Способ переработки аккумуляторного лома

(5 )М. Кл. С 22 В 7/00 Ркуаарствениые квинтет СССР ио денем изобретений н вткрытий(72) Авторы изобретения 1Институт металлургии и обогащения АН Казахской ССРМинистерства цветной металлургии Казахской" ССР(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АККУМУЛЯТОРНОГО ЛОМА Изобретение относится к цветнойметаллургии, в частности к переработке вторичного свинец-сурьму содержащего сырья,Наиболее близким к изобретениюявляется способ переработки аккумуляторного лома, включающий электроплавку его с содово-сульфатной смесью, углеродсодержащим восстановителем, известняком и железистым матеториалом с получением свинца ЯНедостатки способа заключаются вневысоком извлечении свинца и сурьмы и большой продолжительности процесса.15Цель изобретения - повышение степени извлечения свинца в сплав исокращение продолжительности процесса.Поставленная цель достигается тем,что в известном способе переработкиаккумуляторного лома, включающемэлектроплавку его с содово-сульФатной смесью, углеродсодержащим восстановителем, иэвестнякм и желеэистым материалом, электроплавку ведутпри 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 увеличениюизвлечения металлов в сплав.Значительная разность температуРповерхности расплава и нижней части свинцовой ванны позволяет во-первых, увеличить скорость выделения сульфидных соединений свинца исурьмы из металлического расплава, во-вторых, увеличить скорость реакций образования металлической фазы, что приводит к сокращению продолжительности процесса плавки. 1 ОПовышение температуры поверхности расплава свыше 1350 С не рекомендуется, так как выше этой температуры начинается интенсивная возгонка окислов сурьмы, цто приводит к снижению извлечения в черновой сплав,Понижение температуры поверхностиорасплава ниже 1250 также не желательно из-за уменьшения разности темЗоператур между поверхностью и дном,ведущего к уменьшению скорости выделения сульфидов из расплава и снижению скорости реакций образованияметаллической фазы.Увеличение температуры чернового:плава выше 750 С увеличивает равновесную концентрацию сульфидов свин 1 а и сурьмы в черновом сплаве, чтоснижает 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 штейновойфазы, в которой происходят потериметалла и которая обыцно имеет место при постоянной загрузке железного скрапа без продувки свинцовойванны воздухом.40Выделяющиеся из металлическогорасплава сульфиды свинца и сурьмывступают во взаимодействие с железом,:что приводит к увелицению извле-.чения металлов в черновой сплав, Образовавшийся сульфид железа легкоокисляется кислородом продуваемоговоздуха, при этом образуется шлак,растворимость свинца и сурьмы в котором очень мала, следовательно сокращаются потери ценных металлов сошлаком, и повышается их извлецениев сплав,Введение железосодержащих материалов -в расплав раньше, чем за90 мин до окончания плавки не желательно, так как это связано с излиш"ним расходом реагентов, вступающихво 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 электротермицеской 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:Вторичноесвинцовоесырье 100 79 5 (4)Содовосульфатнаясмесь 8Кокс 6Кварц 2Известняк 2Оборотныепыли (содержание свинца450, сурьмы2,20;) 8 6,8 (3)Содово сульфатная смесь содержала253 сульфата и 75 карбоната натрия,Перемешанные компоненты загружалив печь и нагревали до расплавления втечение 1 ц, а .затем температуру наповерхности расплава поднимали до125 С при температуре на дне свинцовой ванны 750 С. При этих температурах расплав выдерживали в течение30 мин, э после этого за 30 мин доокончания плавки загружали железную стружку в количестве 1 кг (0,8от 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 очистку80,0 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 пылями, соста вило, кг: свинца 74,6 и сурьмы 6,08.