RU2693670C1 - Способ переработки вакуумной дистилляцией шлака силикатного восстановленного, содержащего сурьму, свинец и серебро - Google Patents
Способ переработки вакуумной дистилляцией шлака силикатного восстановленного, содержащего сурьму, свинец и серебро Download PDFInfo
- Publication number
- RU2693670C1 RU2693670C1 RU2018116918A RU2018116918A RU2693670C1 RU 2693670 C1 RU2693670 C1 RU 2693670C1 RU 2018116918 A RU2018116918 A RU 2018116918A RU 2018116918 A RU2018116918 A RU 2018116918A RU 2693670 C1 RU2693670 C1 RU 2693670C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lead
- silver
- antimony
- mol
- distillation
- Prior art date
Links
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 53
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 47
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 47
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 36
- 239000004332 silver Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000005292 vacuum distillation Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000002893 slag Substances 0.000 title claims abstract description 10
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 6
- 238000004821 distillation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims abstract description 6
- 239000013049 sediment Substances 0.000 claims abstract 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 27
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 16
- 229910001316 Ag alloy Inorganic materials 0.000 abstract description 9
- 239000012535 impurity Substances 0.000 abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 abstract description 8
- 238000000605 extraction Methods 0.000 abstract description 4
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 abstract description 4
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 4
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 abstract description 3
- CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N Fe2+ Chemical compound [Fe+2] CWYNVVGOOAEACU-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 2
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 63
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 16
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 13
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 description 11
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 description 11
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 8
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 7
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 7
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 7
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 6
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 description 4
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005092 sublimation method Methods 0.000 description 3
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 description 2
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910000978 Pb alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- QQHJESKHUUVSIC-UHFFFAOYSA-N antimony lead Chemical compound [Sb].[Pb] QQHJESKHUUVSIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 2
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007664 blowing Methods 0.000 description 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 2
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000011121 sodium hydroxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K Arsenate3- Chemical class [O-][As]([O-])([O-])=O DJHGAFSJWGLOIV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000570 Cupronickel Inorganic materials 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- 229910000990 Ni alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000232219 Platanista Species 0.000 description 1
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N copper nickel Chemical compound [Ni].[Cu] YOCUPQPZWBBYIX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006477 desulfuration reaction Methods 0.000 description 1
- 230000023556 desulfurization Effects 0.000 description 1
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 1
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 238000010304 firing Methods 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 description 1
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 1
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B9/00—General processes of refining or remelting of metals; Apparatus for electroslag or arc remelting of metals
- C22B9/04—Refining by applying a vacuum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B11/00—Obtaining noble metals
- C22B11/02—Obtaining noble metals by dry processes
- C22B11/021—Recovery of noble metals from waste materials
- C22B11/023—Recovery of noble metals from waste materials from pyrometallurgical residues, e.g. from ashes, dross, flue dust, mud, skim, slag, sludge
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B13/00—Obtaining lead
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B30/00—Obtaining antimony, arsenic or bismuth
- C22B30/02—Obtaining antimony
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B5/00—General methods of reducing to metals
- C22B5/02—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes
- C22B5/16—Dry methods smelting of sulfides or formation of mattes with volatilisation or condensation of the metal being produced
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к металлургии цветных и драгоценных металлов и может быть использовано при разделении компонентов Sb-Pb-Ag сплава (шлак силикатный восстановленный). Проводят последовательные стадии вакуумной дистилляции при давлении 0,133-4,4 Па и времени процесса 10 ч. Сначала при температуре дистилляции 896-1250 K возгоняют сурьму на 99-99,9 мол. % с получением сурьмяного конденсата, содержащего 1,81-63,3 мол. % свинца и серебра. Затем при температуре дистилляции 1268-1640 K возгоняют свинец на 94-98 мол. % с получением свинцового конденсата, содержащего 3,58-34,25 мол. % серебра и кубового серебросодержащего осадка. Содержание серебра в кубовом остатке составляет 96,42-65,75 мол. %. Способ обеспечивает высокую степень извлечения легковозгоняемых металлов в газовую фазу и низкое содержание в составе полученных конденсатов трудновозгоняемых металлов-примесей. 2 табл.
Description
Изобретение относится к области металлургии цветных и драгоценных металлов и может быть использовано при переработке вакуумной дистилляцией промпродукта -шлака силикатного восстановленного (ШСВ) от плавки шламов медеэлектролитного производства состава, мас. %: 48-50 Sb; 38-40 Pb; 1,5-2 Ag; 5-5,5 Cu; 1-2 As; 0,5-1 Sn;<0,3 S; 0,2-0,4 Ni; 0,02-0,05 Fe; 0,002-0,005 Zn.
