DE912153C - Process for removing bismuth from lead - Google Patents
Process for removing bismuth from leadInfo
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Description
Verfahren zur Entfernung von Wismut aus Blei Die Erfindung bezieht sich auf die Entfernung von Wismut aus entsilbertem Blei, dessen Wismutgehalt bereits durch Zusatz von Alkali- und/oder Erdalkalimetallen erniedrigt ist.Method for Removing Bismuth from Lead The invention relates to focuses on the removal of bismuth from desilvered lead, the bismuth content of which is already is decreased by the addition of alkali and / or alkaline earth metals.
Weitere Ziele, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung hervor.Other objects, features and advantages of the invention will be apparent from the following Description.
Als Ausgangsmaterial für das Verfahren gemäß der Erfindung dient ein vorentwismutiertes Blei, welches neben Wismut ein Entwismutierungsmittel aus der Gruppe der Alkali- und Erdalkalimetalle enthält.A is used as the starting material for the method according to the invention previously de-bismuted lead, which, in addition to bismuth, is a de-mutating agent from the Contains group of alkali and alkaline earth metals.
Zur Vorentwismutierung wird geschmolzenes, entsilbertes Blei in einem gußeisernen Kessel auf einer Temperatur von ungefähr 37z° gehalten und die oxydische Krätze entfernt. Die Alkali- und/oder Erdalkalimetalle, z. B. Calcium, werden dem Bad als Bleilegierung, z. B. als Pb-Ca- oder Pb-Ca-Mg-Legierung eingerührt. Das Bad wird bei ungefähr 349° gehalten, bis eine gleichmäßige Verteilung erzielt ist. Nun kann die Krätze, die den größeren Teil des Wismuts enthält, durch Abschäumen entfernt und in beliebiger Weise aufgearbeitet werden. Der Kessel wird dann langsam abgekühlt, und aus dem zuerst erstarrenden Teil des Metalls werden Blöcke und Ränder gebildet, die den Rest des Wismuts enthalten, das sich abscheidet. Das Bad enthält jetzt beispielsweise etwa 0,03 bis 0,05 % Ca und etwa o,o45 °/o Bi. Für jede gegebene Temperatur gibt es Löslichkeitsgrenzen, unterhalb deren Wismut nicht entfernt wird. Indessen ist es praktisch unmöglich, diese Grenzwerte zu erreichen, weil es sehr schwierig ist, die entstehende Krätze physikalisch von dem Metall zu trennen.For the preliminary de-bismutation, molten, desilvered lead is kept in a cast-iron kettle at a temperature of about 37 ° and the oxidic dross is removed. The alkali and / or alkaline earth metals, e.g. B. calcium, the bath as a lead alloy, z. B. stirred in as a Pb-Ca or Pb-Ca-Mg alloy. The bath is held at approximately 349 ° until even distribution is achieved. The dross, which contains the greater part of the bismuth, can now be removed by skimming and processed in any way. The kettle is then slowly cooled and the portion of the metal that solidifies first is formed into blocks and rims that contain the remainder of the bismuth that precipitates. The bath now contains, for example, about 0.03 to 0.05% Ca and about 0.045% Bi. For any given temperature there are solubility limits below which bismuth is not removed. However, it is practically impossible to reach these limits because it is very difficult to physically separate the resulting dross from the metal.
