Способ переработки отработанных железоникелевых аккумуляторов на товарный ферроникель

 

Союз Советскнк

Соцнапистнческнд

Республик

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«н7(..1 137 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51) м. кл. (22) Заявлено, 121277 (21) 2553196/22-02

С 22 В! 7/00 с присоединением заявки йо (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 66 9. 0 54 . .85 (088.8) Опубликовано 25.01,80. Бюллетень HP 3

Дата опубликования описания 2501.80

{72) Авторы изобретения

И.P.Ðóñàêîâ, Л.Н.Пинии, О.И.Хохлов, A.À.Ôeðmòàòåð, О.B.Ñoñíoâñêèé и A.È.oêóíeâ

{71) Заявитель

Государственный проектный и научно-исследовательский институт Гипроникель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТРАБОТАННЫХ

ЖЕЛЕЗО-НИКЕЛЕВЫХ АККУМУЛЯТОРОВ

HA ТОВАРНЫЙ ФЕРРОНИКЕЛЬ

Однако в данном способе недостаточно полно извлекаются основные металлы из отходов в целом; усложнена разделка отработанных аккумуляторов при подготовке шихты; повышен удельный расход электроэнергии на проплав; бесполезноЗО

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке железо-никелевых отходов!

Наиболее близким к предложенному является способ переработки отработанных железо-никелевых аккумуляторов на товарный ферроникель в дуговой электропечи, включающий предварительное проплавление части металлической садки. Причем в переработку поступа-1О ют только положительные пластины аккумуляторов, в печь предварительно загружают 40-60% металлической садки; плавку ведут при открытой дверце загрузочного окна печи при температуре 15 ванны расплавленного металла 15801650 С. В этих условиях при свободном доступе воздуха и электродинамическом эффекте, возникающем при работе на высоком напряжении с выключенным реактором, происходит выгорание графита, содержащегося в шихте, и окисление части примесей (1). теряется восстановитель (графит), содержащийся в отходах.

Целью изобретения является повышение извлечения никеля и железа в товарную продукцию, снижение,удельного расхода электроэнергии.

Поставленная цель достигается тем, что предварительно проплавляют 25-35% металлической садки и флюсы, составляющие 10-15% от веса пакетов отработанных аккумуляторов, при соотношении известняка и кварцевого песка в них (3 — 5):1, затем плавят остальную массу при 1660-1700 С, после чего выдерживают расплав в печи в течение

15-30 мин с погруженными в шлак электродами; одновременно в печь загружают

10-40% от веса отработанных пакетов аккумуляторов никель-железистые отходы, содержащие хром, вольфрам и другие легко окисляемые примеси.

Сущность способа заключается в следующем.

Железо-никелевые аккумуляторы представляют собранные в корпусе пакеты, состоящие из положительных и отрицательных пластин. Анодная масса (порошок) положительных пластин содержит, %: 1,58 железа; 43,12 ни.келя: 14,4 углерода; масса отрица711137

40 тельных пластин содержит,Ъ: 66,3 железа; 0,5 никеля и около 3 углерода, кроме того, в пакетах имеются металлические сетки и рамки, содержание никеля в которых составляет 0,231,9Ъ, железа 97,8-99,5Ъ. В отходах аккумуляторов содержатся также марганец, барий, кремний и другие примеси.

При подготовке шихты к плавке удаляют только металлические кожуха отработанных аккумуляторов. 1О

В печь загружают снач ала 2 5-35 % от веса всей садки пакетов и все количество флюсов, рассчитанное на полную садку пакетов в печи, В качестве флюсов используют известняк и 15 кварцевый песок в соотношении (3-5):1, Указанные материалы плавят при максимальной мощности трансформатора, закрытом,загрузочном окне и включенном реакторе.

После проплавления первоначальной загрузки порциями подают остальную часть садки пакетов, причем их загрузку ведут таким образом, чтобы, обеспечить поддержание температуры расплавленного металла в пределах

1660-1700 С. После полного расплавления всей садки твердых материалов снижают напряжение трансформатора до 140-160 B обеспечивая погружение электродов в шлак, и выключают реактор. На указанном режиме работы печи производят выдержку металла со шлаком в течение 15-30 мин, после чего из печи удаляют шлак, а товарный ферроникель направляют на грануляцию, Загрузка в электропечь не только положительных, но и отрицательных пластин приводит к увеличению поступления на плавку значительного количества высших окислов металлов, и позволяет полезно испольэовать содержаШийся в отходах графит. Нля этого загрузочная дверца печи должна быть закрыта и включен реактор, что приводит к уменьшению элект- 4g родинамического эффекта при плавке на высших ступенях напряжения, уменьшению бесполезного выноса графита за счет указанного эффекта и уменьшению расхода электроэнергии ° 50

Загрузка части металлосодержашей шихты (пакетов) с полным набором добавляемых флюсов позволяет сразу же получить значительную шлаковуЮ ванну, в которой происходят все необходимые процессы по восстановлению и рафинированию образующегося металлического сплава.

Снижение напряжения трансформатора до 140-160 В после полного расплавления всей садки, погружение электродов в шлак при отключенном реакторе печи приводит к интенсивному перемешиванию шлаковой ванны с металлической создает необходимые условия для рафинирования металла и снижает расход электроэнергии.

Кроме пакетов в наборе материалов, направляемых на плавку, могут быть и другие железо-никелевые отходы, содержащие вольфрам, молибден, хром и другие окисляемые примеси, которые наиболее целесообразно направлять на плавку в количестве 10-40% от веса перерабатываемых в садке пакетов. загрузка более 40% не позволяет получить кондиционный металл, ферроникель загрязняется примесями: хромом, фосфором, марганцем и др.) .