В настоящее время для извлечения легколетучих сурьмы и свинца из состава полиметаллических сплавов используют методы высокотемпературной возгонки (дистилляция в ретортных печах, вакуумная дистилляция, плавка в электропечи, электролиз в расплавленных средах) с присущими им достоинствами и недостатками.
При пирометаллургическом рафинировании чернового свинца очистка от мышьяка, сурьмы и олова основана на большем сродстве этих примесей к кислороду по сравнению со свинцом.
В промышленности применяют два метода окислительного рафинирования свинца - продувкой свинцовой ванны воздухом в отражательных печах и окислением селитрой в присутствии едкого натра (щелочное рафинирование). Второй способ менее вредный и обеспечивает более высокое прямое извлечение свинца.
При щелочном рафинировании окислителем является кислород, который образуется при разложении селитры выше 308°С (581 К). Образующийся плюмбит натрия Na2PbO2 так же участвует в окислении примесей и способствует этому процессу. Арсенаты, анти-монаты и станнаты натрия (Na3AsO4, Na3SbO4, Na2SnO3) нерастворимы в свинце и образуют с едким натром щелочной плав.
По мере насыщения щелочного плава образующимися солями он густеет, что снижает эффективность рафинирования и усиливает захват капель свинца. После насыщения плава примесями до 20-24% его заменяют на новый. Продолжительность операции составляет 6-10 ч. Насыщенный примесями плав подвергают гидрометаллургической переработке с целью извлечения из него ценных компонентов и регенерации щелочи. В черном свинце после щелочного рафинирования остается ~0,02% сурьмы и не более чем по 0,01% мышьяка и олова [см. Пирометаллургическое рафинирование чернового свинца. Доступно на: https://sfadwood.ru/1698428/tovarovedenie/pirometallurgicheskoe_rafinirovanie_chernovogo_svintsa (обращение 19.02.2018)].
Недостатком указанного способа является относительно низкая селективность процесса разделения сурьмы и свинца.
Удаление сурьмы из свинцовых сплавов состава, мас. %: 3,5-4,5 Sb; 0,06 As; 0,045 Cu; 0,033 Sn; 0,014 Bi осуществляют окислительным методом - продувкой чернового свинца воздухом. После шести часов продувки при температуре 600°С (873 К) и расходе воздуха 8,3⋅10-6 м3/с зафиксировали наличие 0,39% сурьмы, после двух часов продувки при температуре 680°С (953 К) и расходе воздуха 24,9⋅10-6 м3/с ее содержание не превышает 0,0036%. Результаты исследования окислительного рафинирования чернового свинца свидетельствуют о том, что 80,7% сурьмы переходит в сурьмянистые плавы и 7,1% - в возгоны. После удаления сурьмы извлечение свинца в металл достигает 92,5% и 7% данного металла переходит в возгоны. Выход плавов составляет около 12% массы свинца. Они обогащены до 55,5% свинцом и до 28% сурьмой, что позволяет использовать их для получения сплавов свинца с высоким содержанием сурьмы. Установлено, что средняя скорость удаления сурьмы составляет 0,186%/ч, что в шесть раз выше, чем при щелочном рафинировании [см. Удаление сурьмы из чернового чернового свинца. Доступно на: http://www.rusnauka.com/24_NTP_2009/Tecnic/50461.doc.htm (обращение 19.02.2018)]
Недостатком указанного способа является относительно невысокая скорость удаления сурьмы и примесей кислородом воздуха. Кроме того, во время окислительного рафинирования образуется устойчивое соединение PbO⋅Sn2O3 с температурой кристаллизации 564°С (837 К), что требует добавления некоторого количество плавов предыдущей операции рафинирования.
Известен способ переработки получаемой при обессеребрении свинца серебристой пены (см. патент 109280 RU, от 01.04.1957, опубликованный 01.01.1958 по кл. С22В 13/06, С22В 4/04).
Недостатком указанного способа является проведение процесса в электрических печах, в которых телом сопротивления служит расплавленный шлак, а температура шлака регулируется изменением погружения электродов в расплав, что не позволяет точно устанавливать и поддерживать температуру процесса возгонки цинка и свинца.
