Способ переработки полиметаллических расплавов

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ссноз Соввтскнх

Соцналнстнческнх

Республик

< >.973647 (61) Дополнительное к авт. сеид-ву (22) Заявлено 03.12.80 (21) 3211652/22-02

Р1 М К з с присоединением заявки М—

С 22 В 9/04

Государственный комитет

СССР яо делам изобретений и открытий (23) Приоритет (531УДК 669.046. .5(088.8) Опубликовано 1 1132 ° Бюллетень М42

Дата опубликования описания 15. 11. 82

Р

В.Н.Нестеров, P ..A.Исакова, Р.Ж.Хобдабергенов:;, A.Ñ.ØåíäHïèH, О.Б.Ткаченко и Е.Т.Ибрагимов .; ". ; .. 9„":р

Е, Институт металлургии и обогащения Академии Наук, .,, /

Казахской ССР и Чимкентский ордена Ленина свинцовыи» завод им. М.И.Калинина / (72) Авторы изобретения (71) Заявители, (54 ) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

PACIDIAB0B

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к.способам переработки полиметаллических расплавов, и может быть использовано при переработке штейнов свинцовых и медных заводов с целью перевода летучих компонентов в возгоны и получения качественных медных штейнов.

Известен способ переработки полиметаллических штейнов в вакууме при давлении остаточных газов 0,120 мм рт.ст. и 1180-1230ос (1j.

Недостатками известного способа являются невысокая интенсивность процесса возгонки и низкое извлечение свинца в возгоны из-за оседания его на дно ванны.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ переработки полйметаллического;расплава путем наложения на него электрического тока плотностью 0,9-1,5 А/см при напряжении 65-110 В и 1180—

1200 С С2). 25

Недостатками известного способа являются низкое извлечение металлов в воэгоны (не выше 30%) и низкая скорость процесса. Кроме того, при указанных параметрах ведения процесса происходит короткое заьыкание в системе.

Цель изобретения - интенсификация процесса и повышение извлечения металлов.

Цель достигается тем, что согласно способу переработки полиметаллических расплавов, включающему наложение на .расплав электрического тока, процесс ведут с наложением на расплав тока плотностью 5-15 A/ñì площади поперечного сечения расплава между электродами и напряжением 9-18 В на погонный метр межэлектродного расстояния в две стадии: на первой стадии при 1050-1150оС и давлении остаточных газов 20-100 мм рт.ст,, а на второй стадии при 1150-1300оС, давлении остаточных газов 1-20 мм рт.ст. и с пропусканием нейтрального газа в количестве 20-70 л/т штейна и с добавкой пирита в количестве 1,1-5% от веса свинца в штейне.

При использовании указанных электрич ских параметров процесса полностью исключаются короткие замакайия в системе н наряду с эффективным использованием тепла происходит интенсивное перемешивание ванны за счет усилия конвектнвного движения

973647 слоев расплава, что в конечном счете интенсифицирует процесс.

При плотности тока менее 5 A/см н напряжения .нище 9 В в расплаве не достигается необходимая для интенсивнога испарения температура, а при 5 плотности тока более 15 A/ñì и на2 пряжении более 18 В на погонный метр межэлектродного расстояния происходит бурное испарение летучих компонентов,.сопровождающееся значительным 30 механическим уносом капель расплава, снижающим извлечение меди в штейн и ухудшающим качество возгонов. Кроме того, ванна начинает работать в режиме короткого замыкания. 15

Обработка расплава в две стадии связана с резким изменением состава и свойств штейна по мере вакуумиро« вания.

При температуре выше 1150 С и дав->р, ленни остаточных газов менее

20 мм рт.ст. происходит большой механический унос капель расплава в конденсат, ухудшающий его качествб и понижающий извлечение меди в штейн.

При температуре ниже 1050ОС и давлении остаточных газов более

100 мм рт.ст.-низка скорость отгонки летучих составляющих штейнов.

Во втором периоде по мере выделения сернистого ангидрида из расплава и умены"ения в нем концентрации летучих компонентов ванна успокаивается, скорость испарения и отвода пара из испарителя снижается и приходится поднимать температуру до 1150-1300 С,З5 снижать давление остаточных газов до

1-20 мм рт.ст. и пропускать нейтральный газ под поверхностью расплава для уноса пара из испарителя.

