UA102768C2 - Спосіб рафінування чорнового свинцю від міді - Google Patents
Спосіб рафінування чорнового свинцю від міді Download PDFInfo
- Publication number
- UA102768C2 UA102768C2 UAA201202771A UAA201202771A UA102768C2 UA 102768 C2 UA102768 C2 UA 102768C2 UA A201202771 A UAA201202771 A UA A201202771A UA A201202771 A UAA201202771 A UA A201202771A UA 102768 C2 UA102768 C2 UA 102768C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- lead
- iron
- copper
- powder
- sulfur
- Prior art date
Links
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 65
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 64
- 239000010949 copper Substances 0.000 title claims abstract description 64
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 58
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 78
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 53
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims abstract description 52
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 51
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims abstract description 51
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 39
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 36
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 24
- 229910000640 Fe alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims description 52
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 claims description 24
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 claims description 24
- 241000500881 Lepisma Species 0.000 claims description 9
- 239000012256 powdered iron Substances 0.000 claims description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 3
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 17
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 13
- RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N Sulphur dioxide Chemical compound O=S=O RAHZWNYVWXNFOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 9
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 8
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 8
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 7
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 6
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 6
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 5
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 5
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 5
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 4
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 3
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 239000002480 mineral oil Substances 0.000 description 3
- 235000010446 mineral oil Nutrition 0.000 description 3
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 2
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 2
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 239000003518 caustics Substances 0.000 description 2
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N copper monosulfide Chemical compound [Cu]=S BWFPGXWASODCHM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 229910052976 metal sulfide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000009423 ventilation Methods 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000005749 Copper compound Substances 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000796 S alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000000137 annealing Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 150000001880 copper compounds Chemical class 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000003925 fat Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007210 heterogeneous catalysis Methods 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 230000009916 joint effect Effects 0.000 description 1
- PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L lead sulfate Chemical compound [PbH4+2].[O-]S([O-])(=O)=O PIJPYDMVFNTHIP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000010907 mechanical stirring Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000010128 melt processing Methods 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 238000004663 powder metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000000197 pyrolysis Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 150000004763 sulfides Chemical class 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007306 turnover Effects 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Винахід належить до галузі кольорової металургії, а саме - способу рафінування чорнового свинцю від міді. Спосіб включає видалення міді у два етапи, на першому етапі виконують обезміднення свинцю ліквацією - охолодженням чорнового свинцю від 800-900 °С до 600-620 °С і зняттям сухих шлікерів, повторним охолодженням до 350-370 °С і зняттям жирних шлікерів, на другому етапі виконують тонке обезміднення чорнового свинцю сумішшю, що містить 12-18 мас. % порошку сплаву заліза або стільки ж порошку, що містить залізо, решта - порошкоподібна сірка, що вмішується в розплавлений свинець мішалкою, у кількості 0,8- на 1 тонну чорнового свинцю, при цьому сплав заліза має склад 93-97 мас. % заліза й 7-3 мас. % нікелю, а порошок, що містить залізо, має склад 93-97 мас. % порошкоподібного заліза й 7-3 мас. % порошкоподібного нікелю, другий етап проводять при температурі 350-390 °С. Винахід забезпечує зниження втрат свинцю за рахунок зниження його вмісту в шлікерах і зменшення викидів діоксиду сірки.
Description
Винахід належить до галузі кольорової металургії й може бути використаний для рафінування чорнового свинцю й свинцевого сплаву від міді.
Чорновий свинець, одержуваний тим або іншим методом, повинен піддаватися рафінуванню, тобто очищенню від цілого ряду домішок, основними з яких є: мідь, вісмут, олово, миш'як, сурма, срібло, кадмій, а також ряду інших. У цьому випадку питання йде про рафінування від міді (обезміднення).
Розглянемо спочатку способи-аналоги, звичайно використовувані для рафінування чорнового свинцю, одержуваного з первинної (рудної) сировини.
