Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ ЧЕРНОВОГО СВИНЦА ОТ МЕДИ

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при рафинировании чернового свинца, аккумуляторного лома, вторичного свинца и свинцовых вторичных сплавов.

Известен способ рафинирования свинца (SU 901317, опубл. 30.01.1982), включающий расплавление свинца, обезмеживание путем обработки расплава железосодержащим материалом, в качестве которого используют клинкер вельц-печи при 3-4-5-кратном расходе металлического железа по отношению к содержанию мышьяка в свинце.

Недостатком является необходимость последующего рафинирования свинца от примесей, содержащихся в клинкере.

Известен способ рафинирования чернового свинца или свинцовых сплавов от меди (пат. RU №2323987, опубл. 10.05.2008), включающий расплавление чернового свинца или свинцового сплава, введение в расплав предварительно нагретого до 80-120°C металлического цинка, образующего с медью химическое соединение, при температуре расплава 410-450°C, последующее перемешивание расплава и удаление образующегося химического соединения в виде съема.

Недостатками являются необходимость последующего рафинирования свинца от металла и перегрев свинца выше температуры плавления цинка, т.е. дополнительные энергетические затраты.

Известен способ рафинирования чернового свинца от меди (обезмеживание) (Производство цветных металлов. Н.И. Уткин. - М.: Интермет Инжиниринг, 2002 г. - С.247-248), принятый за прототип и включающий грубое обезмеживание ликвацией и тонкое обезмеживание при температуре расплава 335-345°С, осуществляемое введением в расплав серы, образующей с медью химическое соединение, перемешиванием расплава и удалением образующегося химического соединения в виде съема.

Недостатком является высокий расход серы, образование большого количества сернистого ангидрида над ковшом.

Техническим результатом изобретения является снижение расхода серы и сокращение выбросов в окружающую среду вредного вещества - сернистого ангидрида.

Технический результат достигается тем, что в способе рафинирования чернового свинца от меди, включающий расплавление чернового свинца, грубое обезмеживание ликвацией и тонкое обезмеживание при температуре расплава 335-345°C, осуществляемое введением в расплав серы, образующей с медью химическое соединение, перемешиванием расплава и удалением образующегося химического соединения в виде съема, серу нагревают до температуры 130-150°C и вводят в жидком состоянии в нижнюю часть расплава.

Нагрев серы до температуры 130-150°C обеспечивает получение оптимальной вязкости (жидкотекучести) расплавленной серы. При нагреве серы ниже 130°C вязкость серы высока. Также при перегреве серы выше 150°C резко увеличивается вязкость и, соответственно, энергозатраты на ее подачу в расплавленный черновой свинец.

Введение серы в жидком состоянии в нижнюю часть расплава обеспечивает равномерное растворение серы во всем объеме расплавленного чернового свинца, эффективное протекание реакции образования сульфида меди, удаляемого в виде съема, т.е. снижение расхода серы, а также, предотвращение контакта серы с окружающей средой, следовательно, уменьшение образования значительных выбросов сернистого ангидрида.

Способ рафинирования чернового свинца от меди поясняется принципиальной схемой на фигуре 1, где изображены: 1 - емкость для чернового свинца; 2 - нагреватель; 3 - съемная крышка; 4 - перемешивающее устройство; 5 - теплоизоляционный трубопровод; 6 - дозирующий насос; 7 - трубопровод; 8 - расходная емкость для расплавленной серы.

Способ осуществляют следующим образом. Емкость для рафинирования чернового свинца 1 устанавливают в нагреватель 2. Черновой свинец нагревают и поддерживают температуру расплавленного свинца 335-345°С. Сверху емкости 1 устанавливают съемную крышку 3 в комплекте с перемешивающим устройством 4, теплоизолированным трубопроводом 5 и дозирующим насосом 6, к которому предварительно присоединяют трубопровод 7 для подачи расплавленной серы из расходной емкости 8 при температуре 130-150°С. В расходной емкости 8 серу нагревают до температуры 130-150°C за счет пара или другого источника тепла. Из расходной емкости 8 расплавленную серу при температуре 130-150°C вводят с помощью дозирующего насоса 6 в нижнюю часть расплава емкости 1 под перемешивающее устройство 4. Жидкую серу вводят при работающем перемешивающем устройстве 4.

Пример 1. В емкости, выполненной из жаростойкой стали, 10 кг чернового свинца, содержащего 0,1% (масс.) меди, нагревали до температуры 340°C, устанавливали перемешивающее устройство (мешалку) и подавали твердую гранулированную серу в течение 10 минут в воронку, образованную в черновом свинце перемешивающим устройством. Содержание меди в обезмеженном свинце равно 0,005%. Расход твердой серы составил 0,01 кг. При обезмеживании заметно образование сернистого ангидрида.

Пример 2. В тех же условиях в расплавленный свинец в нижнюю часть емкости под мешалку подавали предварительно расплавленную серу при температуре 140°C в течение 10 минут. Содержание меди в обезмеженном свинце равно 0,005%. Расход предварительно расплавленной серы составил 0,008 кг. Образование сернистого ангидрида минимально.

Таким образом, способ позволяет снизить расход серы и сократить выброс в окружающую среду вредного вещества - сернистого ангидрида.