Способ рафинирования гартцинка от примеси железа и алюминия

Авторы патента:

C22B9/103 - Общие способы рафинирования или переплавки металлов; устройства для электрошлаковой или электродуговой переплавки металлов

C22B9/10 - с использованием рафинирующих средств или флюсов; использование материалов для этой цели (C22B 9/18 имеет преимущество)

C22B7/00 - Переработка сырья, кроме руды, например скрапа, с целью получения цветных металлов или их соединений

C22B19/32 - рафинирование цинка

C22B19/30 - из металлических отходов или скрапа

Владельцы патента RU 2778931:

Общество с ограниченной ответственностью "ПК "Беллит" (RU)

Изобретение относится к рафинированию отходов горячего цинкования, в частности к рафинированию гартцинка от примеси железа и алюминия. Осуществляют порционное введение в расплав гартцинка рафинировочного агента - алюминия, в виде ломов силумина с содержанием кремния 7-12%, взятом в соотношении силумин/железо, равном 1,3-1,4:1, при температуре начала кристаллизации силуминов 566-577°С. Сначала вводят в расплав 60% от расчетного количества лома силумина, а затем оставшиеся 40% от расчетного количества, после чего снижают температуру расплава. Способ позволяет повысить производительность процесса рафинирования при одновременном снижении остаточного содержания железа в цинке менее 0,01%. 1 з.п. ф-лы, 2 пр.

Известен способ получения цинка из отходов горячего цинкования стальных полос - цинкового дросса РФ №2188244 (С22В 7/00, С22В 19/30, опубл. 27.08.2002). Предложенный способ включает загрузку дросса в печь, его расплавление, выдержку полученного расплава при температуре в печи 460-500°С и его слив в изложницу, причем после загрузки дросса температуру в печи доводят до температуры, равной 1,0-1,12 температуры плавления гартцинка, и поддерживают ее в течение 0,25-0,5 ч, затем отключают обогрев, снижают температуру в печи до 460-500°С и выдерживают в течение 0,30-1,20 ч. После окончания выдержки стопорный затвор тигля открывают и сливают выделенный цинк в приемную изложницу.

Недостатками изобретения является низкий выход очищенного цинка, при одновременном высоком содержании железа в остатке.

Известен также СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТОВАРНОГО ЦИНКА ИЗ МЕТАЛЛИЗИРОВАННЫХ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ авторское свидетельство № 745182, выбранный в качестве прототипа. Этот способ включает очистку расплава металлизированных цинксодержащих материалов алюминием под слоем карналит-криолитового флюса. К недостаткам этого способа относятся применение чистого алюминия, длительное время перемешивания и отстаивание расплава, остаточное содержание железа в цинке 0,1%.

Цель изобретения - повышение производительности при одновременном снижении остаточного содержания железа в цинке не более 0,01%. Поставленная цель достигается тем, что в качестве рафинирующего агента для удаления железа используют лом силуминов, содержащих кремний от 7 до 12%, вводимый в расчетном соотношении силумин/железо в гартцинке 1,3-1,4:1.

Использование лома силумина, например сплавов АК7 и АК12, позволяет снизить температуру их введения в расплав гартцинка до температуры их начала кристаллизации, равной 566°С-577°С, поскольку перемешивание жидкого металла с полурасплавленным силумином осуществляется с большей скоростью, чем с твердыми кусками алюминия, кроме того присутствие первичных кристаллов силуминов способствует ускорению процесса образования интерметаллидов Fe - Al - Zn, также позволяет быстрее охлаждать расплав до температуры выдержки для всплывания интерметаллидов

Процесс рафинирования осуществляется следующим образом.

Пример 1

В печи, снабженной лопастным импеллером для создания при его вращении жидкостной воронки, расплавляют гартцинк массой 4500 кг, содержащий примесь железа в количестве масс.% - 0,88, алюминия в количестве масс.% - 1,10, под слоем криолит-карналлитового флюса состава: масс.%: карналлит - 90%, калиевый криолит - 10% в количестве 112 кг), доводят температуру до 580°С, в расплав вводят: 38,8 кг лома силумина, содержащего 7 % кремния, марки АК7, тщательно перемешивают в течение 10 минут лопастной механической мешалкой, обеспечивающей 6-ти кратный обмен расплава в печи. Далее температура в печи снижается при одновременном выстаивании расплава в течение 120 минут до 500°С. После этого с поверхности расплава удаляют дроссы. Остаточное содержание железа в сплаве составило 0,08%. Далее добавляют карналлит - криолитовый флюс в количестве 110кг и 16,2 кг силумина марки АК7, осуществляют повторное перемешивание в течение 20 минут до полного расплавления и растворения кусков силумина в расплав. Затем снижают температуру расплава до 430°С и выдерживают расплав в течение 90 минут. Остаточное содержание железа в сплаве составило 0,009%, алюминия 0,122%.

