Способ рафинирования черных металлов из меди

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 9) (П С 21 С 7/04, С 15/О ОБРЕТЕНЕПЬСТВУ ю ОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССР О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ ОПИСАНИЕ ИЗК АВТОРСКОМУ СВИДЕТ(56) Авторское свидетельство СССРР 908891, кл. С 22 В 15/10, 1982.Патент Японии 9 50-27017,кл, С 22 В 15/00, 1975.Авторское свидетельство СССРВ 777068, кл. С 21 С 1/04, 1980.;,ЧЕРНЫХ МЕТАЛЛОВ ОТ МЕДИ, включающийих расплавление, введение в расплав обезвоженных серосодержащих материалов в потоке газа-носителя, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с цельюпредварительного отделения меди отчерных металлов, покрытых медью,повышения степени рафинирования ивыхода товарной меди, железомедныйбиметаллический скрап шихтуют С углеродсодержащими материалами вколичестве 68-128% от массы и смесьсульфатов и хлоридов щелочных металлов, выдерживают при 500-870 С, полученный солевой расплав отделяют отметаллической массы и обрабатываютокислительным газом при 950-1050 С,а затем восстановительным газом при1100-1300 С.1224343 14-1717-2117-21Остальное Хлористый натрийХлористый калийСернокислый калийСернокислый натрий 1(ж 1 2 О(лс)2. Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что в качестве смеси сульфатов и хлоридов щелочных металлов используют смесь следующего состава, мас.7:Хлористый натрий 24-29 Сернокислый натрий Остальное 3. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я . тем, что в качестве смеси Изобретение относится к техноло" гиц рафинирования черных металлов от меди, например бпметаллов сталь - медь, электродвигателей, амортизационного металлолома, загрязненного включениями меди и т.д.Целью изобретения является предварительное отделение меди от черных металлов, покрытых медью, повышение степени рафинирования и выхода товарной меди.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу рафинирования черных металлов от гледи,включающему их расплавление, введение в расплав обезноженных серосодержащих материалов в потоке газа-носителя, железомедный биметаллический скрап шихтуют с углеродсодержащими материалами в количестве 68-1281 от массы меди и смесью сульфатов и хлоридов щелочных металлов, выдерживают прио500-870 С, полученный солевой расплав отделяют от металлической массы и обрабатывают окислительным газом при 950-1050 С, затем восстановительным газом при 1100-1300 С.В качестве смеси сульфатов и хлоридов щелочных металлов используют смесь следующего состава, мас.7:Хлористый натрий 24-29Сериокислый натрий ОстальноеВ качестве смеси сульфатов и хлоридов щелочных металлов используют смесь следующего состава, мас.7:Хлористый натрии14-17Хлористый калий . 17-21Сернокислый калий 17-21Сернокислый натрий ОстальноеСпособ выработки основан на том, что в температурном интервале 500- . сульфатов и хлоридов щелочных металлов используют смесь следующего состава, мас.7.: 2870 С в присутствии углеводородсодержащего материала протекают следующие реакции:БаБОц (ж) + 4 С= Иа Б . + 4 СО 5БО) + 4 С(т) = К,Я(ж) + 4 СО),яа Б, ) + Сц )= аСцБ( )+ Иа( ); 10 К Б + Сц) = КСцЯ )+ К,) .аСцБ и КСцБ обладают большей%плотностью, чем другие соли и под, действием гравитационной силы посту 15 пают в зону с температурой 950 -1050 С.1а (ж) В зоне температур 950-1050 С происходят следующие реакции:1аСцБ )+ 20, ,+ -- Ба,О( 25(чс 1 2 2 (г) отношении, мас. : хлористьпЪ натрий17; хлористый калий 21; сернокислыйкалий 21; сернокисльп 1 натрий оста."сьное, Полученную смесь выдерживали 45 фпри 500 С и течение 30 мин. Расход 50 збнаружена медь н количестве О, 14 ;масса черных металлов 29,25 г; степень рафинирования от меди 98,6 ;; извлечение меди пз железоведного биметаллического скрапа 98,7переход В зоне температур 1100-1300 С происходят следующие реакции: 1 1 Сц О + - -СН 2 2 (к) 8(г)=Сц + - -НО,+- - -СО8 1 . 1 Сц О,+ -- Н2 2 (ж 1 2а(1 Способ осуществляется следующим образом н устройстве, представленном на чертеже.