Покровный флюс для плавки лома и отходов на свинцовой основе

 

Союз Советскнк

Соцналнстнческнк

Рес ублнк (ii)722974 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 01.03.78 (2{ ) 2585166/22-02 с присоединением заявки М

{23) Приоритет

Опубликовано 25.03.80. Бюллетень М 11 (51)М. Кл.

С 22 В 7/00

С 22 В 9/10

С 22 С 1/06 всудврстаанннй наивтат

СССР аа далаи взабрепннй в аткритнй (3) УДК669.046..52(088.8) Дата опубликования описания 28.03.80

И. P. Полывянный, В. A. Лата, P. С. Демченко и В. П. Грунский (72) Авторы изобретения

Институт металлургии и обогашения АН Казахской CCP (7}) Заявитель (54) ПОКРОВНЫЙ ФЛЮС ДЛЯ ПЛАВКИ ЛОМА И ОТХОДОВ

HA CBHHHOBOA ОСНОВЕ.

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к переработке вторичного свинец-сурьмусодержашего сырья содово-восстановительной электроплавкой.

Вторичное свинец-сурьмусодержашее

3 сырье, представляюшее главным образом аккумуляторный лом, отходы химических производств и производства сплавов, перерабатывается по различным технологическим схемам. При этом наблюдается

0 $0 образование большого количества пыли (до 20% от веса готовой продукции), с которой теряется до 10% свинца. Образовавшаяся пыль должна перерабатываться отдельно, но рациональная переработка до настояшего времени не решена. Кроме этого в ряде способов образуется большое количество железистых штейнов, переработка которых также не решена.

Известна восстановительная плавка шнхты, содержашей вторичное сырье, в шахтной печи или плавка с использованием вторичного сырья в качестве добавок к рурному сырью $1).

Наиболее высокие технологические показатели достигаются при переработке вто.— ричного свинцового сырья в электротермических печах с использованием содововосстановительных шихт. При этом используется шихта для переработки аккумуляторного лома, включаюшая, вес. :

Свинцово-сурьмянистые окислы 5-25

Кварцевый песок 3-10

Сода 5,5-5,26

Углеродсо держа ший восстановитель 5,5-9, что позволяет повысить извлечение свинца до 94%, а сурьмы до 90% 2).

Недостатком шихты является сравнительно невысокое прямое извлечение ценных составляюших вследствие образования большого количества шлаков, содержаtax 3-4% свинца и сурьмы. Сурьма частично окисляется, переходит в возгоиы и теряется с пылью, количество которой достигает 20% от веса загружаемой шихты.

7229

5-40

2-10

Для переработки в электротермической лечи скрала аккумуляторов предложена шихта (3), содержащая, вес.%:

Сода 28-55

Углеродсодержаший вос5 с та новитель 7-15

С кра п а кку муля торов (шламовая фракция) Остальное

Извлечение свинца достигает 96%„ а сурьмы — не более 90%. Значительное количество сурьмы окисляется, переходит в возгоны и теряется с пылью.

Недостаток шихты — значительный пылевынос (до 30%) из-ае присутствия в шихте большого количества пылевидных материалов (шламовая фракция, cope).

Кроме этого образуется большое количество шлаков, содержащих 2-4% свинца, что также ведет к потерям металла.

Известна шихта для получения свинцо- Ю во-сурьмянистого сплава путем алектроплавки вторичного свинцового сырья f4).

В состав шихты входят,вес.%:

Антимонат натрия

К ремнеземсо держа щий флюс

Углеродсодержаший восстановитель 4-6 .Вторичное сырье Остальное

Извлечение свинца достигает 97,8%, а сурьмы — 91,3%.

Основным недостатком этой шихты также является значительный (до 20%) пылевынос, что ведет к пониженному извлечению сурьмы.

В практике. переработки лома цветных металлов с целью уменьшения пылевыноса и сокращения потерь ценных составляющих, применяется покровный флюс, который обычно расплавляется перед основ40 иой шихтой и имеет малый удельный вес.

Флюс располагается в верхней части расплава, предотвращая его окисление и сокращая пылеобразование.

Известно использование покровного

45 флюса (5) при переработке лома и отходов на медной основе, в состав которого входит, вес.%:

Плавиковый шпат 20-30

Фторид натрия 5 — 25 Ы

Углекислый натрий Остальное

Однако этот флюс не может быть использован при переработке лома и отходов на свинцовой основе, так как присутствующие в его составе нлавиковый шпат

55 и фторид натрия затрудняют дальнейшее рафинирование чернового сплава и разрушают технологическое обору дование.

74 4

Наиболее близким к предлагаемому является покровный флюс, содержащий

Ca(OH), который используется для пиявки вторичного свинцового сырья с целью снижения пылеобразования. Переработку лома предлагается проводить в коротко— о барабанных печах при 850-900 С. При атом пылевынос составляет 15%„прямое извлечение свинца не превышает 30% )6).

Электроплавка содово — восстановительо ной шихты проводится при 1100 — 1200 С, а при этих температурах Са(ОН), имеет очень малую вязкость, поэтому очень легко увлекается в движение конвективными потоками и, следовательно, покровный не— подвижный слой, препятствующий окислению и пылевыносу, недостаточно прочен.