Остаточный алюминий удаляют смешиванием расплава с флюсом, содержащим 70%. карналлита и 30% хлорида аммония в количестве 28 кг, с последующим отстаиванием расплава в течении 90 минут при температуре 430°С. Снимают дроссы. Остаточное содержание алюминия в рафинированном цинке составило 0,001%, железа 0,008%.

Пример 2

В печи, снабженной механической мешалкой, расплавляют гартцинк массой 5200 кг, содержащий примесь железа в количестве, масс.% - 1,63, алюминия в количестве масс.% - 0,32, под слоем карналлит-криолитового флюса (130 кг) доводят температуру до 580°С, в расплав вводят 67,5 кг - 60% от расчетного количества лома сплава АК12, тщательно перемешивают расплав и снижают температуру до 500°С, удаляют дроссы. Остаточное содержание железа в сплаве составило 0,978%.

Добавили флюс 130 кг и порцию силумина 45кг 40% от расчетного количества, перемешивание расплава с 45 кг кусков силумина производили в течение 15 минут до полного их исчезновения. Добавили флюс 130 кг и снизили температуру до 430°С , удалили дроссы и выдержали расплав в течение 90 минут. Остаточное содержание железа в сплаве составило 0,006%, алюминия 0,25%. Сняли дросс и вмешали в расплав флюс 64 кг, состоящий из смеси карналлита - 70% и хлорида аммония - 30%. Содержание железа в расплаве составило 0,005%, алюминия 0,001%.

Превышение ввода силуминов в соотношении выше 1,4:1, относительно массового содержания железа, приводит к повышенным концентрациям алюминия в цинковом сплаве, ввод ниже соотношения 1,3:1 ,относительно массового содержания железа, приводит к недостатку алюминия, требуемого для полного связывания железа в интерметаллиды и к превышению остаточных концентраций железа в цинковом расплаве выше 0,01%.

Увеличение расхода лома силумина более 1,4:1 приводит к повышению содержания алюминия в расплаве и, как следствие, увеличению расхода флюса, содержащего хлорид аммония и увеличению времени рафинирования

1. Способ рафинирования гартцинка от примеси железа и алюминия, включающий порционное введение в расплав рафинировочного агента - алюминия, отличающийся тем, что рафинирование осуществляют вводом в расплав ломов силумина с содержанием кремния 7-12%, взятом в соотношении силумин/железо, равном 1,3-1,4:1, при температуре начала кристаллизации силуминов 566-577°С, снижают температуру расплава, причем сначала вводят в расплав 60% от расчетного количества лома силумина, а затем оставшиеся 40% от расчетного количества.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что избыточный алюминий в рафинированном от железа цинке удаляют вмешиванием флюса, содержащего хлорид аммония.

Изобретение относится к рафинированию гартцинка от примеси алюминия. Способ включает расплавление гартцинка и обработку расплава флюсом.

Способ переработки отработанных солевых и щелочных элементов питания // 2763076

Изобретение относится к способу переработки отработанных солевых и щелочных элементов питания. Способ включает последовательные стадии измельчения, термической обработки измельченной массы, выщелачивания в растворах щелочи, катодного осаждения цинка из щелочного раствора, при этом измельченный материал предварительно промывают водой при соотношении жидкой к твердой фазе по массе от 2:1 до 3:1 для удаления хлоридов.

Улучшенный припой и способ производства свинца высокой чистоты // 2753365

Изобретение относится к металлургии, в частности к производству олова и свинца в сочетании с производством меди. Жидкая фаза (6) расплавленных металлов содержит в основном свинец, сурьму и олово и предназначена для разделения дистилляцией с получением кубового оловянного продукта (8), содержащего по меньшей мере 0,6 мас.% свинца, и свинецсодержащего дистиллятного продукта (7), причем жидкая фаза (6) расплавленных металлов содержит, выраженные в массовых единицах: по меньшей мере 10% олова, по меньшей мере 45% свинца, по меньшей мере 90% олова и свинца вместе, больше свинца, чем олова, по меньшей мере 1 млн-1 и самое большее 5000 млн-1 меди, по меньшей мере 0,42% сурьмы, по меньшей мере 0,0001% серы и самое большее 0,1% в сумме хрома, марганца, ванадия, титана и вольфрама, самое большее 0,1% алюминия, самое большее 0,1% никеля, самое большее 0,1% железа и самое большее 0,1% цинка.

