Способ получения олова из касситеритового концентрата

Изобретение относится к способу получения олова из касситеритового концентрата с содержанием приблизительно 40% мас. SnO₂. Способ включает приготовление шихты смешиванием концентрата с углем при массовом соотношении 1:(0,2-0,25), флюсующими добавками. При этом в качестве флюсующих добавок используют смесь карбоната натрия и хлорида натрия при массовом соотношении концентрат:уголь:хлорид натрия:карбонат натрия, равном 1:(0,2-0,25):(0,12-0,15):(0,12-0,15). Проводят восстановительную плавку полученной шихты при температуре 850-870°С в течение 1,5 часов. Технический результат заключается в снижении температуры плавки при достаточно полном извлечении олова из концентрата.

 

Изобретение относиться к металлургии редких и цветных металлов, в частности касается получения олова из касситеритовых концентратов.

В настоящее время известны различные способы получения олова из минеральных оловянных концентратов. Применяется щелочное плавление исходного оловянного концентрата при ~800°С для перевода олова в раствор и последующего его выделения из раствора [1]. Известен способ извлечения олова сульфидированием касситерита сульфатом натрия и водным выщелачиванием плава с переводом тиосолей олова в раствор [2]. Известные гидрометаллургические способы предусматривают многоступенчатую технологическую схему переработки минеральных концентратов, включающую сооружения для очистки сточных вод.

Весьма распространены способы, основанные на переводе олова в возгоны в виде хлоридов при использовании хлорсодержащих солей, например CaCl₂ или газообразного хлора [3].

К недостаткам известных способов возгонки следует отнести использование сложного оборудования и коррозионную активность среды при высокой температуре процесса.

Наибольшее распространение получил способ углетермического восстановления минеральных концентратов, при котором оловянный концентрат подвергают обжигу для удаления серы, мышьяка. Обожженный концентрат обрабатывают раствором кислоты (НСl) для перевода растворимых примесных элементов в раствор. Приготовленный для плавки концентрат смешивают с углем и флюсующими добавками (СаСО₃, SiO₂). Полученную шихту плавят в печах при температуре 850-1300°С, где SnO₂ восстанавливается углем в течение ~10 часов. В результате получают черновое олово с содержанием основного компонента 50-93% мас. в зависимости от его содержания в концентрате.

Недостатками способа являются усложненная технологическая схема, неполное извлечение олова, большие эксплуатационные затраты [4].

Наиболее близким аналогом к предлагаемому по технологической сущности и достигаемому результату является способ получения олова из касситеритового концентрата [5]. Согласно известному способу процесс ведут путем приготовления шихты смешиванием оловянного концентрата с углем, флюсующими добавками и последующей плавкой шихты при 850-1000°С. В качестве флюсующих добавок используют карбонат натрия и нитрат натрия при массовом соотношении концентрат:уголь:карбонат натрия:нитрат натрия, равном 1:(0,2-0,25):(0,12-0,15):(0,6-0,8), плавку ведут в течение двух часов.

Недостатком способа является относительно высокая температура (~1000°С) плавки.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является снижение температуры плавки при достаточно полном извлечении олова из концентрата.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе получения олова из касситеритового концентрата, включающем приготовление шихты смешиванием оловянного концентрата с углем, флюсующими добавками, содержащими карбонат натрия, плавку шихты при 850-870°С, охлаждение расплава, отделение металла от шлака, согласно изобретению в качестве флюсующей добавки при приготовлении шихты используют смесь хлорида натрия и карбоната натрия при массовом соотношении концентрат:уголь:хлорид натрия:карбонат натрия, равном 1:(0,2-0,25):(0,12-0,15):(0,12-0,15), плавку ведут в течение 1,5 часов.

Преимущество предлагаемого технологического решения заключается в следующем:

- применение солевых расплавов NaCl, Nа₂СО₃ в заданном соотношении к концентрату позволяет вести процесс при пониженной, в сравнении с известным способом, температуре (870°С) и обеспечивает высокую степень извлечения олова в черновой сплав (95-97%);

- применение солевых расплавов NaCl, Nа₂СО₃ создает условия для ошлаковывания значительной части примесных элементов (например, железа).

Примеры реализации способа

1. Навеску касситеритового концентрата (~40% SnO₂) смешивают с реагентами в соотношении: на одну массовую долю концентрата приходится 0,2 мас. долей угля, 0,12 мас. долей хлорида натрия, 0,12 мас. долей карбоната натрия. Приготовленную шихту плавят в печи при ~850°С в течение 1,5 часов. По окончании плавки расплав сливают в изложницу, охлаждают, затвердевший металл отделяют от шлака. Выход олова в черновой сплав составляет 95%.

2. Навеску касситеритового концентрата (~40% SnO₂) смешивают с компонентами шихты подобно вышеописанному примеру: на одну массовую долю концентрата приходится 0,25 мас. долей угля, 0,15 мас. долей хлорида натрия, 0,15 мас. долей карбоната натрия. Приготовленную шихту плавят в печи при ~870°С в течение 1,5 часов. По окончании плавки расплав сливают в изложницу, охлаждают, затвердевший металл отделяют от шлака. Выход олова в черновой сплав составляет 97%.

Источники информации

1. Мурач Н.Н., Севрюков Н.Н. Металлургия олова. М.: Металлургия, 1964, 351 с.

2. Колодин С.Н. Вторичное олово и переработка бедного оловянного сырья. М.: Металлургия. 1970, 249 с.

3. Севрюков Н.Н. Металлургия и технология цветных металлов. М.: Металлургия, 1984.

4. Беляев Д.В. Металлургия олова. М.: Металлургиздат. 1960, 370 с.

5. Патент на изобретение №2333268 «Способ получения олова из касситеритового концентрата». Опубликован 10.09.2008. Бюл. №25.

Способ получения олова из касситеритового концентрата с содержанием приблизительно 40 маc.% SnО₂, включающий приготовление шихты смешиванием концентрата с углем при массовом соотношении 1:(0,2-0,25), флюсующими добавками, содержащими карбонат натрия, восстановительную плавку шихты при температуре 850-870°С, охлаждение полученного расплава и отделение металла от шлака, отличающийся тем, что при приготовлении шихты в качестве флюсующих добавок используют смесь карбоната натрия и хлорида натрия при массовом соотношении концентрат:уголь:хлорид натрия:карбонат натрия, равном 1:(0,2-0,25):(0,12-0,15):(0,12-0,15), восстановительную плавку ведут в течение 1,5 ч.