Способ переработки полиметаллических расплавов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Севз СоввтскнхСоцналнстнческнхРеспублик 11973647(22) Заявлено 03,12.80 (21) 3211652/22-02 Р 1 М К з с присоединением заявки М -С 22 В 9/04 Государственный комитет СССР яо делам изобретений и открытий.5(088.8) Опубликовано 1 Я 1 В 2Бюллетень М 42 Дата опубликования описания 15.11.82 В,Н.Нестеров, Р.А.Исакова, Р.Ж.Хобдабергенов,А,С.Шендяпин, О.Б.Ткаченко и Е,Т.Ибрагимов .;.". ;,.д":рЩВЧИнститут металлургии и обогащения Академии Наук,Казахской ССР и Чимкентский ордена Ленина свинцовыизавод им. М.И.Калинина " /(71) Заявители,(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к.способам переработки полиметаллическихрасплавов, и может быть использованопри переработке штейнов свинцовыхи медных заводов с целью перевода летучих компонентов в возгоны и получения качественных медных штейнов,Известен способ переработки полиметаллических штейнов ввакууме придавлении остаточных газов 0,120 мм рт.ст. и 1180-1230 оС С 11.Недостатками известного способа являются невысокая интенсивность процесса возгонки и низкое извлечение свинца в возгоны из-за оседания его надно ванны,Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ переработки полйметаллического,расплавапутем наложения на него электрического тока плотностью 0,9-1,5 А/смпри напряжении 65-110 В и 1180 -1200 С С 2 325Недостатками известного способаявляются низкое извлечение металловв воэгоны (не выше 30) и низкаяскорость процесса, Кроме того, приуказанных 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 А/см площади поперечного сечения расплава между электродами и напряжением 9-18 В на погонный метр межэлектродного расстояния в две стадии: на первой стадии при 1050-1150 оС и давлении остаточных газов 20-100 мм рт,ст а на второй стадии при 1150-1300 оС, 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 движенияслоев расплава, что в конечном счете интенсифицирует процесс.При плотности тока менее 5 А/см н напряжения нище 9 В в расплаве не достигается необходимая для интенсивнога испарения температура, а при 5 плотности тока более 15 А/см и на 2 пряжении более 18 В на погонный метр межэлектродного расстояния происходит бурное испарение летучих компонентов,.сопровождающееся значительным 10 механическим уносом капель расплава, снижающим извлечение меди в штейн и ухудшающим качество возгонов. Кроме того, ванна начинает работать в режиме короткого замыкания. 15Обработка расплава в две стадии связана с резким изменением состава и свойств штейнапо мере вакуумиро вания.При температуре выше 1150 С и дав, 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 10500 С 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,З 5 снижать давление остаточных газов до 1-О мм рт.ст. и пропускать нейтральный газ под поверхностью расплава для уноса пара из испарителя.Для выравнивания концентрации лету 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 разбрыз. ивание расплава, ведущее к увеличе" нию 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- ф на железом и удорожание передела . П р и м е р 1, В вакуумную электропечь загружают 3,2 т штейна, содержащего, вес.: свинец 22,5; медь 65 39,1; железо 10,3; цинк 6,1; сурьма0,2; жпаьяк 0,3; сера 21,2. На первой стадии вакуумирования поддерживают температуру 1050 С, давлениеостаточных газов 20 мм рт.ст Площадь поперечного сечения расплава впроцессе вакуумирования изменяетсяс 1800 до 1600 см, плотность токаизменяется от 5 до б А/см площадипоперечного сечения расплава междуэлектродами, падение напряжения напогонный метр межэлектродного расстояния 9-10 В. Продолжительностьвакуумирования 3 ч. Получено 650 кгконденсата (выход к загруженномуштейну 20,3) . Степень извлеченияв конденсат,%: свинец 73; медь 0,1;железо 0,11; цинк 54; сурьма 31;мааьяк 40, Состав конденсата, :свинец 71; цинк 13; сера 14, сурьма2,5; 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 смплотность тока - от 9,5 до 10,5 А/см,напряжение 10-12 В на погонный метрмежэлектрсдного пространства, расходнейтрального газа 20 л/т штейна,добавка пирита 10 кг (1,4 к весусвинца в штейне), время вакуумирования 2 ч,На второй стадии получено 90 кгконденсата (выход к загруженномуштейну 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 р медь 0,3 р цинк 84;сурьма 70; мышьяк 85,2.Выход штейна 70Состав 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.