Способ получения олова из касситеритового концентрата


 


Владельцы патента RU 2528297:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Тихоокеанский государственный университет" (RU)

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению олова из касситеритовых концентратов. Способ получения олова включает приготовление шихты смешиванием касситеритового концентрата с углем и флюсующими добавками, состоящими из карбоната натрия и хлорида натрия, и восстановительную плавку шихты при температуре 870°C. Затем ведут охлаждение полученного расплава и отделение металла от шлака. При этом расплав шихты при плавке облучают наносекундными электромагнитными импульсами в течение 10-30 мин. Техническим результатом изобретения является повышение содержания олова в составе чернового металла и сокращение продолжительности плавки. 1 табл., 2 пр.

 

Изобретение относится 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°C для перевода олова в раствор и последующего его выделения из раствора [Мурач Н.Н., Севрюков Н.Н. Металлургия олова. М.: Металлургия. 1964, 351 с.].

Известен гидрометаллургический способ извлечения олова, заключающийся в сульфидировании касситерита сульфатом натрия и последующим водным выщелачиванием плава с переводом тиосолей олова в раствор [Колодин С.Н. Вторичное олово и переработка бедного оловянного сырья. М.: Металлургия. 1970. 240 с.].

Однако недостатком гидрометаллургических способов является многоступенчатая технологическая схема переработки минеральных концентратов, включающая сооружения для очистки сточных вод.

Весьма распространены способы, основанные на переводе олова в возгоны в виде хлоридов при использовании хлорирующих солей, например CaCl2 или газообразного хлора [Севрюков Н.Н. Металлургия и технология цветных металлов. М.: Металлургия. 1984].

При этом недостатком данного способа следует отнести использование сложного оборудования и коррозионную активность среды при высокой температуре процесса.

Наибольшее распространение получил способ углетермического восстановления минеральных концентратов [Беляев Д.В. Металлургия олова. М.: металлургиздат. 1960. 370 с.], при котором оловянный концентрат подвергают обжигу для удаления серы, мышьяка. Обожженный концентрат обрабатывают раствором кислоты (HCl) для перевода растворимых примесных элементов в раствор. Приготовленный для плавки концентрат смешивают с углем и флюсующими добавками (CaCO3, SiO2). Полученную шихту плавят в печах при температуре 850-1300°C, где SnO2 восстанавливается углем до металла в течение ~10 часов. В результате получают черновое олово с содержанием основного компонента 50-93% масс., в зависимости от его содержания в концентрате.

Вместе с тем, недостатками способа являются усложненная технологическая схема, неполное извлечение олова, большие эксплуатационные затраты.

Наиболее близким к предлагаемому по технологической сущности и достигаемому результату является способ получения олова из касситеритового концентрата [Патент РФ №2393252 «Способ получения олова из касситеритового концентрата». Опубликован 27 июня 2010. Бюл. №18]. Согласно данному способу процесс ведут путем приготовления шихты смешиванием оловянного концентрата с углем, флюсующими добавками и последующей плавкой шихты при температуре 850-870°C. В качестве флюсующих добавок используют смесь карбоната натрия и хлорида натрия. Восстановительную плавку ведут в течение 1,5 часов.

Однако недостатком этого способа является значительное содержание примесных элементов в составе целевого продукта.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является сокращение продолжительности плавки при значительном снижении количества примесных элементов в составе целевого продукта.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе получения олова из касситеритового концентрата, включающем приготовление шихты смешиванием оловянного концентрата с углем, карбонатом натрия и хлоридом натрия, плавку шихты при ~870°C, охлаждение расплава, отделение металла от шлака, согласно изобретению плавку ведут при облучении расплава шихты наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ).

Продолжительность облучения шихты НЭМИ в процессе плавки влияет на продолжительность процесса восстановления касситеритового концентрата, а также на химический и структурный состав полученного сплава.

При облучении шихты НЭМИ в течение 30 мин плавка завершается в течение 1 часа. В результате получают черновое олово, элементный состав которого представлен в таблице 1.

Таблица 1
Элементный состав черного олова
Условия получения Состав чернового олова
Sn Pb Ca Fe Si As
Без облучения 92,5 0,2 0,52 2,97 1,12 0,1
Облучение НЭМИ в течение 30 мин 95,2 0,1 0,36 1,7

Преимущество предлагаемого технологического решения заключается в следующем:

- облучение расплава шихты наносекундными электромагнитными импульсами повышает содержание олова в черновом сплаве до 95%;

- облучение расплава шихты наносекундными электромагнитными импульсами сокращает продолжительность плавки на ~30%.

Примеры реализации способа:

Способ 1. Касситеритовый концентрат (30% SnO2) смешивают с реагентами в соотношении: на одну массовую долю концентрата приходится 0,2 масс. долей угля, 0,12 масс. долей хлорида натрия, 0,12 масс. долей карбоната натрия. Приготовленную шихту плавят в печи при 870°C. Расплав шихты облучают наносекундными электромагнитными импульсами в течение 30 мин. В целом плавка длится 1 час с момента расплавления шихты. По окончании плавки расплав сливают в изложницу, охлаждают, затвердевший металл отделяют от шлака. Извлечение олова в сплав составляет 95%.