Bei der erfindungsgemäßen Arbeitsweise wird die Krätze so verändert, daß sie sich leicht von dem Metall trennt, so daß es möglich ist, den Wismutgehalt bis auf die tatsächliche Löslichkeitsgrenze für die jeweilige Temperatur zu senken. Zum Beispiel liegt bei 338° nach der Entwismutierung von Blei mit Alkali-und/oder Erdalkalimetallen ein Zweiphasensystem vor, d. h. geschmolzenes Blei mit eingeschlossenen Alkali-und Erdalkaliverbindungen des Wismuts sowie mit Blei. Das entfernbare Wismut liegt also in Form fester Verbindungen vor. Gemäß der Erfindung wird nun durch den Zusatz eines Abstimmungsmittels der physikalische Zustand dieser festen Wismutverbindungen von dem einer nassen zu einer trockenen Mischung verändert und dadurch eine vollständige Trennung vom flüssigen Blei leicht durchführbar.In the procedure according to the invention, the scabies is changed in such a way that that it separates easily from the metal so that it is possible to reduce the bismuth content down to the actual solubility limit for the respective temperature. For example is at 338 ° after the demutation of lead with alkali and / or Alkaline earth metals present a two-phase system, d. H. molten lead with trapped Alkali and alkaline earth compounds of bismuth and with Lead. That Removable bismuth is therefore in the form of fixed connections. According to the invention the physical state of this is now due to the addition of a tuning agent solid bismuth compounds changed from that of a wet to a dry mixture and thereby a complete separation from the liquid lead can easily be carried out.
Wenn z. B. Calcium zur Entwismutierung benutzt wird, enthält das Bad nach Entfernung der ausgeschiedenen Krätze restliches Calcium sowie etwas Wismut (ungefähr 0,04 bis 0,o5 °/o). Dieses letztgenannte scheidet sich nicht ab, sondern bleibt an einen Teil des restlichen Calciums als Calciumwismutid gebunden. Die Gesamtmenge dieses restlichen Calciumshängt von der ursprünglich dem Bad zugesetzten Menge sowie dem ursprünglichen Wismutgehalt des Bades ab.If z. B. Calcium is used for dismutation, contains the bath residual calcium and some bismuth after removal of the excreted scabies (about 0.04 to 0.05%). The latter does not separate itself, but rather remains bound to part of the remaining calcium as calcium bismuthide. The total amount this residual calcium depends on the amount originally added to the bath as well the original bismuth content of the bath.
Wenn es auch nicht völlig gesichert ist, ob mit den vorstehenden Erklärungen der wirkliche Zustand des Systems im einzelnen richtig beschrieben ist, erlaubt es diese Anschauung doch, die beobachteten Ergebnisse zu erklären. Wenn z. B. Chlor eingeleitet wird, wird Ca entfernt, jedoch nicht Bi, da Chlor mit dem Ca unabhängig davon reagiert, ob es lediglich im Blei gelöst ist oder ob es in Form einer eingefrorenen Ca-Pb-Legierung oder als ein eingefrorenes Calciumwismutid vorliegt; Chlor reagiert natürlich mit dem Blei des Bades eher als mit dem Wismut. Stoffe wie Kohlenmonoxyd, Kohlendioxyd, Sauerstoff und Schwefel entfernen bei der niedrigen Temperatur des Verfahrens keine nennenswerten Mengen von Ca sowie von Bi, selbst wenn Ca größtenteils ungebunden ist. Bei Verwendung solcher Stoffe erhält man auf der Oberfläche des Bleis eine nasse Krätze, erreicht aber keine merkliche Entfernung von Ca oder Bi. Das gilt auch für alle anderen Alkali- und/oder Erdalkalimetalle.Even if it is not completely certain whether with the preceding explanations the real state of the system is correctly described in detail, is allowed it is this view that explains the results observed. If z. B. Chlorine is introduced, Ca is removed, but not Bi, since chlorine is independent with the Ca it reacts whether it is only dissolved in the lead or whether it is in the form of a frozen one Ca-Pb alloy or as a frozen calcium bismuthide; Chlorine reacts with the lead of the bath, of course, rather than with the bismuth. Substances such as carbon monoxide, Remove carbon dioxide, oxygen and sulfur at the low temperature Process no appreciable amounts of Ca as well as Bi, even if Ca for the most part is unbound. When using such substances you get on the surface of the Leads a wet scabies but does not achieve any appreciable removal of Ca or Bi. This also applies to all other alkali and / or alkaline earth metals.