Отгонку свинца и/или цинка при рафинировании медных и никелевых сплавов проводят при температуре свыше 950°С (1223 К) в вакуумной камере (133 Па) на протяжении 15-60 мин. Возгоны свинца и/или цинка конденсируют более холодным расплавленным свинцом - свыше 450°С (723 К), орошающим насадку конденсатора (см. патент 2490341 RU от 15.12.2011, опубликованный 28.08.2013 по кл. С22В 9/04; С22В 15/14).
Недостатком указанного способа является относительно высокая температура процесса, способствующая переходу в газовую фазу значительного количества меди и/или никеля и снижающая селективность процесса возгонки свинца.
При комплексной обработке и утилизации отходов выплавки драгоценных металлов ДМ, содержащих Si; Al; Pb; Cu; Au; Ag; Pt; Pd, после гидрометаллургического удаления кремния, меди, алюминия и плавления шлака выщелачивания в дуговой печи при 1100-1200°С (1373-1473 К) предусмотрена стадия вакуумной дистилляции для отделения свинца от ДМ (см. патент CN 107083486 (А) от 27.04.2017, опубликованный 22.08.2017, по кл. С22В 11/00; С22В 13/02; С22В 15/00; С22В 21/00; С22В 7/04).
Недостатком указанного способа является относительно высокое остаточное содержание свинца в ДМ-концентрате.
Переработку полиметаллического сплава, содержащего медь, серебро, свинец и сурьму, осуществляют дистилляцией в вакууме при давлении 0,1-1 мм рт.ст.(13,3-133 Па) сначала при температуре 1000°С (1273 К), а затем при 1350-1400°С (1623-1673 К) с последующей дистилляцией конденсата вторичной разгонки при 1100°С (1373 К). Это обеспечивает селективное извлечение металлов. Сущность способа заключается в том, что сплав, полученный при восстановлении шлаков от плавки шламов медеэлектролитного производства состава, мас. %: 16 Cu, 43 Pb, 24 Sb, 9 Ag, 4 Ni, подвергается ступенчатой дистилляции при давлении, 0,1-1 мм рт.ст. (13,3-133 Па) в следующем, порядке:
- при 1000°С (1273 К) отгоняется сурьмянистый свинец, содержащий 4-6% сурьмы;
вследствие прочной связи сурьмы с медью отгонка сурьмы незначительна и она, практически, полностью остается в сплаве;
- остаток предварительной разгонки подвергается вторичной дистилляции при 1350 -1400°С (1623-1673 К) для отгонки сурьмы, вместе с которой отгоняется и серебро. Остаток от дистилляции, содержащий медь и никель, направляется на извлечение последних известными методами или применяется в качестве оборотного материала при огневом рафинировании меди;
- конденсат вторичной разгонки, содержащий серебро и сурьму, подвергается дистилляции при 1100°С (1373 К) для отгонки сурьмы. Серебросодержащий остаток поступает на плавку сплава доре, а конденсат используется как товарный продукт.
Извлечение компонентов сплава в отдельные продукты составляет, % (от исходного количества):
- сурьмянистый свинец: 100 Pb; 11 Sb;
- сурьма металлическая: 73 Sb;
- медно-никелевый остаток: 94 Cu; 7 Ag; 9 Sb; 100 Ni;
- серебросодержащий остаток: 6 Cu; 98 Ag; 7 Sb
[см. патент 241661 RU, от 10.02.1968, опубликованный 18.04.1969 по кл. С22В 7/00, С22В 9/04].
Недостатками указанного способа являются высокая температура вторичной возгонки, что значительно ограничивает круг материалов, применяемых для дистилляционных печей; относительно высокие содержания сурьмы в сурьмянистом свинце, медно-никелевом и серебросодержащем остатках.
Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является возгонка компонентов сплавов Sb-Pb-Ag состава, мол. %: 16-77 Sb; 75-20 Pb; 9-3 Ag, полученных с использованием чистых сурьмы, свинца и серебра (99,99 мас. %) при давлении 1,33-133 Па, температуре 823-1073 К и продолжительности процесса ~1,67 ч (6000 с). Например, при вакуумной дистилляции сплавов Sb-Pb-Ag состава, мол. %: 55 Sb; 40 Pb; 5 Ag в интервалах температур Т=823-1073 и давлений Р=1,33-13,3 Па содержание компонентов в фазах составляет, мол. %:
- жидкая (кубовый остаток): 43,7-2,0 Sb; 51,3021-93,021 Pb; 4,9979-4,979 Ag;
- газовая (возгоны): 76,77-60,2 Sb; 23,2279-39,779 Pb; 0,0021-0,021 Ag. Недостатком данного способа являются относительно невысокая температура процесса
и, как следствие, низкое содержание серебра в кубовом остатке.