Відомий спосіб рафінування чорнового свинцю від міді в рафінувальних казанах, відповідно до якого на першій стадії обезміднення (попереднє обезміднення) чорновий свинець охолоджують від початкової температури виходу з печі 700-900 "С до температури 550-600 "С і знімають шумівкою "сухі" шлікери, що містять 10-30 мас. 9о міді й 50-70 мас. 96 свинцю, після чого в чорновому свинці залишається 0,5-0,6 мас. 95 міді, потім чорновий свинець охолоджують до температури 360-370 "С і знімають шумівкою "жирні" шлікери, багаті свинцем, при цьому вихід "жирних" шлікерів становить 2-3 мас. о від чорнового свинцю, на другій стадії обезміднення (тонке обезміднення) чорновий свинець охолоджують до температури 340-345 70 і, перемішуючи мішалкою, уводять сірку, що зв'язує мідь, після чого знімають шумівкою сульфідні шлікери, що містять 1-5 мас. 9о міді, 3-4 мас. 96 сірки, решта - свинець, при цьому вихід сульфідних шлікерів становить 2-5 мас. 95 від чорнового свинцю, після чого у свинці залишається менш 0,005 95 міді, а всі шлікери повертають у рафінувальні казани або на переробку в плавильні печі |Смирнов М.П. Рафинированиє свинца и переработка полупродуктов. М.: Металлургия, 1977. - 280 с. - див. С. 17.
Недоліком цього способу є занадто високий вміст свинцю у твердих продуктах ліквації - шлікерах, що призводить до виключення з виробництва більших кількостей свинцю й інших дорогих металів, і до багаторазового надходження цього свинцю на переробку, а виходить - до зайвих енерговитрат на рафінування. Крім того, процес обезміднення являє собою тривалий процес, що досягає за часом від 12 до 36 год. (у тому числі на другу стадію тонкого обезміднення від 2 до 4 год.) залежно від об'єму рафінувальних казанів.
Відомий спосіб рафінування свинцю від міді в рафінувальних казанах, що є вдосконаленням першої стадії вищеописаного (попереднього обезміднення - Смирнов М.П., С. 17), і відповідно до якого чорновий свинець змішують зі шлікерами, содою й піском, охолоджують від початкової температури 1000-1100 "С до температури 400-600 "С, зливають шлак (сплав оксидів) і потім зливають штейн, після чого в чорновому свинці залишається 0,5 мас. 95 міді, потім чорновий свинець додатково охолоджують і знімають шумівкою "жирні" шлікери, багаті свинцем, які повертають у рафінувальні казани, потім у чорновий свинець уводять сірку або сульфідизатор, що містить 14 мас. Фо сірки, 1-2 мас. 905 заліза, 60-65 мас. 96 свинцю, і вводять також кварцовий флюс, після чого зливають шлаки й потім зливають штейн. Це дає збільшення прямого витягу свинцю з 78,4 до 92,8 мас. 95 і зменшення вмісту у свинці міді до 0,1-0,2 мас. 95. Час рафінування свинцю становить 20-30 год. (Смирнов М.П. Рафинирование свинца и переработка полупродуктов. М.: Металлургия, 1977. - 280 с. - див. С. 47-63, 74.
Відомий спосіб рафінування свинцю від міді в рафінувальних казанах, що є вдосконаленням другої стадії вищеописаного (тонкого обезміднення - Смирнов М.П., С. 17), і відповідно до якого в чорновий свинець уводять сірку в розрахунку 1-1,2 кг на 1 тонну свинцю в 3-4 прийому, перемішуючи мішалкою, уводять тирсу, яка згоряє і розпушує шлікери й сприяє відновленню свинцю, знімають шумівкою сульфідні шлікери, що містять 0,3-7 мас. 9о міді, при цьому вихід сульфідних шлікерів становить 2-5 мас. від чорнового свинцю, після чого у свинці залишається менш 0,005 мас. 95 міді, а всі шлікери повертають у рафінувальні казани. Час рафінування свинцю становить 4-6 год. (Смирнов М.П. Рафинированиєе свинца и переработка полупродуктов. М.: Металлургия, 1977. - 280 с. - див. С. 85-87.|.
Недоліками зазначених способів попереднього й тонкого обезміднення є: - усе ще високий вміст свинцю в шлікерах, що передбачає виключення з виробництва свинцю й інших дорогих металів у лікери та до багаторазове надходження цього свинцю в рафінувальні казани, а виходить, до зайвих енерговитрат на рафінування.