Пример ы 1, 2. Иэ отработанных аккумуляторов выделяют металлический кожух, а неразделанные пакеты положительных отрицательных пластин и головок направляют на плавку, ЗЗЬ садки пакетов загружают в печь ДСП-6М2, добавляют флюс, состоящий из известняка и кварцевого песка, взятых в соотношении 3:1

5 : 1 в количестве 10-15% от веса пакетов. Приготовленную таким образом часть садки материалов расплавляют при закрытом загрузочном окне, включенном реакторе, напряжении

250 В (наивысшая ступень напряжения) с использованием максимальной мошности трансформатора 4000 кВА. После подплавления загруженной садки добавляют еще 1/3 садки пакетов, подплавляют ее при указанных условиях и добавляют остальную треть садки, Темп загрузки определяют температурой расплавленного металла, которую поддерживают в пределах

1660-1700 С. После расплавления всей садки отключают реактор, снижают мошность печи на 30-50%, а напряжение до 140-160 В. В этом режиме работы печи выдерживают расплав 15-30 мин, после чего производят скачивание шлака и разливку металла (режимы работы печи и составы продуктов приведены в таблице) .

711137

Э

Ф оцко ах аФ де а Сдж

Ю с 3

РЪ с

4с3 с

° У

° Е,! 4d оцуп ре

33433 3 О а а 3 ю

° ЦЭ3 ЦО3

aod:mome хвхиэи

Ю

° 3

\3

° 4

Ф I

I МФД33

3 Ф и х ЦдР

Ц Ф L L t

ы д *ц о

4»Ъ

Ю

Ю! а 1

4d 433 Q

4 Х с3

Ю с

4D 34 о с

34Ъ

C) с о

u n оо ее

4с3

Ю»

Ю л ь о л

Ю

Ю

° 4

Ю

433 а

Ф

tA

Ю с

4А

Ю с

Е о а4

OC о

° "4

44Ъ

Ю с

1

Э ц ц

I» О

n, °

СО

Ю с

Ю аО

Ю с о о

4 с

4D о л

Ю л с

4D о

Л4 с о

ОЪ

Ю с

Ю л с

4D н

А

1» о Ф

Х Ю

34Ъ л с

Ю ч3 л

С3. Ll1 л с

Ю

4Ч

fd

1-

v о !

Э

1 э о

6 0) 4D

EO

1 1

К Э х х

C)

44Ъ (4

1 1 Д EiX! к o I -oxe

ЦО 1 gg3C ЦХД

oeoIo3 e -neo х D dI o x u c u e I.

1 о -хх!

re x nooe

m ц х 1= ц д х

Ю

4 Ъ

Ю

С Ъ

Ю

M о

1-

L о с 1

1 д 1 Ф g I Ц мneхnoоэ

Х И К ж И Ц Д Х 333

4D с3 л

I ce

e au Ф х OOХЭао Оe о к х д 3» 1" и ц д х

C)

РЪ о

Г Ъ

1 I

u e

Q e 4d > rd e C 4d и р р а, I n, n, 1„- д о

Ю

Ю

3»

Л4

Ю

Ю .л

Ю

Ю

Г

Л4 е 1 I 1 ъ ом Ie ао х их!ux eд и е d3 eI3: Д Э»Э

О З М Д Х Х Х:3 3" л

° Ф

Г Ъ ч

° °

43Ъ

1 ea L I

1-(1 с g Q хm цхд

OeOIOI44d4dO

ДЕООО3"Н о л о о

Е

Г

1 о

L .

К х

Q ц

Э д о а

L и д о

1 о

>Ъ

g и

Э

X м а

I

Е

Ф 33, ах

ы х

Ю л с ! »

43Ъ

Ю л с

ОЪ с

3Р

ОЪ

4D л с о

4Ъ3 с

3»

01

Ю

° -1 с о

Зс3

Ю с

Ю

Ю л с о

Ю с

СО

Ch

Ю л с

3 Ъ

С3 с

C)

Ф о

° «4

711137

Формула изобретения

Составитель В.Гутин

Редактор 0.Колесникова Техред Э.Чужик Корректор А.Гриценко

Эаказ 8б00/18 Тираж 694 Подписное.

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, М-35, Раушская наб.,д.4/5

Филиал ППП Патент,г.ужгород, ул.Проектная,4

Пример ы 3, 4. Проводят плавку при указанных условиях, но с добавлением отходов никельсодержа-ших сплавов, которые загружают после расплавления первоначальной загрузки совместно с остальной, частью садки пакетов. Таким образом, .примеНение предложенного способа позволяет.повысить извлечение никеля на 1,2-1,4%, железа на 18-32% и почти вдвое снизить расход электроэнергии на 1 т проплавляемых отходов, 1 ° Способ переработки отработан- 15 ных железо-никелевых аккумуляторов на товарный. ферроникель в дуговой электропечи,. включающий предварительное проплавление части металлической садки, отличающийся 20 тем, что, с целью повышения извлече» ния никеля н железа в товарную продукцию, снижени я удельного расхода электроэнергии, предварительно проплавляют 25-35% металлической садки и флюсы, составляющие 10-15% от веса пакетов отработанных аккумуляторов, при соотношении известняка и кварцевого песка в них (3-5):1, затем . плавят остальную массу при 16601700 С, после чего выдерживают расплав s печи в течение 15-30 мин с погруженными в шлак электродами.

2, Способ по п,l, о т л и ч а юшийся тем, что одновременно в печь загружают 10-40% от веса отработанных пакетов аккумуляторов никельжелезистые отходы, содержащие хром, вольфрам и другие легко окисляемые примеси, Источники информации лринятые во внимание при экспертизе

1 . Авторское свидетельство СССР

Р 272558, кл. С 22 В 7/00, 1970.