ag); 10 Sb, at a pressure of 0.133-4.4 Pa and a temperature of 788-962 K, there corresponds a gas phase (condensate) y Me , mol. %: 99.9473-99, 723 Sb; 0.0527-0.277 (Pb + Ag).

Для повышения отгонки сурьмы при неизменном давлении необходимо увеличить температуру процесса, что ведет к росту количества свинца и серебра в конденсате, а именно: равновесному составу жидкой фазы xMe, мол. %: 99,99 (Pb+Ag); 0,01 Sb, при давлении 0,133-4,4 Па и температуре 1060-1279 К соответствует газовая фаза yMe, мол. %: 13,0-5,4 Sb; 87,0-94,6 (Pb+Ag).To increase the distillation of antimony at constant pressure, it is necessary to increase the temperature of the process, which leads to an increase in the amount of lead and silver in the condensate, namely: the equilibrium composition of the liquid phase x Me , mol. %: 99.99 (Pb + Ag); 0.01 Sb, at a pressure of 0.133-4.4 Pa and a temperature of 1060-1279 K, there corresponds a gas phase y Me , mol. %: 13.0-5.4 Sb; 87.0-94.6 (Pb + Ag).

Таким образом, при возгонке из Sb-Pb-Ag сплава 90-99 мол. % сурьмы по предлагаемому способу в интервалах давления 0,133-4,4 Па и температуры 788-1122 К в сравнении с известным способом возгонки 56,3-98 мол. % Sb при Р=13,3-1,33 Па и Т=823-1073 К содержание металлов-примесей (Pb+Ag) в Sb-конденсате ниже в предлагаемом способе, мол. %: 0,0527-8,7 и 23,23-39,8, соответственно, (табл. 1).Thus, when distilled from Sb-Pb-Ag alloy 90-99 mol. % of antimony according to the proposed method in the pressure ranges of 0.133-4.4 Pa and temperatures of 788-1122 K as compared with the known sublimation method of 56.3-98 mol. % Sb at P = 13.3-1.33 Pa and T = 823-1073 K, the content of impurity metals (Pb + Ag) in Sb condensate is lower in the proposed method, they say. %: 0.0527-8.7 and 23.23-39.8, respectively, (Table 1).

Возгонка свинца: сущность предложенного способа видна из примеров, обобщенных и представленных в табл. 2.Sublimation of lead: the essence of the proposed method is visible from the examples summarized and presented in table. 2

Figure 00000002
Figure 00000002

Равновесному составу жидкой фазы (кубовый остаток) xMe, мол. %: 90 Ag; 10 Pb+Sb, при давлении 0,133-4,4 Па и температуре 1233-1505 К, соответствует газовая фаза (конденсат) yMe, мол. %: 98,33-94,5 (Pb+Sb); 1,67-5,5 Ag.The equilibrium composition of the liquid phase (vat residue) x Me , mol. %: 90 Ag; 10 Pb + Sb, with a pressure of 0.133-4.4 Pa and a temperature of 1233-1505 K, corresponds to the gas phase (condensate) y Me , mol. %: 98.33-94.5 (Pb + Sb); 1.67-5.5 Ag.

Для возрастания степени отгонки свинца и сурьмы при неизменном давлении необходимо увеличить температуру процесса, что ведет к росту количества серебра в конденсате, а именно: равновесному составу жидкой фазы xMe, мол. %: 99,0 Ag; 1,0 (Pb+Sb), при давлении 0,133-4,4 Па и температуре 1379-1680 К соответствует газовая фаза yMe, мол. %: 71,06-45,14 (Pb+Sb); 28,94-54,86 Ag.To increase the degree of distillation of lead and antimony at a constant pressure, it is necessary to increase the process temperature, which leads to an increase in the amount of silver in the condensate, namely: the equilibrium composition of the liquid phase x Me , mol. %: 99.0 Ag; 1.0 (Pb + Sb), at a pressure of 0.133–4.4 Pa and a temperature of 1379–1680 K, the gas phase y Me , mol. %: 71.06-45.14 (Pb + Sb); 28.94-54.86 Ag.