Відомий спосіб рафінування свинцю від міді в рафінувальних казанах, що є вдосконаленням способу попереднього обезміднення, описаного в аналозі "Смирнов М.П. Рафинирование свинца и переработка полупродуктов. М.: Металлургия, 1977. - 280 с. - див. С.47-63", і відповідно до якого в чорновий свинець уводять сірку або сульфідизатор в кількості 1 мас. 95 від чорнового свинцю, що містить 14 мас. о сірки, 1-2 мас. 96 заліза, 60-65 мас. 90 свинцю, та вводять флюс у вигляді склобою кінескопів у кількості 0,5-2 мас. 96 від чорнового свинцю, бо перемішують і охолоджують його від початкової температури 1000-1100 "С до температури 450-
500 "С, зливають шлаки (сплав оксидів) і потім зливають штейн. Це дає істотне зниження втрат свинцю зі шлаками, співвідношення компонентів (БеО і 5іОг) в яких стає (БеО:5іО2)-1,5-2,5, причому в шлаках знижується вміст свинцю до 3,5-3,9 мас. 956, знижується вміст міді до 3,5- 4,1 мас. 95. Це також дає гарний поділ штейну й шлаків, зниження витрати палива, здешевлення по реагентах (замість піску й соди використовується склобой кінескопів) і істотне збільшення терміну служби рафінувальних казанів. Час рафінування свинцю становить 25-30 год. ЦА. с.
СРСР 1315506, 07.06.87).
Недоліком цього способу є відносно обмежена придатність, оскільки спосіб ефективний тільки для чорнового свинцю, що містить свинцю не менш 93 мас. 95, міді 1,5-3,5 мас. 95, вісмуту 0,2-0,3 мас. 95, сурми 0,2-0,4 мас. 95, заліза 0,015-0,030 мас. 95, сірки 0,35-0,80 мас. 95. Крім того, при такому способі доводиться знімати шлікери з високим вмістом свинцю, що передбачає виключення з виробництва свинцю й інших дорогих металів у шлікери, з наступними їхніми втратами.
Відомий спосіб рафінування свинцю від міді в рафінувальних казанах, що є вдосконаленням способу тонкого обезміднення, описаного в аналозі "Смирнов М.П. Рафинирование свинца и переработка полупродуктов. М.: Металлургия, 1977.-280 с. - див. с. 85-87", і відповідно до якого в чорновий свинець уводять розплавлену сірку й мінеральне масло (моторне, індустріальне, турбінне й ін.), причому кількість мінерального масла в цій суміші становить 0,5-2,5 мас. 95, а сірки - решта, після чого знімають шумівкою сульфідні шлікери, що містять 5-6 мас. 96 свинцю.
Це дає помітне зниження втрат свинцю зі шлікерами з 10 до 5-6 мас. 95 (А. с. СРСР 1063853, 30.12.83.
Недоліками цього способу є наступні: - на практиці має місце велика витрата сірки внаслідок її активного вигоряння, що призводить до викидів шкідливого діоксиду сірки в робочу зону й навколишнє середовище; - при уведенні в розплав мінерального масла внаслідок його піролізу утворяться органічні возгони, які при сполученні з киснем повітря займаються у повітроводах фільтрувальних установок і призводять до загоряння їх фільтрувальних елементів (рукавних або касетних фільтрів).
Відомий спосіб безперервного рафінування свинцю від міді у відпалювальній або електропечі, що є вдосконаленням способу попереднього обезміднення, описаного в аналозі "Смирнов М.П. Рафинирование свинца и переработка полупродуктов. М: Металлургия, 1977. - 280 сб. - див. С.47-63", і відповідно до якого чорновий свинець охолоджують від початкової температури 1000-1100 "С у зоні шлаків до температури 370-500 С у нижній зоні свинцю й, перемішують мішалкою. На кожні 100 т чорнового свинцю вводять соду 0,27 т, відновник (кокс) 0,15 т і сульфідизатор 8,1 т, що містить сірку, причому подачу сульфідизатору ведуть з розрахунку 0,22-0,24 кг сірки на 1 кг міді й 0,15-0,18 кг на 1 кг миш'яку при співвідношенні в чорновому свинці міді до миш'яку 1:(0,3-0,4), потім чорновий свинець охолоджують ще на 40 "С, у процесі плавки періодично зливають штейн, що містить 88,47 мас. 90 міді, після чого у свинці залишається 0,5 95 міді. Спосіб дозволяє істотно знизити настилоутворення (А. с. СРСР 648630, 25.02.79).
Недоліком цього способу є обмежена придатність, оскільки він виправданий тільки для чорнового свинцю, що містить значну домішку миш'яку, що утворить із міддю міцні тугоплавкі сполуки, які заповнюють об'єм казанів - відбувається настилоутворення, і понижують ефективність і продуктивність обезміднення. (Часто значний вміст домішки миш'яку зустрічається в чорновому свинці, одержуваному з первинної сировини, в основному - зі свинцевих концентратів.) Для чорнового свинцю, у якого співвідношення міді до миш'яку виходить за межі 1:(0,3-0,4), цей спосіб неефективний. Крім того, даний спосіб забезпечує видалення міді до її вмістів у чорновому свинці не більше 0,5 95 мас. і вимагає додаткової операції тонкого обезміднення.