Для выравнивания концентрации лету- 40 чих в ванне через нее пропускают нейтральный гаэ с общим расходом 20-70 л/т штейна, а для первого малолетучего металлического свинца в более летучий сульфид одновременно в ванну подают сульфидизатор — пирит в количестве

1,1-5% от веса свинца в штейне.

Подача газа в количестве ниже менее

20 л/т штейна не обеспечивает интенсив ного перемешивания ванны и приводит к замедлению испарения,при расходе газа

: более 70 л/т штейна происходит разбрызивание расплава, ведущее к увеличению механического выноса капель штей- на в конденсатор и снижению извлечения металлов;

При расходе пирита менее 1,1% не обеспечивается высокая степень перевода свинца в сульфид и извлечение его в возгоны, а при расходе его более 5% происходит разубоживание штей- на железом и удорожание передела .

Пример 1. В вакуумную электропечь загружают 3,2 т штейна, содержащего, вес.%: свинец 22,5; медь 65

39 1; железо 10,3; цинк 6,1; сурьма

0,2; жпаьяк 0,3; сера 21,2. На первой стадии вакуумирования поддерживают температуру 1050 С, давление остаточных газов 20 мм рт.ст.. Площадь поперечного сечения расплава в процессе вакуумирования изменяется с 1800 до 1600 см, плотность тока изменяется от 5 до б А/см площади поперечного сечения расплава между электродами, падение напряжения на погонный метр межэлектродного расстояния 9-10 В. Продолжительность вакуумирования 3 ч. Получено 650 кг конденсата (выход к загруженному штейну 20,3%) . Степень извлечения в конденсат,%: свинец 73; медь 0,1; железо 0,11; цинк 54; сурьма 31; млаьяк 40. Состав конденсата, %: свинец 71; цинк 13; сера 14, сурьма

2 5 мышьяк 5.

Йа второй стадии поддерживают температуру 1150 С, давление остаточных газов 1 мм рт.ст.. Площадь поперечного сечения расплава между электродами изменяется от 1600 до 1450 см

Z плотность тока — от 9,5 до 10,5 А/см, напряжение 10-12 В на погонный метр межэлектрсдного пространства, расход нейтрального газа 20 л/т штейна, добавка пирита 10 кг (1,4% к весу свинца в штейне), время вакуумирования 2 ч.

На второй стадии получено 90 кг конденсата (выход к загруженному штейну 3%). Состав конденсата, %: свинец 62; цинк 37:, мышьяк 3; сурьма 2; сера 20.

Степень извлечения летучих составляющих в конденсат в двух стадиях,%: свинец 96,4; медь 0,3; цинк 84; сурьма 70; мышьяк 85,2.

Выход штейна 70% ° Состав штейна,%: свинец 1,4.; медь 55,2; железо 14,3, сера 27>2; цинк 1,29. Процесс проходит с высокой интенсивностью в течение 5 ч.

Пример 2. В вакуумную ечь загружают 4,1 т штейна, содержащего, %: свинец 18,4; медь Збi8t железо 14,32; цинк 7,03; сырьма 0,17; иыаьяк 0,67; сера 21,7. На первой стадии вакуумирования поддерживают температуру 1100 С, давление остаточных газов 100 мм рт.ст. Глубина ванны .расплава и начале опыта 350 мм.

Площадь поперечного сечения расплава в процессе вакуумирования

1850-1500 см, плотность тока изменяется 13,8-13,2 А/см площади попеZ речного сечения расплава между электродами, падение напряжения на погонный метр межэлектродного расстояния 1214, 5 В. Продолжительность вакуумирования 2 ч.

Получено 950 . кг конденсата (выход к загруженному штейну 23,2%). Степень

973647

Формула изобретения

Тираж- 660 Подписное

ВНИИПИ Заказ 8620/31

Филиал ППП "Патент", r.Óêãoðîä, ул.Проектная,4 извлечения в конденсат, %: свинец 75; медь 0,3; железо 0,1; цинк 55; сурьма

35; мышьяк 42; сера 10,7. Состав конденсата, %: свинец 69; цинк 19; сера 12.

На второй стадии вакуумирования поддерживают температуру 1250 С, давление остаточных газов 10 мм рт.ст.

