Способ переработки аккумуляторного лома

 

Союз Соаетскик

Социалистических

Республик

О fl И С А Н И Е < 899693

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23. 05. 80 (21)2930866/22-02 с присоединением заявки М (23 ) Приоритет (5I )M. Кл.

С 22 В 7/00

Ркударствсниыб квинтет

СССР ио делам изабретеннд н вткрытий

Опубликовано 23. 01 . 82. Бюллетень ра 3

Дата опубликования описания23,01.82 (53) УДК669.054 ° .85 (088.8) И. P. Полывянный, A. М. Кунаев, P. С. Демченко, С. М. Фабричнов, В. А. Лата, А. У. Усенов"., P. С. Ахметов и И. И. Девчич (72) Авторы изобретения

1

Институт металлургии и обогащения АН Казахской ССР

Министерства цветной металлургии Казахской ССР (7I) Заявитель (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АККУМУЛЯТОРНОГО ЛОМА

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к переработке вторичного свинец-сурьму содержащего сырья.

Наиболее близким к изобретению является способ переработки аккумуляторного лома, включающий электроплавку его с содово-сульфатной смесью, углеродсодержащим восстановителем, известняком и железистым матето риалом с получением свинца(Ц.

Недостатки способа заключаются в невысоком извлечении свинца и сурьмы и большой продолжительности процесса.

I5

Цель изобретения — повышение степени извлечения свинца в сплав и сокращение продолжительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки аккумуляторного лома, включающем электроплавку его с содово-сульфатной смесью, углеродсодержащим вос становителем, известняк м и желеэистым материалом, электроплавку ведут при температуре на поверхности расплава 1250-1350 С, железистый материал загружают за 30-90 мин до окончания плавки и свинцовую ванну продувают воздухом, обогащенным кислородом.

Повышение температуры на поверхности расплава и понижение на дне позволяет повысить степень извлечения свинца и сурьмы в сплав. Объясняется это тем, что понижение температуры нижней части свинцового расплава дает возможность уменьшить равновесную концентрацию сульфидов свинца и сурьмы в металлическом свинце.

Сульфидные соединения, имея меньший удельный вес, всплывают на поверхность расплава, температура которого (1250-1350 С)достаточна для пол.( ного интенсивного взаимодействия их с окислами, что ведет к увеличению извлечения металлов в сплав.

899693

6,8 (Ф)

4,1 (i)

l 4 (i)

1,4 (>,") Значительная разность температур> поверхности расплава и нижней части свинцовой ванны позволяет во-первых, увеличить скорость выделения сульфидных соединений свинца и сурьмы из металлического расплава, во-вторых, увеличить скорость реакций образования металлической фазы, что приводит к сокращению продолжительности процесса плавки. 19

Повышение температуры поверхности расплава свыше 1350 С не рекомендуется, так как выше этой температуры начинается интенсивная возгонка окислов róðüèû, что приводит к сниже- g нию извлечения в черновой сплав.

Понижение температуры поверхности о расплава ниже 1250 также не желательно из-за уменьшения разности темзо перат. р между поверхностью и дном, ведущего к уменьшению скорости выделения сульфидов из расплава и снижению скорости реакций образования металлической фазы.

Увеличение температуры чернового

:плава выше 750 С увеличивает равновесную концентрацию сульфидов свин1а и сурьмы в черновом сплаве, что снижает общее извлечение металлов.