Відомий спосіб рафінування свинцю від міді в рафінувальних казанах, що є вдосконаленням способу попереднього обезміднення, описаного в аналозі А. с. СРСР Мо 648630, і відповідно до якого на поверхню розплаву свинцю додатково завантажують глет (РБО) з розрахунку 0,2-0,3 кг на 1 кг міді в чорновому свинці при температурі штейно-шлакового розплаву 1150-1200 "С, що призводить до окиснення сірки киснем із глету й відновленню свинцю, а також збагачення штейну міддю. При цьому в обезмідненому свинці вміст свинцю досягав 94,4-94,7 мас. 95, що на 2,0 мас. 95 більше, ніж у способі А. с. СРСР Мо 648630, а вміст свинцю в штейні зменшувався до 15,1-16,5 мас. 95, вміст міді в штейні збільшувався до 44,6-46,1 мас. 95 ІА. с. СРСР 1116078, 30.09.84.
Недоліками цього способу є обмежена придатність і необхідність додаткової операції 60 тонкого обезміднення, як і у випадку способу по А. с. СРСР 648630.
Відомий спосіб рафінування свинцю від міді в рафінувальних казанах, що також є вдосконаленням способу попереднього обезміднення, описаного в аналозі А. с. СРСР
Мо 648630, і відповідно до якого сульфідизатор, що містить сірку, соду й відновник - коксик уводять під штейно-шпейзовий шар при масовому відношенні свинцю до суміші сульфідизатору, соди й коксика, рівному 1:(0,06-0,12), причому сульфідизатор, соду й коксик уводять у гранульованому вигляді. Це забезпечує захист сірки в сульфідизаторі від окиснення й віднесення газами, що відходять, яке підвищує ефективність обезміднення свинцю сіркою. При цьому вміст міді в штейні підвищується на 2,5-3,0 мас. 95, а свинцю в металі - на 0,9-1,1 мас. 95; вміст же міді в шлаках знижується до 0,5 мас. 9о, а свинцю - до 1,2 мас. 95 (А. с. СРСР 1138423, 07.02.85.
Недоліками цього способу є обмежена придатність і необхідність додаткової операції тонкого обезміднення, як і у випадку способу по А. с. СРСР 648630.
Відомий спосіб рафінування свинцю від міді в рафінувальних казанах, що є ще одним удосконаленням способу попереднього обезміднення, описаного в аналозі А. с. СРСР
Мо 648630, і відповідно до якого замість соди натрієвмісним реагентом використовують напівпродукт якісного рафінування свинцю - лужний плав, витрата якого залежить від вмісту міді в чорновому свинці й вмісту натрію в лужному плаву. При цьому відбувається значне здешевлення процесу за рахунок виключення дорогої соди й спрощення технологічного процесу (скорочення циркуляції свинцю на підприємстві на 2-3 95) за рахунок виключення операцій переробки лужного плаву в агломераційному й плавильному цехах (А. с. СРСР, 30.05.85).
Недоліками цього способу є такі ж технічні недоліки, як і в способі по А. с. СРСР Мо 648630, крім більш дорогої технології.
Відомий спосіб рафінування свинцю від міді в рафінувальних казанах, що також є вдосконаленням способу попереднього обезміднення, описаного в аналозі А. с. СРСР
Мо 648630, і відповідно до якого на поверхню розплаву свинцю додатково завантажують суміш клінкера зі свинцевим кеком (сульфатом свинцю), причому вміст кеку в суміші становить 1,4- 2,2 мас. 95 від чорнового свинцю. Це дає підвищення витягнення міді в штейн на 2,0-2,5 мас. 95, а також скорочує циркуляцію свинцю й міді в цеху, знижує вихід оборотів у вигляді шлікерів на 3-5 95 і зменшує настилоутворення ЦА. с. СРСР 1196402, 07.12.85).
Ко) Недоліками цього способу є обмежена придатність і необхідність додаткової операції тонкого обезміднення, як і у випадку способу по А. с. СРСР 648630.
Недоліки всіх представлених аналогів визначаються також загальною особливістю аналогів - тим, що вони застосовувалися або застосовуються, як правило, для чорнового свинцю, одержуваного з первинної (рудної) сировини. Але склад цього свинцю істотно відрізняється від складу чорнового свинцю вторинної переробки (див., наприклад, "Зайцев В.Я., Маргулис Е.В.