Площадь поперечного сечения расплава между электродами 1500 - 1350 см, плотность тока 13,2-13,5 A/см, напря-10 жение 15-18 В на погонный метр межэлектродного расстояния, расход инертного. газа 50 л/т штейна, добавка пирита 8 кг (1,1% от веса свинца в штейне), время вакуумирования 3 ч. 15

На второй стадии получено 150 кг конденсата (выход к загруженному штейну 3,7%).

Степень извлечения летучих составляющих в конденсат в двух стациях,%: 20 свинец 98,2; медь 0,89; железо 0,8; цинк 88,9; сурьма 89„ мышьяк 90,7; сера 12,2. Состав конденсата, %: свинец 58; цинк 28; сера 13.

Выход штейна 81%. Состав штейна,%: 25 свинец 0,63; медь 45,5.

Пример 3. В вакуумную печь загружают 4 т штейна, содержащего,%: свинец 17,0; медь 39,4; железо 16,4; цинк 6.96 сурьма 0,19 ьяк О.б71 30 сера 20,1.

На первой стадии вакуумирования поддерживают температуру 1150 С, давление остаточных газов 50 мм рт.ст.

Глубина ванны раоплава в начале опыта 350 мм. Площадь поперечного сечения расплава в процессе вакуумиро« вания 1850-157 см, плотность тока

12>3-13>8 A/cM площади поперечного сечения расплава между электродами, падение напряжения на погонный метр межэлектродного расстояния 14-16 В.

Продолжительность вакуумирования

2 ч.

Получено 890 кг конденсата (выход в загруженному штейну 22,25%).Степень 45 извлечения в конденсат, %г свинец

78,5; медь 0,8; железо 0,27; цинк

56,1; сурьма 36,6; ьишьяк 43,5; сера

10,8, Состав конденсата, %г свинец

68у цинк 18„ сера 10. 50

Вторую стадию процесса проводят при 1300ОС и давлении остаточных газов 20 мм рт.ст.. Площадь поперечного сечения между электродами 15701300 cM„ плотность тока 14,0— 55

15 A/см площади поперечного сечения между электродами, напряжение 14 -

15 В на погонный метр межэлектродного расстояния, расход инертного газа

70 л/т штейна, добавка пирита 34 кг (5% QT веса свинца в штейне). Продолжительность вакуумнрования 2 ч.

На второй стадии получено 210 кг конденсата (выход к загруженному штейну 5,25%).

Степень извлечения летучих комдпонентов в конденсат в двух стадиях,%: свинец 98,5; медь 0,92; железо

0,87; цинк 90,2; сурьма 89,5; ылаьяк

91,2; сера 12,7. Состав конденсата, %: свинец 50; цинк 81; сера 14.

Выход штейна 82,5% ° Состав атейна, %: свинец 0,38; медь 50,7.

Как следует из приведенных примеров осуществления предлагаемого способа, процесс переработки проходит с высокой интенсивностью (эа 4-5 ч перерабатывается 3-4 т штейна) и при этом достигается высокое извлечение металлов в опытно-промпаленном масштабе, %: свинец 96,4-98,5; цинк

84-90,2; сурьма .70 — 89,5; мышьяк

85,2-91,2. Получен товарный штейн, благодаря практически полной возгонке Летучих компонентов, облегчается его дальнейшая переработка конвертированием. Улучшается комплектность использования сырья. При переработке

480 т штейна получен экономический эффект свыае 51 тыс.руб.

Способ переработки полиметаллических расплавов, включающий наложение на расплав электрического тока, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса и повыаения степени извлечения металлов, процесс ведут с наложением на расплав тока плотностью

5-15 AjcM площади поперечного сечения расплава между электродами и напряжением 9-18 В на погонный метр межэлектродного расстояния в две стадии: на первой стадии при 10501150 С и давлении остаточных газов

20-100 мм рт.ст., а на второй стадии при 1150-1300ОС, давления остаточных газов 1-20 мм рт.ст. с пропусканием нейтрального газа в количестве 20-70 л/т штейна и с добавкой пирита в количестве 1,1-5% от веса свинца в штейне.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент ФРГ 9 2162077, кл. С 22 В 15/00, опублик. 1973.

2. Злектрообогреваеьые отстойники для шламов свинцовой плавки .

ВНИИЦВЕТМЕТ. Материалы совещания.

М,, 1957, с. 244.