Таким образом, при возгонке компонентов Sb-Pb-Ag сплава по известному способу при Р=13,3-1,33 Па и Т=823-1073 К получен кубовый остаток, содержащий 8,43-57,3 мол. % серебра, что меньше предлагаемого способа (90-99 мол. % Ag), и Sb-Pb возгоны с 0,0052-0,023 мол. % Ag (табл. 2).Thus, when the sublimation of the components of Sb-Pb-Ag alloy by a known method at P = 13.3-1.33 Pa and T = 823-1073 K, a vat residue was obtained containing 8.43-57.3 mol. % silver, which is less than the proposed method (90-99 mol.% Ag), and Sb-Pb sublimates from 0.0052-0.023 mol. % Ag (Table 2).

Из приведенных данных видно, что в предлагаемом способе при последовательной возгонке из Sb-Pb-Ag сплава при низких значениях давления в системе (Р=0,133-4,4 Па) сначала сурьмы на 90-99,99 мол. %, (Т=788-1279 К) а затем остатков свинца и сурьмы на 90-99 мас. % (Т=1233-1680 К) при содержании свинца и серебра в Sb-конденсате (0,0527-94,6 мол. %) и содержании серебра в Pb-Sb конденсате (1,67-54,86 мол. % Ag) можно получить сурьмянистый конденсат и серебросодержащий кубовый остаток с более высоким содержанием Sb и Ag, соответственно, чем по известному способу.The data show that in the proposed method with a consistent sublimation of the Sb-Pb-Ag alloy at low pressures in the system (P = 0.133-4.4 Pa), first antimony at 90-99.99 mol. %, (T = 788-1279 K) and then the residues of lead and antimony at 90-99 wt. % (T = 1233-1680 K) with the content of lead and silver in Sb-condensate (0.0527-94.6 mol.%) And the content of silver in Pb-Sb condensate (1.67-54.86 mol.% Ag ) you can get antimony condensate and silver-containing VAT residue with a higher content of Sb and Ag, respectively, than by a known method.

Таким образом, использование предлагаемого способа разделения сурьмы, свинца и серебра из состава шлака силикатного восстановленного вакуумной дистилляцией позволяет:Thus, the use of the proposed method for the separation of antimony, lead and silver from the composition of the slag silicate reduced by vacuum distillation allows you to:

- регулировать степень выделения металлов (90-99,99 мол. %) из состава Sb-Pb-Ag сплава путем подбора соответствующих давления и температуры процесса;- to regulate the degree of excretion of metals (90-99.99 mol.%) from the composition of Sb-Pb-Ag alloy by selecting the appropriate pressure and temperature of the process;

- увеличить селективность процесса получения конденсатов сурьмы и свинца, кубового остатка серебра по металлам-примесям;- to increase the selectivity of the process of obtaining condensates of antimony and lead, the bottom residue of silver on metals-impurities;

- сделать процесс более экономичным за счет снижения температуры процесса дистилляции на этапе возгонки сурьмы при технически достижимом уровне вакуума.- to make the process more economical by reducing the temperature of the distillation process at the stage of sublimation of antimony at a technically achievable vacuum level.

Claims (1)

Способ переработки вакуумной дистилляцией шлака силикатного восстановленного (ШСВ), содержащего сурьму, свинец и серебро, включающий выделение из ШСВ сурьмы, свинца и серебра, отличающийся тем, что проводят последовательные стадии вакуумной дистилляции при давлении 0,133-4,4 Па и времени процесса 10 ч, при этом сначала при температуре дистилляции 896-1250 K возгоняют сурьму на 99-99,9 мол. % с получением сурьмяного конденсата, содержащего 1,81-63,3 мол. % свинца и серебра, после чего при температуре дистилляции 1268-1640 K возгоняют свинец на 94-98 мол. % с получением свинцового конденсата, содержащего 3,58-34,25 мол. % серебра и кубового серебросодержащего осадка, содержание серебра в котором составляет 96,42-65,75 мол. %.A method of processing by vacuum distillation of reduced silicate slag (SHSV) containing antimony, lead and silver, including the separation of antimony, lead and silver from SHSV, characterized in that they conduct successive stages of vacuum distillation at a pressure of 0.133-4.4 Pa and a process time of 10 hours while first, at a distillation temperature of 896-1250 K, antimony is sublimed by 99-99.9 mol. % to obtain antimony condensate containing 1,81-63,3 mol. % of lead and silver, and then at a distillation temperature of 1268-1640 K, lead is sublimated at 94-98 mol. % to obtain lead condensate containing 3.58-34.25 mol. % silver and silver bottoms sediment, the silver content of which is 96.42-65.75 mol. %
RU2018116918A 2018-05-07 2018-05-07 Method of processing silicate reduced slag by vacuum distillation, containing antimony, lead and silver RU2693670C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018116918A RU2693670C1 (en) 2018-05-07 2018-05-07 Method of processing silicate reduced slag by vacuum distillation, containing antimony, lead and silver