Металлургия свинца и цинка. М.: Металлургия, 1985. - С. 97 и Свинец вторичньій: Монография /
Бредихин В.Н., Маняк Н.А., Кафтаненко А.Я. Донецк: ДонГТУ, 2005. - С. 164"). Для такого свинцю більше ефективними є інші способи, один із яких ми беремо як найближчий аналог.
Отже, найбільш близьким до пропонованого винаходу, узятим як найближчий аналог, є спосіб рафінування чорнового свинцю від міді, відповідно до якого видалення міді проводять у два етапи: на першому етапі виконують обезміднення свинцю ліквацією - охолодженням чорнового свинцю від 800-900 до 600-620 "С і зняттям сухих шлікерів, повторним охолодженням до 350-370 "С і зняттям жирних шлікерів; на другому етапі виконують тонке обезміднення чорнового свинцю порошкоподібною сіркою, що вмішується в розплавлений свинець мішалкою в кількості 1-1,5 кг сірки на 1 тонну чорнового свинцю при температурі 340- 350 "С |Свинец вторичньій: Монография / Бредихин В.Н., Маняк Н.А., Кафтаненко А.Я. Донецк:
ДонГТУ, 2005. - с. 164-166".
Основними недоліками зазначеного способу є наступні: - високий вміст свинцю в шлікерах, одержуваних у ході другого етапу процесу обезміднення (тонкого обезміднення) - до 95 мас. 95, що пов'язане з підвищеним об'ємом сірки, яка вводиться в розплав, при цьому надлишок сірки реагує зі свинцем по реакції Ро-5--РЬ5, збільшуючи тим самим кількість свинцю в шлікерах. Крім того, підвищений вміст свинцю в шлікерах обумовлено низькою температурою розплаву (340-350 "С), що призводить до високої в'язкості свинцю й захоплюванню більших його об'ємів при ліквації сульфідів металів (свинцю й міді) на поверхню розплаву в шлікери; - підвищені викиди діоксиду сірки, що утворюються в результаті її вигоряння при уведенні в розплав, що знову ж пов'язане з підвищеним об'ємом сірки, яка уводиться.
Нами вирішувалася задача зниження втрат свинцю за рахунок зниження його вмісту в шлікерах і зменшення викидів діоксиду сірки.
Поставлена задача вирішувалася тим, що в способі рафінування чорнового свинцю від міді, відповідно до якого видалення міді проводять у два етапи, на першому етапі роблять обезміднення свинцю ліквацією - охолодженням чорнового свинцю від 800-900 "С до 600-620 "С і зняттям сухих шлікерів, повторним охолодженням до 350-370 "С і зняттям жирних шлікерів, на другому етапі виконують тонке обезміднення чорнового свинцю сумішшю, що містить порошкоподібну сірку, яку вмішують в розплавлений свинець мішалкою, відповідно до винаходу, кількість суміші додають 0,8-1,0 кг на 1 тонну чорнового свинцю, суміш складається з 12- 18 мас. 956 порошку сплаву заліза або стільки ж порошку, що містить залізо, решта - порошкоподібна сірка, при цьому сплав заліза має склад 93-97 мас. 95 заліза й 7-3 мас. 95 нікелю, а порошок, що містить залізо, має склад 93-97 мас. 96 порошкоподібного заліза й 7-
З мас. 95 порошкоподібного нікелю, другий етап проводять при температурі 350-390 "С.
Розкриємо суть винаходу. Уведення суміші порошкоподібної сірки з порошком сплаву заліза або з порошком, що містить залізо, дозволяє зменшити об'єм порошкоподібної сірки, що вводиться в розплав, за рахунок підвищення ефективності спільного впливу, який рафінує, на розплав чорнового свинцю сірки й порошку сплаву заліза або порошку, що містить залізо, тим самим знижуючи втрати свинцю у вигляді його сульфідів у шлікерах. По цій же причині можливо підвищити температуру тонкого обезміднення без погіршення якості процесу, а це зменшує в'язкість свинцю й приводить до зменшення захоплення свинцю в шлікери при ліквації сульфідів металів. Усе разом дає необхідний технічний результат зниження втрат свинцю й зменшення викидів діоксиду сірки. Ефект підвищення рафінуючого впливу сірки разом з порошком сплаву заліза або порошком, що містить залізо, пояснюється, імовірно, наступним. У розплав чорнового свинцю неминуче попадає кисень повітря, особливо при роботі мішалки й вмішуванні суміші свинцю з сіркою. З киснем почне активно реагувати порошок сплаву заліза або порошок, що містить залізо, оскільки залізо має більшу спорідненість до кисню, ніж свинець і мідь. Реакція окиснення сплаву заліза або порошку, що містить залізо, призведе до активізації реакції сполуки міді із сіркою, як за рахунок локального підвищення температури в чорновому свинці, так і за рахунок каталітичного впливу нікелю. Під впливом кисню першим активно буде окиснюватися залізо, а нісель буде окиснюватися менш активно. При цьому первісне окиснення заліза охороняє від передчасного окиснення нікель, зберігаючи тим самим його каталітичну здатність
Зо на час проходження реакцій видалення міді. По окиснюванні заліза наступним окиснеться нікель. Залізо й нікель перейдуть у шлаки. А мідь з'єднається із сіркою й перейде в шлікери.