Es wurde nun gemäß der Erfindung gefunden, daß man durch Zusatz gewisser Klassen organischer Verbindungen den restlichen Bi- und Ca-Gehalt der Schmelze sehr stark herabsetzen kann. Hierfür eignen sich im allgemeinen eiweißartige Stoffe, wie Leim, Kasein, getrocknetes Blut; Kohlehydrate, wie Stärke, Mehl, Zucker, Cellulose, Gummiarabikum; sowie aliphatische Polycarbonsäuren, insbesondere Weinsäure. Diese Stoffe bilden bei ihrer thermischen Zersetzung bei der Temperatur der Schmelze Kohlenstoff.It has now been found according to the invention that by adding certain Classes of organic compounds greatly reduce the residual Bi- and Ca-content of the melt can greatly reduce. Protein-like substances are generally suitable for this, like glue, casein, dried blood; Carbohydrates, such as starch, flour, sugar, cellulose, Gum arabic; and aliphatic polycarboxylic acids, especially tartaric acid. These When thermally decomposed, substances form carbon at the temperature of the melt.
Durch den Zusatz dieser Stoffe zu einem vorher entwismutierten Bad werden sowohl die restlichen Entwismutierungsmittel (z. B. Ca, Mg, K) als auch Bi entfernt. Anscheinend verbinden sich die Zersetzungsprodukte dieser Zusatzstoffe bei der Temperatur des Bades (338°) selektiv, jedoch ziemlich langsam mit dem freien Zusatzmetall (z. B. Ca), aber nicht mit jenem Teil des Ca, der an Bi chemisch gebunden ist. Dadurch entsteht ein Zustand, der das Calciumwismutid physikalisch trennbar von der Schmelze macht. In der Praxis wird dabei eine trockene Krätze erhalten, die leicht abgeschäumt werden kann. Dabei wird Bi bis fast zur äußersten Löslichkeitsgrenze des Wismutides im Bad bei der jeweiligen Konzentration des Alkali- bzw. Erdalkalimetalls entfernt.By adding these substances to a previously dismuted bath both the remaining dismutation agents (e.g. Ca, Mg, K) and Bi removed. Apparently the decomposition products of these additives combine selective at the temperature of the bath (338 °), but rather slow with the free one Additional metal (e.g. Ca), but not with that part of the Ca that is chemically bound to Bi is. This creates a state in which the calcium bismuth is physically separable from the melt makes. In practice a dry scabies is obtained, which can be easily skimmed off. In the process, Bi is almost up to the extreme limit of solubility of bismuth in the bath at the respective concentration of the alkali or alkaline earth metal removed.
Die Entfernung des Wismuts nach der Erfindung wird weiter durch das folgende Beispiel näher erläutert. Beispiel Zoo Gewichtsteile mit Alkali- und/oder Erdalkalimetallen vorentwismutiertes Blei wurden in einem Kessel geschmolzen und mit i,1 Gewichtsteilen organischem Zusatzmittel in fünf Teilbeträgen von je o,22 Gewichtsteilen versetzt. Das Zusatzmittel wurde in den von einem Rührer erzeugten Wirbel des Bades eingeführt, dessen Temperatur auf 332 bis 335° gehalten wurde. Es schied sich eine trockene schwarze Krätze ab, die bei 343° abgeschäumt wurde. Die mit den verschiedenen Zusätzen erzielten Ergebnisse sind in untenstehender Tabelle zusammengestellt.The removal of the bismuth according to the invention is further through the the following example is explained in more detail. Example zoo parts by weight with alkali and / or Alkaline earth metals previously de-bismuthed lead were melted in a kettle and with 1.1 part by weight of organic additive in five partial amounts of 0.22 each Parts by weight offset. The additive was added to the generated by a stirrer Vortex of the bath introduced, the temperature of which was kept at 332 to 335 °. A dry black scabies deposited, which was skimmed off at 343 °. The results obtained with the various additives are shown in the table below compiled.