В результате плавки было получено, кг:Свинцово"сурьмяный 0сплавЗлакПыль (оборотная) 6,0Содержание свинца в шлаке составило 1,2, 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.П р и м е р 2. На плавку направлялась шихта в количестве 126,0 кг при следующем соотношении компонентов, кг:Вторичноесвинцовое 25сырьеСодово-сульфатная смесь 8 6,8 (4)Кокс 6 4,1 (3)Кварц 2 1,4 (Г)Известняк 2 1,4 (3)Оборотныепыли (содержание свинца454, сурьмы352,2 Ж) 8 6;8 (Ж)Содово-сульфатная смесь содержала 153 сульфата и 851 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 50 ванну воздухом, обогащенным киспородом. Общее время плавки от начала разогрева до окончания продувки воздухом составило 2 ч 30 мин.55После этого производили раздель" ный выпуск чернового свинца и шлака. Пылегазовую фазу направляли на очист 93 6ку и уловленную пыль возвращали вшихтуОбщее количество свинца и сурьмы,поступившее в плавку с аккумуляторным ломом и оборотными пылями составило, соответственно, 74,6 кг и6,08 кг.В результате плавки было получено, кг:Свинцово"сурьмяный сплав 80,0шлак 14,2Пыль (оборот,2ная)Содержание свинца в шлаке составило 1,2 Ф, а сурьмы 0,24. При этомсо шлаком потерялось 0,168 кг свинца и 0,028 кг сурьмы. Извлечениесвинца составило 98,84; сурьмы "98,8,П р и м е р 3. На плавку направляли шихту в количестве 130 кг при следующем соотношении компонентов, кг:Аккумуляторныйлом 100 77,0 (Ж)Содово-сульфатная смесь 86;15 1 Ж)Кокс 6 4,65 Д)Кварц 2 1,5(Ж)Известняк 2 1,5(Ф)Оборотная пыль(содержаниесвинца 453,сурьмы 2,23) 12 9,2 (4)Содово-сульфатная смесь содержала54 сульфата натрия и 953 карбонатанатрия.Перемешанные компоненты загружалив печь и нагревали до расплавления втечение 1 ч, а затем температуру наповерхности поднимали до 1300 С притемпературе на дне свинцовой ванны650 С. При этих температурах расплаввыдерживали в течение 30 мин, а затем за 90 мин до окончания плавки заг-,ружали железную стружку в количестве 3 кг (2,3 вес. В шихты) и продува"ли свинцовую ванну воздухом, обогащенным кислородом.Общее время плавки от начала нагрева до окончания гродувки составило2 ч 45 мин.После этого производили раздельныйвыпуск чернового свинца и шлака. Пылегазовую фазу направляли на очисткуи уловленную пыль возвращали в шихту.Общее количество свинца и сурьмы,поступающее в плавку с аккумуляторным ломом и оборотной пылью, соста899693 Составитель К. ДьякоповТехред Л.Пекарь Корректор Л. Шеньо Редактор 8, Данко Заказ 12092/37 Тираж 656 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул, Проектная,7вило, соответственно, 76,4 кг и 6,16 кг.В результате плавки было получено кг:Свинцово-сурьмяный5сплав 82Шлак 15Пыль 7Содержание свинца в шлаке составило 1,14, а сурьмы - 0,2. При этом 1 о со шлаком потерялось 0,165 кг свинца и 0,03 кг сурьмы.Извлечение свинца и сурьмы составило, соответственно, 98,93 и 98,24.115В 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 позволяета) повысить извлечение свинца на1,3-1,й 15б) повысить извлечение сурьмы на7,0-7,6 г; 8в) сократить продолжительность процесса;г) увеличить производительностьплавильного агрегата.Формула изобретенияСпособ переработки аккумуляторного лома, включающий электроплавку его с содово-сульФатной смесью,углеродсодержащим восстановителем, известняком и железистым материалом сполучением свинца, о т л и ч а ющ и й с .я тем, что, с целью повышения степени извлечения свинца и сурьмй в сплав и сокращения продолжительности процесса, электроплавку ведутпри температуре на поверхности расп"лава 1250- 1350 С, температуре свинца 650-750 С, железистый материалзагружают за 30-,90 мин до окончанияплавки и свинцовую ванну продуваютвоздухом, обогащенным кислородом.Источники инФормации,принятые во внимание при экспертизе1. Гудкевич В. М. и др. Способыпереработки лома свинцовых аккумуляторов, М Металлургиздат, 1979,с. 39-40,