(см. КОРОЛЕВ А.А. и др. Кинетика испарения металлов из Sb-Pb-Ag сплава при вакуумной перегонке. Вестник ЮУрГУ. Серия «Металлургия», N4, т. 17, 2017, с. 101-109). Общими недостатками технологических схем вакуумной дистилляции являются:
- наличие, как правило, необоснованно высоких температур процесса на этапах последовательной возгонки сначала свинца, а затем сурьмы, приводящих к загрязнению продуктов возгона сурьмой;
- отсутствие осознанного выбора степени разряжения в системе, обеспечивающей разделение сурьмы и свинца, свинца и серебра;
- невозможность прогнозировать состав образующихся продуктов возгона - конденсатов сурьмы и свинца, кубового остатка серебра, в зависимости от параметров процесса.
Технической задачей изобретения является повышение селективности процесса разделения сурьмы, свинца и серебра методом вакуумной дистилляции шлака силикатного восстановленного.
Технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе переработки СШВ вакуумной дистилляцией при оптимальных значениях температуры, давления и продолжительности процесса последовательно возгоняют сначала сурьму, затем свинец с получением соответствующих конденсатов и серебросодержащего кубового остатка.
Предлагаемый способ позволяет снизить содержание относительно трудновозгоняемых свинца и серебра в Sb- и Pb-конденсатах, соответственно, и получить черновое серебро в кубовом остатке с заданным остаточным количеством сурьмы и свинца.
Способ осуществляют следующим образом: эксперименты по возгонке компонентов Sb-Pb-Ag сплава состава, мол. %: 40,91 Sb; 19,0 Pb; 1,75 Ag; 7,89 Cu; 2,0 As; 0,72 Sn; <0,9 S; 0,36 Ni; 0,073 Fe; 0,006 Zn, проводили в лабораторной вакуумной печи. Остаточное давление в печи составляло 1-133 Па, температура 700-1500 К. Температуру измеряли Pt-100 термопарой, подключенной к цифровому измерителю температуры «ANTHONE LU-900 М» с погрешностью ±0,01 К; давление - датчиком «McLeod Gage» с точностью до 1% при р<300 Па.
В каждом эксперименте, 100 г Sb-Pb-Ag сплава помещали в графитовый тигель, который устанавливали в секции дистилляции вакуумной печи. Включали вакуумный насос, а затем нагрев печи, когда степень вакуума в печи достигала р<133 Па. После нагрева до заданного уровня (700-1500 К) температура остается постоянной в небольшом диапазоне. Цинк и/или свинец испаряются из расплава и быстро затвердевают в конденсаторе. Состав продуктов перегонки стабилизировался в зависимости от температуры и давления при продолжительности процесса 2-8 ч, которая постепенно увеличивается с понижением температуры перегонки Поэтому, в качестве времени окончания возгонки были выбраны 10 ч, чтобы гарантировать достижение фазового равновесие. Образцы для определения среднего содержания компонентов были подготовлены из полученных возгонов и остатков. Содержание компонентов сплавов в полученных продуктах вакуумной дистилляции было точно проанализировано (±0,01 мол. %) атомно-абсорбционным методом на спектрометре «GBC 933АВ Plus».
Возгонка сурьмы: сущность предложенного способа видна из примеров, обобщенных и представленных в табл. 1.
Например, равновесному составу жидкой фазы (кубовый остаток) xMe, мол. %: 90 (Pb+Ag); 10 Sb, при давлении 0,133-4,4 Па и температуре 788-962 К соответствует газовая фаза (конденсат) yMe, мол. %: 99,9473-99,723 Sb; 0,0527-0,277 (Pb+Ag).
Для повышения отгонки сурьмы при неизменном давлении необходимо увеличить температуру процесса, что ведет к росту количества свинца и серебра в конденсате, а именно: равновесному составу жидкой фазы xMe, мол. %: 99,99 (Pb+Ag); 0,01 Sb, при давлении 0,133-4,4 Па и температуре 1060-1279 К соответствует газовая фаза yMe, мол. %: 13,0-5,4 Sb; 87,0-94,6 (Pb+Ag).