П р и м е р 2. В вакуумную печьзагружают 4,1 т штейна, содержащего, : свинец 18,4; медь 36,8; железо 14,32; цинк 7,03; сырьма 0,17;иыаьяк 0,67; сера 21,7. На первойстадии вакуумирования поддерживаюттемпературу 1100 С, давление остаточных газов 100 мм рт.ст. Глубина ванны .расплава и начале опыта 350 мм.Площадь поперечного сечения расплава в процессе вакуумирования1850-1500 см , плотность тока изменяется 13,8-13,2 А/см площади попе 2речного сечения расплава между электродами, падение напряжения на погонныйметр межэлектродного расстояния 1214,5 В. Продолжительность вакуумирования 2 ч. Получено 950 .кг конденсата (выходк загруженному штейну 23,2). Степень973647 Формула изобретения Тираж 660 Подписное ВНИИПИ Заказ 8620/31 Филиал ППП фПатентф, г.ужгород, ул.Проектная,4 извлечения в конденсат, : свинец 75,медь 0,3; железо 0,1; цинк 55; сурьма35; мышьяк 42; сера 10,7, Состав конденсата, : свинец 69; цинк 19; сера 12.На второй стадии вакуумированияподдерживают температуру 1250 С, давление остаточных газов 10 мм рт.ст,Площадь поперечного сечения расплавамежду электродами 1500 - 1350 см,плотность тока 13,2-13,5 А/см, напря 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 вштейне), время вакуумирования 3 ч. 15На второй стадии получено 150 кгконденсата (выход к загруженномуштейну 3,7).Степень извлечения летучих составляющих в конденсат в двух стадиях,: 2 Освинец 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,%: 25свинец 0,63; медь 45,5,П р и м е р 3. В вакуумную печьзагружают 4 т штейна, содержащего,:свинец 17,0; медь 39,4; железо 16,4;цинк 6,96; сурьма 0,19; ььпаьяк 0,67;сера 20,1.На первой стадии вакуумированияподдерживают температуру 1150 С, давление остаточных газов 50 мм рт.ст.Глубина ванны раоплава в начале опыта 350 мм. Площадь поперечного сечения расплава в процессе вакуумирования 1850-157 см, плотность тока12,3-13,8 А/см площади поперечногосечения расплава между электродами,падение напряжения на погонный метр 40межэлектродного расстояния 14-16 В.Продолжительность вакуумирования2 ч.Получено 890 кг конденсата (выходв загруженному штейну 22,25).Степень 45извлечения в конденсат, : свинец78,5; медь 0,8; железо 0,27; цинк56,1; сурьма 36,6; ьишьяк 43,5; сера10,8, Состав конденсата, : свинец68; цинк 18 сера 10. 50Вторую стадию процесса проводятпри 1300 ОС и давлении остаточных газов 20 мм рт.ст Площадь поперечного сечения между электродами 15701300 см, плотность тока 14,0 - 5515 А/см площади поперечного сечениямежду электродами, напряжение 14 -15 В на погонный метр межэлектродного расстояния, расход инертного газа70 л/т штейна, добавка пирита 34 кг(5 от веса свинца в штейне). Продолжительность вакуумнрования 2 ч.На второй стадии получено 210 кгконденсата (выход к загруженномуштейну 5,25),Степень извлечения летучих комдпонентов в конденсат в двух стадиях,: свинец 98,5; медь 0,92; железо0,87; цинк 90,2; сурьма 89,5; ььпаьяк91,2; сера 12,7. Состав конденсата, : свинец 50; цинк 81; сера 14.Выход штейна 82,5. Состав штейна, : свинец 0,38; медь 50,7.Как следует из приведенных примеров осуществления предлагаемого способа, процесс переработки проходитс высокой интенсивностью (эа 4-5 чперерабатывается 3-4 т штейна) ипри этом достигается высокое извлечение металлов в опытно-проььпаленноммасштабе, : свинец 96,4-98,5; цинк84-90,2; сурьма .70 - 89,5; мышьяк85,2-91,2. Получен товарный штейн,благодаря практически полной возгонке Летучих компонентов, облегчается его дальнейшая переработка конвертированием. Улучшается комплектностьиспользования сырья. При переработке480 т штейна получен экономическийэффект свыае 51 тыс.руб. Способ переработки полиметаллических расплавов, включающий наложение на расплав электрического тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью интенсификации процесса и повышения степени извлеченияметаллов, процесс ведут с наложением на расплав тока плотностью5-15 А/см площади поперечного сечения расплава между электродами инапряжением 9-18 В на погонный метрмежэлектродного расстояния в двестадии: на первой стадии при 10501150 ОС и давлении остаточных газов20-100 мм рт.ст., а на второй стадии при 1150-1300 ОС, давлений 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 отвеса свинца в штейне.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент ФРГ 9 2162077,кл. С 22 В 15/00, опублик. 1973.2. Злектрообогреваеьые отстойникидля шламов свинцовой плавки.ВНИИЦВЕТМЕТ, Материалы совещания.М 1957, с. 244.