Кроме того, известный покровный флюс не может быть использован при электротермической переработке вторичного свинцового сырья на содово-восстановительных шихтах, так как присутствующая в составе шихты сода очень легко вступает во взаимодействие с Са(ОН), что ведет к повышенному расходу обоих реагентов.

Бель изобретения — разработка состава покровного флюса> при плавке с которым в электропечи обеспечивается высокое прямое извлечение свинца и сурьмы в сплав и сокращается пылевынос, Указанная цель достигается тем, что в известный покровный флюс для переработки вторичного свинцового сырья, включающий кальций содержащий материал, дополнительно вводят окислы натрия и кремния, а в качестве кальцийсодержашего материала — окись кальция при следующем содержании ингредиентов, вес.%:

Окись кальция . 10-30

Окись натрия 2 5-40

Окись кремния Остальное

Окись кальция вводится в состав по— кровного флюса для связывания окиси натрия и окиси кремния в прочное химичес— кое соединение, обладающее необходимой для данного процесса температурой плавления и достаточной вязкостью при этой температуре.

Введение в состав покровного флюса менее 10% окиси кальция ведет к обогащению покровного флюса тугоплавкой .окисью кремния и, следовательно, к излишнему расходу электроэнергии на «» расплав. Содержание в составе покровного флюса более 30% окиси кальция недопус.тимо, так как образуются агрессивнь е по отношению к фу тер овк е печ и к а лиц ив вы е силикаты.

722

Ок ись ня трия кровного флюса пля понижения температуры его плавления и образования менее агрессивных, устойчивых расплявов, предохраняющих составляющие шихты от окис- 5 ления. К роме этого, образующийся натрий-кальций-силикатный расплав характеризуется минимальной растворимостью свинца и сурьмы, что положительно влияет на величину конечного извлечения указанных металлов.

С целью предотвращения нежелательного взаимодействия окислов кальция и натрия с компонентами шихты в состав покровного флюса вводится окись кремния, 5 которая образует с указанными выше окислами устойчивое соединение. Количество окиси кремния определяется содержанием в покровном флюсе первых двух компонентов и всегда является дополняющим до 1007.

Покровный флюс, содержащий перечисленные ингредиенты в указанных пределах, имеет температуру плавления 1030—

1100ОС и обладает вязкостью, достаточ- 5 ной для образования в процессе электроплавки плотной поверхностной пленки, которая пре пя тс твуе т ок ислен ию ценных компонентов и интенсивному пылеобразованию. Содержание ингредиентов в указан- О

30 ных пределах позволяет сократить возможные взаимодействия с компонентами шихты, вследствие чего сокращается пылевынос легколетучих соединений свинца и сурьмы.

Плавку проводят 1050-1250 С, прио чем вторичное свинцовое сырье, сода, углеродсодержащий восстановитель вводятся в печь только после загрузки и расплавления покровного флюса.

Покровный флюс загружается в алектропечь в количестве 4-18% от веса шихты.

При введение покровного флюса менее 4% не образуется достаточное коли45 чество расплава и он может быть перемешан конвективными потоками. Введение покровного, флюса более 18% ведет к снижению технологических показателей процесса (производительность, удельный проплав}, не компенсируемых сокрашением пылеобразовяния.

Предлагаемый состав нокровного флюса испытан в укрупненнолабораторном масштабе при электротермической переработ55 ке вторичного сы рья на свинцовой осно- ве. Для плавки использовяня известная шихта, содержя щая Вторсырье, соду и

% кг

Окись кальция 30 1,62

Окись натрия 25 1,35

Окись кремния 45 2,43

С таким количеством щихты в плавку поступает 71 кг свинца и 5,9 кг сурьмы.

В результате плавки получается, кг:.

С винц ово-су рыщя н ис ты и сплав

Шлак

Пыль

17,8

6,36

В сВинцОВО-сурьмянистый ctTJIAB Ilnре— ходит 69,2 кг свинца и 5,4 кг сурьмы.

Количество присутствующих В снл» 1 ° меди, олова, мышьяка и прочих эл лtc нтов составляет 0,3 кг, Извлечение в сплав свинца СA(я ля . 1

97,5 и сурьмы 91,5%.

974 ь кокс, Кроме этого В плавильное пространство загружен покровньrA флюс, состав которого и количество изменялись В указанных пределях.

Для плавки во всех опытах использовано вторичное сырье, содержащре,вес.%:

Свинец 71,0

Cyрьма 5,9

Сера 8,0

Кислород 10,0

Остальное 5,1

Приготовление шихты и покровного флюса не требует каких-либо дополнительных операций и производится простым смешениекл компонентов. Перемешанные компоненты покровного флюса загружают в печь и нагревают до расплавления при 1030-1100 С. После этого загружают предварительно перемешанные компоненты, шихты. По окончании загрузки шихты температура расплава поднимается до 1150ОС и при этой температуре расплав выдерживается в течение

30 мин. Затем производится раздельный выпуск чернового сплава и шлака. Пылегазовая фаза направляется на очистку в камеру грубого пылеулавливания и далее в рукавные фильтры типа РФГ. Полученный свинцово -сурьмянистый сплав, шлак и пыль анализируют химическими методами на содержание в них свинца и сурьмы.