Zum Verständnis dieser Vorgänge muß man von folgenden Tatsachen ausgehen: Durch Zusatz von Calcium zu Bi-haltigem Blei bilden sich Calciumwismutid und durch zusätzliche Mengen Calciumplumbid. Der Ca- und Bi-Gehalt des theoretisch erreichbaren Gleichgewichtes von Blei, Calciumwismutid und Calciumplumbid läßt sich praktisch durch Zusatz von Alkali- und/oder Erdalkalimetallen auch bei wiederholter Erhitzung und Seigerung nicht erzielen, das praktisch erreichbare Gleichgewicht hat vielmehr höhere Ca- und Bi-Gehalte.To understand these processes, one must start from the following facts: By adding calcium to lead containing Bi, calcium bismuth is formed and through additional amounts of calcium plumbid. The Ca and Bi content of the theoretically achievable Equilibrium of lead, calcium bismuth and calcium plumbid can be practically by adding alkali and / or alkaline earth metals even with repeated heating and not achieve segregation, rather has the practically achievable equilibrium higher Ca and Bi contents.
Setzt man Calciumwismutid zu Ca-freiem Blei zu, löst es sich in diesem
auf. Enthält aber das Blei bereits Ca, so wird die Löslichkeit des Calciumwismutids
proportional dem Calciumgehalt herabgesetzt. Bei Anwesenheit von Magnesium wird
die Löslichkeit des Wismutids weiter sehr stark herabgesetzt. Entwismutierende Wirkung
der erfindungsgemäßen Zusätze
Die erfindungsgemäß vorgeschlagenen Zusätze scheiden bei thermischer Zersetzung bei Badtemperatur (332 bis 335°) Kohlenstoff ab, weshalb die gebildete trockene Krätze in jedem Falle schwarz ist. Infolge der niedrigen Badtemperatur ist der naszierende Kohlenstoff hochaktiv, übt also auf die im Bad suspendierten Calciumwismutidteilchen eine starke Adsorptionsfähigkeit aus. Dadurch wird also die trockene schwarze Krätze gebildet, während der restliche Wismutgehalt des Bades bis auf die theoretische Gleichgewichtskonzentration bei dem jeweils vorhandenen Alkali- und/oder Erdalkaligehalt gesenkt wird.The additives proposed according to the invention separate in the case of thermal Decomposition at bath temperature (332 to 335 °) carbon from, which is why the formed dry scabies is black in any case. Due to the low bath temperature the nascent carbon is highly active, i.e. it affects those suspended in the bath Calcium bismuth particles have a strong adsorptive capacity. So this becomes the dry black scabies formed while the remaining bismuth content of the bath except for the theoretical equilibrium concentration for the existing one Alkali and / or alkaline earth content is lowered.
In einem Bleibad bildet Calciumplumbid (CaPb3) eine nasse, breiartige Krätze, die nur schwierig vom Bleibad sauber zu trennen ist und erhebliche Mengen Blei mitreißt, so daß die Entfernung der Krätze erhebliche Bleiverluste zur Folge hat. Dieses Ergebnis wird stets beobachtet, wenn Calcium zu einem Bad von geschmolzenem Blei zugesetzt wird, selbst wenn dieses wismutfrei ist.Calcium plumbid (CaPb3) forms a wet, mushy form in a lead bath Scabies, which are difficult to separate cleanly from the lead bath, and in considerable quantities Lead carries away, so that the removal of the scabies results in considerable lead losses Has. This result is always observed when adding calcium to a bath of molten Lead is added even if it is bismuth-free.
Bei der bisherigen Entwismutierung mit Alkali-und/oder Erdalkalimetallen verhindert dieses schwammige Calciumplumbid im praktisch erreichbaren Gleichgewicht die Abtrennung des Calciumwismutids, sondern hält dieses im ganzen Bad verteilt.With the previous dismutation with alkali and / or alkaline earth metals prevents this spongy calcium plumbid in the practically achievable equilibrium the separation of the calcium bismuth, but keeps it distributed throughout the bath.
Der erfindungsgemäß gebildete aktive naszierende Kohlenstoff reagiert anscheinend mit dem Calciumplumbid unter Bildung von Calciumcarbid. Dadurch kann sich das Calciumwismutid als trockene Krätze abscheiden.The active nascent carbon formed according to the invention reacts apparently with the calcium plumbid to form calcium carbide. This can the calcium bismuth precipitate as dry scabies.