Локальне підвищення температури в розплаві чорнового свинцю буде відбуватися тільки поблизу часток порошку сплаву заліза або порошку, що містить залізо, і тому не сильно вплине на середню температуру розплаву. Середня ж температура розплаву буде регулюватися пальниками рафінувального казана. Зате саме в локальній області часток порошку заліза або порошку, що містить залізо, активізується корисна реакція сполуки (з'єднання) міді із сіркою.
Каталітична активність нікелю добре відома по практиці гідрогенізаційних процесів (гідроочищення або гідрообезсірчення) різних нафтових фракцій у нафтопереробній промисловості, по практиці органічного синтезу (реакцій гідрування, гідрогенізації жирів та ін.) в органічній хімії, причому нікель використовується як у металевому вигляді, так і у вигляді оксидів. У нашому випадку частина нікелю буде присутня у вигляді оксидів. Механізм каталітичної дії нікелю і його оксидів на корисну реакцію сполуки міді із сіркою не цілком ясний, але загалом мова йде про гетерогенний каталіз. При цьому атоми міді перебувають у розплаві свинцю, а молекули каталізатора у твердій фазі в порошку.
Ми думаємо, що у випадку присутності в суміші нікелю прискорюється адсорбція (хемосорбція) молекул міді на каталізаторі.
Якщо кількість суміші, що містить порошкоподібну сірку, буде менш 0,8 кг на 1 тонну чорнового свинцю, то значно знизиться ефективність обезміднення чорнового свинцю; якщо ж суміші буде більше 1,0 кг на 1 тонну чорнового свинцю, то виникне надлишок сірки, що призводить до підвищених втрат свинцю в шлікери й збільшенні викидів діоксиду сірки при тих же результатах операції рафінування. Співвідношення: 12-18 мас. 95 порошку сплаву заліза або стільки ж порошку, що містить залізо, решта - порошкоподібна сірка, це співвідношення підібране з розрахунку, що залізо й нікель активізують реакцію сполуки (з'єднання) міді із сіркою.
Якщо порошку сплаву заліза або порошку із залізом буде менш 12 мас. 95 або, навпаки, більше 18 мас. 95, то в обох випадках порушується оптимальна пропорція з порошкоподібною сіркою: або не буде забезпечено необхідного об'єму металевого порошку для каталітичного впливу, або внаслідок дефіциту сірки не забезпечується необхідний додатковий розігрів розплаву для ефективного каталітичного впливу металевого порошку й видалення міді в повному об'ємі.
Співвідношення: сплав заліза включає 93-97 мас. 95 заліза й 7-3 мас. 95 нікелю, а порошок, що 60 містить залізо, включає 93-97 мас. 96 порошкоподібного заліза й 7-3 мас. 96 порошкоподібного нікелю, це співвідношення також підібране з розрахунку оптимального впливу заліза й нікелю на прискорення реакції сполуки міді із сіркою. Якщо заліза буде менш 93 мас. 95, то буде мати місце швидке окиснення нікелю, що знижує його каталітичний вплив, а якщо заліза буде більше 97 маб. 95, то на частку каталітично активного нікелю залишиться занадто мала кількість, що різко знизить ефективність обезміднення.
Температура другого етапу обезміднення підібрана, виходячи з необхідності витримати достатню ефективність реакції обезміднення й знизити в'язкість розплаву чорнового свинцю.
Якщо температура розплаву буде нижче 350 С, те неприпустимо підвищиться в'язкість розплаву; при температурі розплаву вище 390"С ефективність реакцій обезміднення залишається незмінною, але при цьому потрібна більша витрата енергоресурсів на підтримку температури.
Запропоноване технічне рішення може бути використане на підприємствах з виробництва вторинного свинцю й свинцевих сплавів.