Пример 1. Для плавки готовят шихту следую|пего состава:

% кг

Вторичное сырье 74 100

Сода 12 100

К окс 10 13,5

П ок ровный флюс 4 5,4

Использован покровный флюс, содержащий:

722974

% кг

Окись кальция 10 1,5

Окись натрия 30 4,5

Окись кремния 60 9,0

С этим количеством шихты в плавку поступает 7 1 кг свинца и 5,9 кг сурьмы. В результате плавки получено, кг:

Свинцово-сурьмянистый сплав 75,5

Шлак 15,0

Пыль 5,0

В свинцово-сурьмянистый сплав переходит 69,6 кг свинца и 5,43 кг сурьмы.

Сумма примесей — 0,47 кг. Извлечение в сплав свинца 98,10, сурьмы 92,1%.

Содержание свинца в шлаке составляет

1,89%, а сурвмы — 0,234%. При этом со шлаком теряется 0,284 кг свинца и

0,035 кг сурьмы. Общее количество шлака составляет 20% от:готовой продукции.

При пылевыносе 6,8% от готовой продукции теряется 1.,05 кг свинца и 0,38 кг сурьмы при содержании их соответственно 210 и 76%.

Пример 3. Для плавки готовят шихту состава:

Вторичное сырье 75

Сода 4

Кокс 3

Покровый флюс 18

Использован покровый флюс кг

5,3

4,0

25,3 состава:

% кг

Окись кальция 20. 5,1

Окись натрия 40 10,1

Окись кремния 40 10,1

С укаэанным количеством шихты в плавку поступает 17 xt свинца и 5,9 кг сурьмы, в результате плавки получают, кг:

В. шлаке содержится свинца 2,2 а сурьмы 0,28% теряется 0,36 кг свинца и 0,05 кг сурьмы при общем количестве шлака 23,75% от готовой продукции.

Пылевынос составляет. 8,5% от готовой продукции, при этом теряется 1,4 кг свинца и 0,4 кг сурьмы при содержании их соответственно 22 и 6,3%.

Пример 2. Для плавки подготов.лена шихта следующего состава:

% кг

Вторичное сырье 7 4, 2 1 00

Вода 8,9 12,1

Кокс 6,9 9,1

Покровный флюс 11,0 15,0

Использован покровный флюс, содержащий:

Свинцово-сурьмили< алый

76 сплав

Шлак

Пыль

11,8

4,0

В свинцово-сурьмянистом сплаве находится 70 кг свинца, 5,45; xr сурьмы, 0,55 кг прочих (медь, олово, мышьяк).

Следовательно, извлечение в сплав свинца составляет 98,5, а сурьмы 92,3%.

Содержание свинца в шлаке 1,2%, что составляет 0,142 кг. Количество полученного шлака 15,5% от веса готовой

15 продукции. С этим количеством шлака теряется 0,03 кг сурьмы при содержании ее в шлаке 0,254%.

Количество пыли составляет 5,25% от готовой продукции, при этом теряется

0,8 кг свинца и 0,36 кг сурьмы при содержании этих металлов в пыли соответственно 20,0 и 9,0%.

При плавке получается свинцово-сурьмянистый сплав с содержанием сурьмы

2,5-7,0%, Таким образом, использование покровного флюса при переработке вторичного свинцово-сурьмяного сырья позволяет coKpBTnTb пылевынос на 8-10%, повысить извлечение свинца на 1,8% и повысить извлечение сурьмы на 2,1%.

Формула изобретения

Покровный флюс для плавки лома и отходов ня свинцовой основе, включаю-. щий кольцийсодержаший материал, о т— ц л и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью сокрашения пылевыноса, повышения извлечения ценных составляющих и улучшения условий труда при переработке вторичного свинцово-сурьмяного сырья, он дополнительно содержит окись натрия и окись кремния, а в качестве кальцийсодержащего материала — окись кальция при следующем соотношении компонентов, вес.%;

Окись кальция 10-30

Окись натрия 25-40

Окись кремния Остальное

И сточ ники информ ац ии, принятые во внимание при экспертизе

1. Гудкевич В. М. и др. Способы пере ра ботки лома свинцовых як ку муля торов.

М., 1970, с. 15-41, 2. Авторское свидетельство СССР

% 505723, кл. С 22 В 7/00, 1973.

722974

Составитель Г. Титова

Редактор А. Кравченко" Техред И, Ковалева . Корректор М- P»t

Заказ 947/19- Тираж 694 П о дп исное

UHHHllH Государственного комитета СССР по делам изобретений н открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., g. 4/5

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

3; Авторское свидетельство СССР

И 352956, кл, С 22 В 7/00, 1971.

4. Авторское свидетельство СССР

34 526179, кл. С 22 В 7/00, не опубл.

5. Авторское свидетельство СССР

М 558952, кл. С 22 В 7/00, 1976.

6. Патент ФРГ N 2420908, кл. 40а 7/00, 1976.