Способ 2. Касситеритовый концентрат (30% SnO2) смешивают с компонентами шихты подобно вышеописанному: на одну массовую долю концентрата приходится 0,2 масс. долей угля, 0,12 масс. долей хлорида натрия, 0,12 масс. долей карбоната натрия. Приготовленную шихту плавят в печи при 870°C. Расплав облучают наносекундными электромагнитными импульсами в течение 10 мин. Плавка длится 1 час. Извлечение олова в сплав составляет 94%.

Таким образом, облучение расплава шихты наносекундными электромагнитными импульсами позволяет повысить извлечение олова в черновой сплав до 97% и сократить продолжительность плавки на ~30%.

Способ получения олова из касситеритового концентрата, включающий приготовление шихты смешиванием концентрата с углем и флюсующими добавками, состоящими из карбоната натрия и хлорида натрия, восстановительную плавку шихты, охлаждение полученного расплава и отделение металла от шлака, отличающийся тем, что расплав шихты облучают наносекундными электромагнитными импульсами в течение 10-30 мин при температуре 870°С.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к переработке лопаритового концентрата. Способ включает измельчение концентрата и пирометаллургическое вскрытие концентрата в два этапа.
Изобретение относится к переработке лопаритового концентрата. Заявляемый способ пирометаллургической переработки лопаритового концентрата включает три этапа: восстановительный, плавильный и окислительный.
Изобретение относится к металлургии и касается способа вскрытия перовскитового концентрата в вакууме. Способ включает карботермическую обработку в вакууме.
Изобретение относится к металлургии, а именно к способу получения кальция, в режиме совмещенного карботермического восстановления карбоната кальция в вакууме. Способ включает приготовление шихты из карбоната кальция, преимущественно из химически осажденного мела или высококачественных отсевов при получении известняков, и углерода, преимущественно из оборотного графита, получаемого на конечной стадии совмещенного карботермического процесса.

Изобретение относится к способу получения карбида кальция. Способ включает термическую обработку дробленых известняка и угля с отводом газообразных продуктов, которые используют для производства углекислоты.

Изобретение относится к получению редкоземельных металлов. Способ включает углетермическое восстановление оксидного соединения редкоземельного металла в вакууме с получением порошка карбида редкоземельного металла, свободного от остатков примеси кислорода.
Изобретение относится к способу переработки кианитового концентрата и может быть использовано при производстве глинозема, корундовых огнеупоров, керамики, силумина и алюминия.

Изобретение относится к способу переработки твердых или расплавленных веществ и/или пирофоров, в частности, легких фракций, образующихся при измельчении. .

Изобретение относится к технологиям восстановления металлов из неорганических оксидов. .
Изобретение относится к способу обеднения твердых медно-цинковых шлаков. .
Изобретение относится к способу переработки оловосодержащих материалов. .
Изобретение относится к способу получения олова из касситеритового концентрата с содержанием приблизительно 40% мас. .
Изобретение относится к области металлургии олова и может быть использовано для получения олова при переработке касситеритовых концентратов. .
Изобретение относится к цветной металлургии и, в частности, может быть использовано для извлечения олова, свинца, цинка, висмута и некоторых других металлов из шлаков, образующихся в процессе плавки оловянных концентратов и другого оловосодержащего сырья.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано на предприятиях, перерабатывающих оловянные концентраты и промпродукты. .

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам химико-металлургического обогащения оловянного полиметаллического сырья с высоким содержанием вредных примесей: мышьяка, серы, железа, и может быть применено в промышленности для получения высококачественных концентратов олова и сопутствующих цветных металлов из некондиционного сырья, не поддающегося обогащению традиционными способами, такого, как промпродукты обогащения сульфидно-каситеритовых руд, сульфидно-кварцевые хвосты доводных фабрик, оловосодержащие продукты из отвалов обогатительных предприятий.
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано для извлечения олова путем хлоридовозгонки из труднообогатимого некондиционного сырья. .

Изобретение относится к переработке оловянных материалов, содержащих мышьяк. .

Изобретение относится к металлургии металлов, в частности к выводу мышьяка из сульфидных руд и концентратов. Оловосодержащие сульфидные хвосты смешивают с пиритом в качестве сульфидизатора и с древесными опилками с получением шихты. Затем ведут обжиг шихты при нагреве в три стадии с обеспечением отвода паров сульфида мышьяка в конденсатор. На первой стадии шихту нагревают до температуры 350°С, на второй стадии - до температуры 500°С, а на третьей стадии - до температуры 650°С с получением сульфидного оловосодержащего огарка. Пары сульфида мышьяка охлаждают до температуры 300°C и затем до температуры 60°C с получением конденсата сульфида мышьяка. Аппарат для переработки оловосодержащих сульфидных хвостов содержит загрузочный бункер, теплоизолированную обогреваемую печь, выполненную в виде трубы с герметизированным затвором для подачи шихты из загрузочного бункера и с разгрузочным затвором на конце трубы, снабженную осевым шнеком для перемещения шихты в трубе и трехсекционным нагревателем. Во второй секции нагревателя печь выполнена с окном отвода паров и соединена с конденсатором. Обеспечивается выделение наименее токсичного сульфида мышьяка с минимальным выходом газов и получение маломышьяковистого сульфидного оловосодержащего огарка. 2 н.п. ф-лы, 2 ил., 1 пр.
Наверх