В емкость заливают смесь сульфатов и хлоридов щелочных металлов при 1300 С и загружают углеродсодержащие материалы через загрузочньй конус 1. В верхнюю зону 2 емкости обработки расплавом сульФатов и хлоридов щелочных металлов непрерывно вводят железомедный биметаллический скрап и углероцсодержащие материалы В зону 3 окисления температур 950 о1050 С вводят окислительньй газ, в зону 4 восстановления температур 1 100-1300 С вводят восстановительный газ. Из верхней зоны 2 очищенный"от меди скрап непрерывно выгружают и направляют на плавление в зону 5. Из нижней зоны 4 металлическую медь периодически отбирают снизу. Расплавленные черные металлы непрерывно рафинируют обезноженными серосодержащими материалами н потоке газа-носителя и восстановителя. Рафинированные черные металлы отбирают периодически снизу из зоны 5, а расплав солей, образовавшийся при рафинировании, направляют на обработку черных металлов, покрытых медью при 500-8 О С в зону 2.П р и м е р 130 г черных металлов, покрытых медью, имеющих 1 Омеди в виде покрытия и 0,07 . меди, растворенной в железе, шихтовали с солями, взятыми в .следующем соотношении, мас. : хлористый натрий 10; хлористьй калий 14; сернокислый калий 14; сернокислый натрий остальное.Полученную смесь выдерживают при 470 С в течение 30 мин. Расход угле- , родсодержащего материала - 50 от массы меди в покрытии, а солеи, использованных на шихтование, - 54 от массы железомедного биметаллического скрапа. После отделеп 1 я солевого расплава от металлической массы в черных металлах была обнаружена медь в количестве 3,07 . Степень рафинирования от меди составила 69,5 .Таким образом, остаточная концентрация меди в черных металлах слишком велика и, следовательно, не получен положительньй эффект.П ф,и м е р 2. 32,76 г черных металлов, покрытых медью, имевших 103 меди н виде покрьггия и 0,07 меди, растворенной в железе, шихтовали с солями, взятьпл в следующем соотноюшенин, мас. : хлористьп натрий 14; хлористый калий 17; сернокислый калий 17 ф, сернокислый натрий остальное. Полученную смесь выдерживали при 500"С в течение 30 мин. Расход углеродсодержащего материапа - 128 от массы меди в покрытии, а солей, использованных на шихтование, - 54 от массы железомедного биметаллического скрапа. После отделения соленого расплава от металлической массы в черных металлах была обнаружена медь в количестве 0,15 .; масса черных металлов 29,34 г; степень рафинирования от меди 98,53; извлечение меди из желеэомедпого биметаллического скрапа 98,6 .; переход железа в соленой расплав 0,49П р и и е р 3, 32,78 г черньпс металлов, покрытых медью, имевших 103 меди в виде покрьггия и 0,07 меди, растворенной н железе, шихтова,ли с солями, вэятьпп в следующем со" углеродсодержащего материала составил 128 от массы меди в покрытии,а солей, использованных на шихтовапе, - 54 . от массы железомедногобиметаллического скрапа. После отделения соленого расплава от металлической массы в черных металлах была железа в соленой расплав 0,79 .51224П р и м е р,4. 40 г черных металлов, покрытых медью, имевших 10% меди в виде покрытия и 0,07% меди, растворенной в железе, шихтовали с солями; взятыми в следующем соотношении, мас.%: хлористый натрий 24; серцокислый натрий остальное. Полученцую смесь выдерживали при 650 С в течение 23 миц, Расход углеродсодержащего материала - 90% от массы 1 О меди в покрытии, а солей, использованных на шихтование, - 31,37. от массы железомедного биметаллического скрапа. После отделения солевого расплава от металлического массы в черных металлах обнаружено 0,1357 меди, масса черных металлов 35,6 г; степень рафинирования от меди 98,67; извлечение меди из железомедцого би,металлического скрапа 98,87; переход 20 железа в солевой расплав 1,1%.П р н м е р 5. 40,15 г черных металлов, покрытых медью, имевших 10% меди в виде покрытия и 0,07% меди, растворенной в железе, шихтова ли с солями, взятыми в следующем соотношении, мас./: хлористый натрий 29; серцокислый натрий остальное. Полученную смесь выдерживали при 650 С в течение 23 мин. Расход угле- ЗО родсодержащего материала составил 907 от массы меди в покрытии, а солей, использованных на шихтовацие - 31,37 от массы железомедного биметаллического скрапа. После отделения солевого расплава от металлической массы в черных металлах была обнаружена медь - 0,137.; масса черных металлов 35,5 г; степень рафинирования от меди,98,77; извлечение меди из железомедного биметаллического скрапа 98,8/; переход железа в солевой расплав 1,87.П р и м е р б. 45 г черных метал-лов, покрытых медью, имевших 107. ме ди в виде.