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018116918A RU2693670C1 (en) 2018-05-07 2018-05-07 Method of processing silicate reduced slag by vacuum distillation, containing antimony, lead and silver

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2693670C1 true RU2693670C1 (en) 2019-07-03

Family

ID=67252301

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018116918A RU2693670C1 (en) 2018-05-07 2018-05-07 Method of processing silicate reduced slag by vacuum distillation, containing antimony, lead and silver

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2693670C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114350967A (en) * 2021-12-23 2022-04-15 昆明鼎邦科技股份有限公司 Method for removing impurities by vacuum constant-temperature distillation of lead

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU109280A1 (en) * 1957-04-01 1957-11-30 И.И. Кершанский The method of processing obtained by desulphurization of lead silvery foam
CN104651627A (en) * 2015-02-05 2015-05-27 昆明鼎邦科技有限公司 Method for separating antimony from tin-antimony alloy by vacuum distillation
CN105087952A (en) * 2015-09-10 2015-11-25 昆明理工大学 Method for removing sulfur and gathering copper, silver and antimony from sulfur-containing multi-metal smelting slag through vacuum distillation
CN106916961A (en) * 2017-04-23 2017-07-04 江西省震宇再生资源有限公司 Vacuum drying oven produces thick silver process

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU109280A1 (en) * 1957-04-01 1957-11-30 И.И. Кершанский The method of processing obtained by desulphurization of lead silvery foam
CN104651627A (en) * 2015-02-05 2015-05-27 昆明鼎邦科技有限公司 Method for separating antimony from tin-antimony alloy by vacuum distillation
CN105087952A (en) * 2015-09-10 2015-11-25 昆明理工大学 Method for removing sulfur and gathering copper, silver and antimony from sulfur-containing multi-metal smelting slag through vacuum distillation
CN106916961A (en) * 2017-04-23 2017-07-04 江西省震宇再生资源有限公司 Vacuum drying oven produces thick silver process

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОРОЛЕВ А.А. и др. Кинетика испарения металлов из Sb-Pb-Ag сплава при вакуумной перегонке. Вестник ЮУрГУ. Серия "Металлургия", N4, т.17, 2017, с. 101-109. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114350967A (en) * 2021-12-23 2022-04-15 昆明鼎邦科技股份有限公司 Method for removing impurities by vacuum constant-temperature distillation of lead
CN114350967B (en) * 2021-12-23 2024-05-14 昆明鼎邦科技股份有限公司 Lead vacuum constant-temperature distillation impurity removal method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yazawa et al. Thermodynamics of removing impurities during copper smelting
US6290749B1 (en) Preparation of ultra-pure silver metal
JP6810887B2 (en) Separation and recovery methods for selenium, tellurium, and platinum group elements
BE1027001B1 (en) Improved tin production
RU2693670C1 (en) Method of processing silicate reduced slag by vacuum distillation, containing antimony, lead and silver
JP3838716B2 (en) Purification method of bismuth
RU2729521C1 (en) Method of extracting tin from crude lead with refining from impurities
EP3918097B1 (en) Improved method for producing high purity lead
Steinlechner Characterization and process development for the selective removal of Sn, Sb, As from anode slime obtained from electrolytic copper refining
BE1027016B1 (en) Improved combined production of lead and tin products
RU2698237C1 (en) Silvery foam processing method by vacuum distillation
US4054446A (en) Process for the refining of a metal sulfide melt
RU2692008C1 (en) Method of processing antimonic-tin concentrate by vacuum distillation
RU2386711C1 (en) Method refining silver-gold alloys
US3392011A (en) Method for removal of copper from lead
JPS6119718B2 (en)
RU2191835C1 (en) Method of processing lead wastes containing noble and rare metals
SU398654A1 (en) METHOD FOR PROCESSING ZINC-CONTAINING RAW MATERIALS
US68135A (en) Oscar -wasse
JPS62212B2 (en)
JP2720918B2 (en) How to recover indium from zinc alloy
RU2150520C1 (en) Method of processing zinc- and copper-containing lead cakes and dusts
From THE ECONOMICAL PURIFICATION OF ZINC CONTAINING IRON
US4410361A (en) Method for desilverizing and removal of other metal values from lead bullion
JPS62842B2 (en)