Заявлений спосіб реалізується таким чином. Після проведення першої стадії процесу обезміднення - видалення міді ліквацією, температуру розплаву в рафінувальному казані встановлюють у діапазоні 350-390. Після зняття шлікерів першого етапу в казан установлюють мішалку, за допомогою якої перемішують розплав зі швидкістю, необхідною для утворення лійки. Підготовлену порошкову суміш засипають порціями в лійку. Загальна кількість суміші розраховується зі співвідношення 0,8-1,0 кг суміші на 1 тонну чорнового свинцю. Після уведення кожної порції суміші знімають шлікери. Час проведення операції становить від 35 до 70 хвилин залежно від об'єму рафінувального казана.
Потрібно окремо відзначити момент готування порошкової суміші. Суміш готують шляхом механічного перемішування мішалкою порошкоподібної сірки (88-72 мас. 95) і 12-18 мас. 95 порошку сплаву заліза або порошку, що містить залізо. Порошки сплаву заліза, заліза й нікелю готовлять відомими методами порошкової металургії, витримуючи масові співвідношення металів, відповідно до формули винаходу. Порошок заліза може бути отриманий відновленням (воднем, вуглецем) з оксидів або механічним дробленням злитків у спеціальних млинах.
Порошок нікелю може бути отриманий з розчинів сполук цього металу шляхом витиснення воднем в автоклавах. Порошок нікелю також може бути отриманий у плазмі з оксиду металу в
Зо струмені аргону й водню. Крім того, порошок нікелю може бути отриманий електролізом водяних розчинів.
Приведемо конкретні приклади обезміднення чорнового свинцю із вторинної сировини.
Обезміднення до змісту міді не більше 0,001 мас. 95 при виробництві м'якого свинцю марки
С1 за ГОСТ 3778-98.
Приклад 1. Чорновий свинець в об'ємі 100 т після першого етапу процесу обезміднення ліквацією, закінченого при температурі 360 С, піддавався операції тонкого обезміднення сіркою. Після зняття шлікерів обезміднення першого етапу вміст міді в чорновому свинці склало 0,065 мас. 95. Температура розплаву була знижена з 360 до 340 "С, у рафінувальний казан була встановлена мішалка, і в лійку, що утворилася, була уведена порошкоподібна сірка з розрахунку 1,25 кг на тонну чорнового свинцю загальним об'ємом 125 кг п'ятьма порціями по 25 кг. Після кожного порціонного уведення знімалися шлікери й контролювався залишковий вміст міді. Остаточний зміст міді після повного уведення сірки склало 0,0010 мас. 95. Операція тривала 2 год. Середній вміст свинцю в шлікерах склало 94 мас. 95. Вміст діоксиду сірки в газах, що відходять, у системі витяжної вентиляції, обмірюваний стаціонарним газоаналізатором
ДОЗОР-С фірми "Українська Енергетична компанія" (див., наприклад, пор/оКгепегду.сот.ца/паизігіа!.піті), а також переносним газоаналізатором димових газів "Синтез" (див., наприклад, пЕр:/Лумлу.зіпсе5.сот.ца/), виявилося в межах 2900-3200 1 х 106).
Приклад 2. Чорновий свинець в об'ємі 100 т після першого етапу процесу обезміднення ліквацією, закінченого при температурі 360 "С, піддавався операції тонкого обезміднення. Після зняття шлікерів обезміднення першого етапу вміст міді в чорновому свинці склав 0,066 мас. 95.
Температура розплаву була підвищена з 360 до 380 "С, у рафінувальний казан була встановлена мішалка, і в лійку, що утворилася, була уведена суміш порошку, що містить залізо й нікель, і порошку сірки. Суміш готувалася зі співвідношенням 15 мас. 96 порошку, що містить залізо й нікель, інше - порошкоподібна сірка. Кількість суміші розраховувалося з умови: 0,9 кг суміші на 1 тонну чорнового свинцю; тобто кількість суміші склало 90 кг, у тому числі 76,5 кг сірки. Уведення суміші здійснювалося трьома порціями в лійку: перша порція 50 кг суміші (у тому числі 42,5 кг сірки), друга - 30 кг суміші («у тому числі 25,5 кг сірки) і третя - 10 кг суміші (у тому числі 8,5 кг сірки). Після кожного уведення знімалися шлікери й контролювався залишковий вміст міді Остаточний вміст міді після повного уведення суміші склав бо 0,0007 мас. 96. Операція тривала 1 год. 35 хв. Середній вміст свинцю в шлікерах склав
78 мас. 96. Вміст діоксиду сірки в газах, що відходять, у системі витяжної вентиляції, обмірюваний такими ж газоаналізаторами, як у першому прикладі, склав 1450-1510 1 х 106).