покрытия и 0,07 меди, растворенной в железе, шихтовали с солями, взятыми в следующем соотношешп, мас. ; хлористый натрий 29; сернокислый натрийостальное.Получениую, 50 смесь выдерживали при 870 С в течение 10 миц. Расход углеродсодержащего материала - 90% от массы меди в покры- . тии, а солей, использованных ца шихтование, - 31,3% от массы железомед ного биметаллического скрапа. После отделения солевого расплава от металлической массы в черных металлах об 343 б наружено 0,127 меди; масса черных металлов 39,69 г; степень рафинирования от меди 98,87.; извлечение меди из железомедного биметаллического скра" па 98,97.; переход железа в солевой расплав 2,07.Пример 7. 30 кг солей, взятые в соотношении, мас.7; хлористый натрий 29; сернокислый натрий остальное, смешивали с углеродсодержащими материалами при соотношении смесь солей : углеродсодержащий материал - 3,5: 1, расплавляли, нагревали до 1300 С и заливали в емкость. В верхнюю зону емкости непрерывно подавали на обработку черные металлы, покрьггые медью, имевшие 10% меди в виде покрытия и 0,07% меди, растворенной в железе, смешанные с углеродсодержащими материалами (68/ ог массы меди в покрытии). Из верхней зоны черные металлы непрерывно выгружали и направляли на плавление. Через 1 мин посленачала рафинирования в емкость в зону температур 950 С подавали кислорода из расчета 107. от массы загружаемых в единицу времени черных металлов, покрытых медью, а в зону температу.ры 1100 С подавали угарный газ из расчета 4,387, от массы загружаемых в единицу времени черных металлов, покрьггых медью. В верхней зоне установилась температура 500-870 С, в среднейзоне температура поднялась на 100 С, а в нижней зоне - на 200 С. После рафинирования 30 кг черных металлов, покрытых медью, и последующего их расплавления отбирали пробу на.химический анализ. Концентрация меди в них составила 0,127.; степень рафинирования от меди - 98,87.В расплав черных металлов при1450 С дали соли, взятые в соотношении, мас. : хористый натрий 29; сернокислый натрий остальное, .в потоке кислорода и углеродсодержащего материала. Расход солей - 10%, углеродсодержащих материалов - 0,57 и кислорода - 0,27 от массы загружаемых в единицу времени железомедного биметаллического скрапа Расход кислорода снизили в емкость на 12,5/, а угарный газ заменили на эквивалентное количество газа, отходящего из верхней зоны емкости. В таком режиме было рафинировано все"Заказ 1892/25 Тираж 552 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г,ужгород, ул.Проектная,4 7го 1000 кг черных металлов, покрытыхмедью, за 200 мин. Средний расходуглеродсодержащих материалов соста-вил 817. от массы меди в покрытии,солей - 47., кислорода - 97., угарногогаза - 0,137. от массы железомедногобиметаллического скрапа,После рафинирования в черных металлах обнаружено меди 0,067.; степень рафинирования от меди 99,47;масса полученных черных металлов,895,5 кг; выход железа 99,57 О; извлечение меди из железомедного биметаллического скрапа 99,47; концентрацияжелеза в меди 0,047. 15П р и м е р 8. 30 г черных металлов, покрытых медью, имевших 107 меди в виде покрытия и 0,077 меди,растворенной в железе, шихтовали ссульфатом натрия. Полученную смесь 2 Овыдерживали при 960 С в течение10 мин. Расход углеродсодержащегоматериала - 907 от массы меди в покрытии, расход сульфата натрия -22, 27 от массы железомедного биметаллического скрала. После отделениясолевого расплава в черных металлахобнаружено 0,097. меди; масса черныхметаллов 24,04 г; степень рафинироР343 8вания от меди 99,12; извлечение меди из железомедного биметаллического скрапа 99,27; переход железа в солевой: расплав 117 Потери натрия в виде паров за счет протекания ре- акции составляет 507 от его загрузки наобработку в виде. сульфата натрия,т,е. для проведения рафинированиянеобходимо непрерывно подавать свежий сульфат натрия из расчета намассу меди, содержащейся в железомедном биметаллическом скрапе. Таким образом, осуществление способа с параметрами выше верхнего предела дает слишком высокие потери железа и натрия в процессе обработки, что приводит к повышению стсимости и усложнению процесса рафинирования.Как видно из приведенных примеров, использование предложенного способа повышает производительность и упрощает процесс рафинирования от меди черных металлов.