Таким образом, при возгонке из Sb-Pb-Ag сплава 90-99 мол. % сурьмы по предлагаемому способу в интервалах давления 0,133-4,4 Па и температуры 788-1122 К в сравнении с известным способом возгонки 56,3-98 мол. % Sb при Р=13,3-1,33 Па и Т=823-1073 К содержание металлов-примесей (Pb+Ag) в Sb-конденсате ниже в предлагаемом способе, мол. %: 0,0527-8,7 и 23,23-39,8, соответственно, (табл. 1).
Возгонка свинца: сущность предложенного способа видна из примеров, обобщенных и представленных в табл. 2.
Равновесному составу жидкой фазы (кубовый остаток) xMe, мол. %: 90 Ag; 10 Pb+Sb, при давлении 0,133-4,4 Па и температуре 1233-1505 К, соответствует газовая фаза (конденсат) yMe, мол. %: 98,33-94,5 (Pb+Sb); 1,67-5,5 Ag.
Для возрастания степени отгонки свинца и сурьмы при неизменном давлении необходимо увеличить температуру процесса, что ведет к росту количества серебра в конденсате, а именно: равновесному составу жидкой фазы xMe, мол. %: 99,0 Ag; 1,0 (Pb+Sb), при давлении 0,133-4,4 Па и температуре 1379-1680 К соответствует газовая фаза yMe, мол. %: 71,06-45,14 (Pb+Sb); 28,94-54,86 Ag.
Таким образом, при возгонке компонентов Sb-Pb-Ag сплава по известному способу при Р=13,3-1,33 Па и Т=823-1073 К получен кубовый остаток, содержащий 8,43-57,3 мол. % серебра, что меньше предлагаемого способа (90-99 мол. % Ag), и Sb-Pb возгоны с 0,0052-0,023 мол. % Ag (табл. 2).
Из приведенных данных видно, что в предлагаемом способе при последовательной возгонке из Sb-Pb-Ag сплава при низких значениях давления в системе (Р=0,133-4,4 Па) сначала сурьмы на 90-99,99 мол. %, (Т=788-1279 К) а затем остатков свинца и сурьмы на 90-99 мас. % (Т=1233-1680 К) при содержании свинца и серебра в Sb-конденсате (0,0527-94,6 мол. %) и содержании серебра в Pb-Sb конденсате (1,67-54,86 мол. % Ag) можно получить сурьмянистый конденсат и серебросодержащий кубовый остаток с более высоким содержанием Sb и Ag, соответственно, чем по известному способу.
Таким образом, использование предлагаемого способа разделения сурьмы, свинца и серебра из состава шлака силикатного восстановленного вакуумной дистилляцией позволяет:
- регулировать степень выделения металлов (90-99,99 мол. %) из состава Sb-Pb-Ag сплава путем подбора соответствующих давления и температуры процесса;
- увеличить селективность процесса получения конденсатов сурьмы и свинца, кубового остатка серебра по металлам-примесям;
- сделать процесс более экономичным за счет снижения температуры процесса дистилляции на этапе возгонки сурьмы при технически достижимом уровне вакуума.
Claims (1)
- Способ переработки вакуумной дистилляцией шлака силикатного восстановленного (ШСВ), содержащего сурьму, свинец и серебро, включающий выделение из ШСВ сурьмы, свинца и серебра, отличающийся тем, что проводят последовательные стадии вакуумной дистилляции при давлении 0,133-4,4 Па и времени процесса 10 ч, при этом сначала при температуре дистилляции 896-1250 K возгоняют сурьму на 99-99,9 мол. % с получением сурьмяного конденсата, содержащего 1,81-63,3 мол. % свинца и серебра, после чего при температуре дистилляции 1268-1640 K возгоняют свинец на 94-98 мол. % с получением свинцового конденсата, содержащего 3,58-34,25 мол. % серебра и кубового серебросодержащего осадка, содержание серебра в котором составляет 96,42-65,75 мол. %.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018116918A RU2693670C1 (ru) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Способ переработки вакуумной дистилляцией шлака силикатного восстановленного, содержащего сурьму, свинец и серебро |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2018116918A RU2693670C1 (ru) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Способ переработки вакуумной дистилляцией шлака силикатного восстановленного, содержащего сурьму, свинец и серебро |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2693670C1 true RU2693670C1 (ru) | 2019-07-03 |