Як видно із представлених прикладів, заявлений спосіб має переваги перед найближчим аналогом, забезпечуючи досягнення необхідного технічного результату.
Claims (1)
- ФОРМУЛА ВИНАХОДУСпосіб рафінування чорнового свинцю від міді, відповідно до якого видалення міді проводять у два етапи, на першому етапі виконують обезміднення свинцю ліквацією - охолодженням чорнового свинцю від 800-900 до 600-620 "С і зняттям сухих шлікерів, повторним охолодженням до 350-370 "С і зняттям жирних шлікерів, на другому етапі виконують тонке обезміднення чорнового свинцю сумішшю, що містить порошкоподібну сірку, яка вмішується в розплавлений свинець мішалкою, який відрізняється тим, що суміш додають в кількості 0,8-1,0 кг на 1 тонну чорнового свинцю, суміш складається з 12-18 мас. 96 порошку сплаву заліза або стільки ж порошку, що містить залізо, решта - порошкоподібна сірка, при цьому сплав заліза має склад 93-97 мас. 95 заліза й 7-3 мас. 9о нікелю, а порошок, що містить залізо, має склад 93-97 мас. 96 порошкоподібного заліза й 7-3 мас. 9о порошкоподібного нікелю, другий етап проводять при температурі 350-390 "С.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201202771A UA102768C2 (uk) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Спосіб рафінування чорнового свинцю від міді |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
UAA201202771A UA102768C2 (uk) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Спосіб рафінування чорнового свинцю від міді |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
UA102768C2 true UA102768C2 (uk) | 2013-08-12 |
Family
ID=52274516
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
UAA201202771A UA102768C2 (uk) | 2012-03-07 | 2012-03-07 | Спосіб рафінування чорнового свинцю від міді |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
UA (1) | UA102768C2 (uk) |
-
2012
- 2012-03-07 UA UAA201202771A patent/UA102768C2/uk unknown
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN111542623B (zh) | 铜/锡/铅生产中的改进 | |
CN105624448B (zh) | 铸造铝合金熔炼用含稀土除渣精炼熔剂及其制备方法 | |
CN1257295C (zh) | 一种火法提取镍的生产方法 | |
US8500845B2 (en) | Process for refining lead bullion | |
CN115433835B (zh) | 一种同时回收汽车废催化剂中贵金属和制备高纯锑的方法 | |
KR101189182B1 (ko) | 바나듐 함유 용탕으로부터 바나듐을 선별하는 방법 | |
UA102768C2 (uk) | Спосіб рафінування чорнового свинцю від міді | |
UA102767C2 (uk) | Спосіб рафінування вторинного чорнового свинцю від міді | |
JP2012021176A (ja) | 金属鉛の製造方法 | |
RU2506338C1 (ru) | Шихта и способ алюминотермического получения ферромолибдена с ее использованием | |
JP2866147B2 (ja) | 微細酸化物を分散させた鋼の製造方法 | |
RU2599464C2 (ru) | Шихта и способ алюминотермического получения сплава на основе хрома с ее использованием | |
KR100453553B1 (ko) | 바나듐 함유 폐기물로부터 바나듐을 회수하는 재활용 방법 | |
SU1735408A1 (ru) | Способ переработки шлаков производства т желых цветных металлов | |
CA3165293C (en) | Method for the recovery of platinum group metals from catalysts comprising silicon carbide | |
CN108103328A (zh) | 一种铝铋中间合金的制备工艺 | |
KR101118575B1 (ko) | 석유탈황 폐촉매의 용융환원을 위한 슬래그 조성물 | |
BE1030126B1 (nl) | Verbeterde werkwijze voor het recycleren van zink (Zn) | |
CN115852090B (zh) | 一种冶金精炼废渣改质循环利用的方法 | |
RU1808812C (ru) | Способ получени кремни | |
SU1122721A1 (ru) | Флюс дл рафинировани цинковых сплавов | |
Wang et al. | Preparation of low-oxygen Ti–Al alloy by sustainable recovery of spent SCR catalyst | |
RU2318885C1 (ru) | Способ получения металлосодержащей добавки для легирования металлов | |
RU2368689C2 (ru) | Способ получения ванадийсодержащих сплавов и лигатур | |
CN116814956A (zh) | 一种粗银火法精炼除铜提高金银回收率的方法 |