Ein Argument für diese Erklärung liegt in der Senkung des Ca- (und Mg-) Gehaltes des Bades entsprechend der Senkung des Bi-Gehaltes sowie in der Reaktionsfähigkeit der Krätze mit Wasser, wobei Acetylen und Wasserstoff gebildet werden.One argument in favor of this explanation is the lowering of the Ca- (and Mg) content of the bath according to the lowering of the Bi content as well as in the reactivity of dross with water, whereby acetylene and hydrogen are formed.
Daß im praktischen Gleichgewicht das Calciumwismutid in festem Zustand vorliegt, sieht man daran, daß der erfindungsgemäße Zusatz bei höheren Temperaturen unwirksam ist. Unter keinen Umständen scheidet sich etwas Calciumwismutid aus dem Bade ab, bevor letzteres im wesentlichen auf den Erstarrungspunkt von Blei abgekühlt wird, Folglich ist die vorliegende Erfindung bei Temperaturen durchführbar, die so nahe als betrieblich möglich beim Schmelzpunkt des Bleis liegen. Die Temperatur des Bades während der Behandlung soll 338° nicht wesentlich überschreiten.That in practical equilibrium the calcium bismuth in the solid state is present, can be seen from the fact that the additive according to the invention at higher temperatures is ineffective. Under no circumstances does any calcium bismuthide separate out of the Take a bath before the latter cools to essentially the freezing point of lead Thus, the present invention is practicable at temperatures which be as close as operationally possible to the melting point of lead. The temperature of the bath during treatment should not significantly exceed 338 °.
Gemäß der Erfindung läßt sich der endgültige Wismutgehalt des Bleis nach Maßgabe der in das Bad eingeführten Menge Ca und Mg leicht auf 0,o25 0/0 oder weniger bis zu o,ooo5 % Bi senken.According to the invention, the final bismuth content of the lead Depending on the amount of Ca and Mg introduced into the bath, slightly to 0.025 0/0 or lower up to o, ooo5% Bi less.
Die Wirkung der Anwesenheit der Alkali- und/oder Erdalkalimetalle als Entwismutierungsmittel ist in den folgenden Tabellen angegeben. Hierbei ist Ca als Hauptentwismutierungsmittel enthalten. Der schließliche Wismutgehalt des Bleis kann wesentlich unter den niedrigsten in der Tabelle angegebenen Wert (o,oi9 0/0) gesenkt werden durch wiederholte Behandlung bis auf 0,005 %, wobei weitere Calciummengen zugesetzt werden müssen, um den Calciumgehalt des Bades aufrechtzuerhalten. Ein Teil des Calciums kann mit besseren Betriebsergebnissen durch Magnesium ersetzt werden.The effect of the presence of the alkali and / or alkaline earth metals as dismutation agent is given in the following tables. Here is Contains Ca as the main de-bismuth agent. The eventual bismuth content of the Lead can be significantly below the lowest value given in the table (o, oi9 0/0) can be reduced by repeated treatment down to 0.005%, with further Calcium quantities must be added in order to maintain the calcium content of the bath. Part of the calcium can be replaced by magnesium with better operating results will.
5 Zusätze von Stärke, i kg auf gog kg 3 Minuten bei 332° durchmischt
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEA4657D DE912153C (en) | 1940-11-07 | 1940-11-07 | Process for removing bismuth from lead |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DEA4657D DE912153C (en) | 1940-11-07 | 1940-11-07 | Process for removing bismuth from lead |
Publications (1)
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DE912153C true DE912153C (en) | 1954-05-24 |
Family
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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DEA4657D Expired DE912153C (en) | 1940-11-07 | 1940-11-07 | Process for removing bismuth from lead |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE912153C (en) |
-
1940
- 1940-11-07 DE DEA4657D patent/DE912153C/en not_active Expired
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