Смесь алюмооксидная для разжижения металлургических шлаков // 2746198

Изобретение относится к смеси алюмооксидной для разжижения металлургических шлаков при производстве стали и сплавов. Смесь состоит из металлической корольковой составляющей и шлаковой составляющей, при этом металлическая корольковая составляющая содержит не менее 20,0 мас.% алюминия металлического королькового фракции +10 мм, не более 4,0 мас.% магния, не более 3,0 мас.% железа, не более 3,0 мас.% кремния, не более 1,0 мас.% меди и не более 1,5 мас.% цинка, а шлаковая составляющая содержит не более 18,0 мас.% хлор-ионов, не более 25,0 мас.% солей натрия и калия в соотношении 1:1, не более 6,0 мас.% оксида кальция, не более 3,5 мас.% оксида магния, не более 9,0 мас.% оксида кремния, не более 3,0 мас.% оксида железа Fe2O3, оксид алюминия - остальное.

Способ дегазации жидкого металла в ковше // 2737906

Изобретение относится к области металлургии, в частности к процессу дегазации жидкого металла в ковше. В способе с поверхности находящегося в ковше металла удаляют шлак, закрывают крышкой, сверху опускают на поверхность металла диск из керамического материала, подключают к вакуумной системе с разряжением 10-2 Па, включают вращение диска со скоростью 20 об/мин в течение 10 мин, затем отключают вращение, отсоединяют вакуумную систему, открывают крышку и разливают металл.

Способ внепечной обработки стали в ковше // 2735697

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству стали с низким содержанием серы с применением методов внепечной обработки шлакообразующими смесями для наведения и разжижения шлаков в установках ковш-печь и вакууматорах. В качестве флюса используют шлаковые отходы производства лигатур следующего химического состава, мас.

Способ очистки расплава ферросилиция от примесей // 2714562

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано в производстве высокопроцентных марок ферросилиция. Перед выпуском расплава ферросилиция из печи в ковш загружают окислительный флюс основностью 0,15-0,24 и кратностью 0,12-0,18 и одновременно с выпуском продувают расплав смесью кислорода и сжатого воздуха, поддерживая соотношение кислород-сжатый воздух 1:(1-3) и расход окислительного газа (в пересчете на кислород) 12-30 нм3/т расплава ферросилиция.

Способ переработки золотосодержащих неорганических материалов (варианты) // 2706261

Изобретение относится к пирометаллургической переработке материалов, содержащих благородные металлы и сплавы, в частности золотосодержащие. Способ переработки золотосодержащих неорганических материалов включает их расплавление с флюсом, содержащим смесь обезвоженной буры, кальцинированной соды и стекла или кварцевого песка, обеспечивающим связывание примесей в расплавленном золотосодержащем неорганическом материале, окисление полученного расплава, нагретого до 1100-1200°С, введением в расплав достаточного количества смеси нитрата аммония с сульфатом железа до завершения полного окисления примесей.

Способ рафинирования чернового урана // 2705845

Изобретение относится к металлургии и атомной технике и может быть использовано для пирометаллургического рафинирования чернового урана, полученного кальциетермическим восстановлением тетрафторида урана. Рафинирование чернового урана, полученного кальциетермическим методом, включает термообработку слитка в вакуумной печи с последующим удалением неметаллических включений с поверхности металла.

Способ повышения эффективности очистки кремния // 2702173

Изобретение относится к технологии очистки кремния, в частности к получению кремния, используемого для производства фотоэлектрических преобразователей, и может быть использовано для повышения скорости прямой очистки кремния. Сущность изобретения заключается в использовании реверсного магнитогидродинамического (МГД) перемешивания расплава, в ходе которого циклически изменяют направление перемешивания с интервалом времени, соответствующим времени переходного процесса перехода к квазиустановившемуся режиму с установившимся распределением скоростей перемешивания внутри расплава.

Способ удаления примесей из расплава ферросилиция // 2776577

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано в производстве высокопроцентных марок ферросилиция. Ферросилиций получают в рудно-термических печах восстановлением кварцита с помощью углеродистых восстановителей в присутствии стальной стружки непрерывным процессом с периодическим выпуском сплава из печи.