Введение в расплав железосодержа". щих материалов за 30-90 мин до окончания плавки разовой порцией с одновременной продувкой воздухом позволяет избежать образования штейновой фазы, в которой происходят потери металла и которая обычно имеет место при постоянной загрузке железного скрапа без продувки свинцовой ванны воздухом. ф()

Выделяющиеся из металлического расплава сульфиды свинца и сурьмы вступают во взаимодействие с железом,:что приводит к увеличению извле-. чения металлов в черновой сплав. Образовавшийся сульфид железа легко окисляется кислородом продуваемого воздуха, при этом образуется шлак, растворимость свинца и сурьмы в котором очень мала, следовательно сокращаются потери ценных металлов со шлаком, и повышается их извлечение в сплав, Введение железосодержащих материалов -в расплав раньше, чем за

90 мин до окончания плавки не желательно, так как это связано с излиш" ним расходом реагентов, вступающих во взаимодействие с нв успевшей прореагировать частью оксида свинца и, кроме этого, возможно образование штейновой фазы, приводящее к снижению общего извлечения металлов в черновой фазе.

Образование штейновой фазы возможно также при введении железосодержащих материалов в расплав меньше, чем за 30 мин до окончания плавки, так как часть железа не успевает прореагировать, что также приведет к снижению извлечения металла в сплав.

П р. и м е р 1. Способ был испытан при электротермической переработке отработанных аккумуляторных батарей.

Во всех опытах содержание основных компонентов в аккумуляторном ломе было следующее., вес. 3: свинца 71,0; сурьмы 5,9; серы 8,0; кислорода 10,0; остальное 5,1.

На плавку направлялась шихта в количестве 126,0 кг при следующем соотношении компонентов, кг:

Вторичное свинцовое сырье 100 79,5 (i)

Содовосульфатная смесь 8

Кокс 6

Кварц 2

Известняк 2

Оборотные пыли (содержание свинца

45© сурьмы2,2i) 8 6 8 (i)

Содово-сульфатная смесь содержала

253 сульфата и 753 карбоната натрия.

Перемешанные компоненты загружали в печь и нагревали до расплавления в течение 1 ч, а .затем температуру на поверхности расплава поднимали до

125 С при температуре на дне свинцовой ванны 750 С. При этих температурах расплав выдерживали в течение

30 мин, а после этого за 30 мин до окончания плавки загружали железную стружку в количестве 1 кг (0,8ь от шихты) и продували свинцовую ванну воздухом, обогащенным кислородом.

Общее время плавки от начала разогрева до окончания продувки воздухом составило 2 ч.

После этого производили раздельный выпуск чернового свинца и шлака.

Газовую фазу направляли на очистку

80,0

14,0

100 79,5 (Ж) 30

5 8996 и уловленную пыль возвращали в шихту.

Общее количество свинца и сурьмы; поступающее в плавку с аккумуляторным ломом и оборотными пыпями, соста- 5 вило, кг: свинца 74,6 и сурьмы 6,08.

В результате плавки было получено, кг:

Свинцовосурьмяный to сплав

Шлак

Пыль (оборотная) 6,0

Содержание свинца в шлаке составило 1,23, а сурьмы — 0,24. При этом со шлаком теряется 0,168 кг свинца и 0,028 кг сурьмы. Извлечение свинца - 98,83 и сурьмы - 98,83.

Пример 2. На плавку направлялась шихта в количестве 126,0 кг при следующем соотношении компонентов, кг:

Вторичное свинцовое 25 сырье

Содово-сульфатная смесь 8 6,8 (Ф)

Кокс 6 4,1 (3)

Кварц 2 1,4 (3)

Известняк 2 1 4 (i)

Оборотные пыли (содержание свинца

454, сурьмы

35 . 2,2i) 8 68 (i)

Содово-сульфатная смесь содержала

153 сульфата и 85 карбоната натрия.

Перемешанные компоненты загружали 40 в печь и нагревали до расплавления в течение 1 ч, а затем температуру на поверхности расплава поднимали до

1350 С при температуре на дне свинцовой ванны 700 С. При этих температурах расплав выдерживали в течение 30 мин и после этого за 60 мин до окончания плавки загружали железную стружку в количестве 2 кг (1,4 вес ° 4 шихты) и продували свинцовую ванну воздухом, обогащенным киспородом.

Общее время плавки от начала разогрева до окончания продувки воздухом составило 2 ч 30 мин.