Family
ID=67252301
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2018116918A RU2693670C1 (ru) | 2018-05-07 | 2018-05-07 | Способ переработки вакуумной дистилляцией шлака силикатного восстановленного, содержащего сурьму, свинец и серебро |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2693670C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114350967A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-15 | 昆明鼎邦科技股份有限公司 | 一种铅真空恒温蒸馏除杂的方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU109280A1 (ru) * | 1957-04-01 | 1957-11-30 | И.И. Кершанский | Способ переработки получаемой при обессеребрении свинца серебристой пены |
| CN104651627A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-27 | 昆明鼎邦科技有限公司 | 一种锡锑合金真空蒸馏分离锑的方法 |
| CN105087952A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-11-25 | 昆明理工大学 | 一种从含硫多金属冶炼渣中真空蒸馏脱硫富集铜银锑的方法 |
| CN106916961A (zh) * | 2017-04-23 | 2017-07-04 | 江西省震宇再生资源有限公司 | 真空炉生产粗银工艺 |
-
2018
- 2018-05-07 RU RU2018116918A patent/RU2693670C1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU109280A1 (ru) * | 1957-04-01 | 1957-11-30 | И.И. Кершанский | Способ переработки получаемой при обессеребрении свинца серебристой пены |
| CN104651627A (zh) * | 2015-02-05 | 2015-05-27 | 昆明鼎邦科技有限公司 | 一种锡锑合金真空蒸馏分离锑的方法 |
| CN105087952A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-11-25 | 昆明理工大学 | 一种从含硫多金属冶炼渣中真空蒸馏脱硫富集铜银锑的方法 |
| CN106916961A (zh) * | 2017-04-23 | 2017-07-04 | 江西省震宇再生资源有限公司 | 真空炉生产粗银工艺 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| КОРОЛЕВ А.А. и др. Кинетика испарения металлов из Sb-Pb-Ag сплава при вакуумной перегонке. Вестник ЮУрГУ. Серия "Металлургия", N4, т.17, 2017, с. 101-109. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114350967A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-04-15 | 昆明鼎邦科技股份有限公司 | 一种铅真空恒温蒸馏除杂的方法 |
| CN114350967B (zh) * | 2021-12-23 | 2024-05-14 | 昆明鼎邦科技股份有限公司 | 一种铅真空恒温蒸馏除杂的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Yazawa et al. | Thermodynamics of removing impurities during copper smelting | |
| JP6810887B2 (ja) | セレン、テルル、および白金族元素の分離回収方法 | |
| US6290749B1 (en) | Preparation of ultra-pure silver metal | |
| RU2693670C1 (ru) | Способ переработки вакуумной дистилляцией шлака силикатного восстановленного, содержащего сурьму, свинец и серебро | |
| JP3838716B2 (ja) | ビスマスの精製方法 | |
| RU2729521C1 (ru) | Способ выделения олова из чернового свинца с рафинированием от примесей | |
| EP3918097B1 (en) | Improved method for producing high purity lead | |
| BE1027001B1 (nl) | Verbeterde productie van tin | |
| Steinlechner | Characterization and process development for the selective removal of Sn, Sb, As from anode slime obtained from electrolytic copper refining | |
| BE1027016B1 (nl) | Verbeterde gecombineerde productie van lood- en tinproducten | |
| RU2698237C1 (ru) | Способ переработки серебристой пены вакуумной дистилляцией | |
| US4054446A (en) | Process for the refining of a metal sulfide melt | |
| RU2692008C1 (ru) | Способ переработки концентрата сурьмяно-оловянного вакуумной дистилляцией | |
| RU2386711C1 (ru) | Способ рафинирования серебряно-золотых сплавов | |
| US3392011A (en) | Method for removal of copper from lead | |
| JPS6119718B2 (ru) | ||
| RU2191835C1 (ru) | Способ переработки свинцовых отходов, содержащих благородные и редкие металлы | |
| SU398654A1 (ru) | Способ переработки цинксодержащего сырья | |
| US68135A (en) | Oscar -wasse | |
| JPS62212B2 (ru) | ||
| JP2720918B2 (ja) | 亜鉛合金からインジウムを回収する方法 | |
| RU2150520C1 (ru) | Способ переработки цинк- и медьсодержащих свинцовых кеков и пылей | |
| From | THE ECONOMICAL PURIFICATION OF ZINC CONTAINING IRON | |
| US4410361A (en) | Method for desilverizing and removal of other metal values from lead bullion | |
| JPS62842B2 (ru) |