После этого производили раздельный выпуск чернового свинца и шлака.

Пылегазовую фазу направляли на очист93 6 ку и уловленную пыль возвращали в шихту

Общее количество свинца и сурьмы, поступившее в плавку с аккумуляторным ломом и оборотными пылями составило, соответственно, 74,6 кг и

6,08 кг.

В результате плавки было получено, кг:

Свинцово"сурьмяный сплав 80,0

Шлак 14,2

Пыль (оборот- 6,2 ная)

Содержание свинца в шлаке составило 1,23, а сурьмы 0,23. При этом со шлаком потерялось 0,168 кг свинца и 0,028 кг сурьмы. Извлечение свинца составило 98,8Ф; сурьмы98,8i.

Пример 3. На плавку направляли шихту в количестве 130 кг при следующем соотношении компонентов, кг:

Аккумуляторный лом 100 77,0 (Ф)

Содово-сульфатная смесь 8 6;15 Ж)

Кокс 6 4,65 (Ъ)

Кварц 2 1,5(Ж)

Известняк 2 1,5(Ф)

Оборотная пыль (содержание свинца 453, сурьмы 2,23) 12 9,2 (4)

Содово-сульфатная смесь содержала

54 сульфата натрия и 953 карбоната натрия.

Перемешанные компоненты загружали в печь и нагревали до расплавления в течение 1 ч, а затем температуру на поверхности поднимали до 1300 С при температуре на дне свинцовой ванны

650 С. При этих температурах расплав выдерживали в течение 30 мин, а затем за 90 мин до окончания плавки заг-. ружали железную стружку в количестве 3 кг (2,3 вес. 4, шихты) и продували свинцовую ванну воздухом, обогащенным кислородом.

Общее время плавки от начала нагрева до окончания гродувки составило

2 ч 45 мин.

После этого производили раздельный выпуск чернового свинца и шлака. Пылегазовую фазу направляли на очистку и уловленную пыль возвращали в шихту.

Общее количество свинца и сурьмы, поступающее в плавку с аккумуляторным ломом и оборотнбй пылью, соста899693

Составитель K. Дьякопов

Техред Л.Пекарь Корректор Л. Шеньо

Редактор В. Данко

Заказ 12092/37 Тираж 656 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, M-35, Раушская наб., д. 4/5

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

7 вило, соответственно, 76,4 кг и

6,16 кг.

В результате плавки было получено кг:

Свинцово-сурьмяный

5 сплав 82

Шлак 15

Пыль 7

Содержание свинца в шлаке составило 1,14, а сурьмы — 0,23. При этом 10 со шлаком потерялось 0,165 кг свинца и 0,03 кг сурьмы.

Извлечение свинца и сурьмы составило, соответственно, 98,93 и 98,24.

В результате переработки сырья по предлагаемому способу получается свинцово-сурьмяный сплав с содержанием сурьмы 2,5-7,04, что удовлетворяет требованиям ГОСТа на свинцово-сурь-щв мяный сплав марки ССуА.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет а) повысить извлечение свинца на

1,3-1,4В;

15 б) повысить извлечение сурьмы на

7,0-7,63;

8 в) сократить продолжительность процесса; г) увеличить производительность плавильного агрегата °

Формула изобретения

Способ переработки аккумуляторного лома, включающий электроплавку его с содово-сульфатной смесью, углеродсодержащим восстановителем, известняком и железистым материалом с получением свинца, о т л и ч а ющ и и с:я тем, что, с целью повышения степени извлечения свинца и сурьмй в сплав и сокращения продолжительности процесса, электроплавку ведут при температуре на поверхности расп" лава 1250-1350 С, температуре свинца 650-750 С, железистый материал загружают за 30-,90 мин до окончания плавки и свинцовую ванну продувают воздухом, обогащенным кислородом.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Гудкевич В. М. и др. Способы переработки лома свинцовых аккумуляторов. M., Металлургиздат, 1979, с. 39-40,