(54) ПОКРОВНЫЙ ФЛЮС ДЛЯ ПЛАВКИ ЛОМА И ОТХОДОВ НА СВИНЦОВОЙ ОСНОВЕ
Изобретение относитс к цветной металлургии , а именно к переработке вторичного свинец-сурьмусодержащего сырь Содово-Босстановительной электроплав1сой. Вторичное свинец-сурьмусоцержащеё сырье, прецставл ющее главным образом аккумул торный лом, отхопы химических произвооств и производства сплавов, перерабатываетс по различным технологическим схемам. При этом наблюдаетс образование большого количества пыли (до 20% от веса готовой продукции), с которой тер етс до 10% свинца. Образо вавща с пыль должна перерабатыватьс отдельно, но рациональна переработка до насто щего времени не решена.Кроме этого в р де способов образуетс большо количество железистых штейнов, переработка которых также не решена. Известна восстановительна плавка mB ты, содержащей вторичное сырье, в щахт ной печи ИЛИ плавка с использованием вт ричного сырь в качестве добавок к рудному сырью Cl. Наиболее высокие технологические показатели достигаютс при переработке вторичного свинцового сырь в электротермических печах с использованием содововосстановительных шихт. При этом используетс щихта ДЛЯ переработки аккумул торного лома, включающа , вес.%; Свинцово-сурьм нистые ОКИСЛЫ5-25 Кварцевый песок3-1О Сода5,5-5,26 Углеродсо держащий восстановитель5,5-9, что позвол ет повысить извлечение свИнца до 94%, а сурьмы до 9О% 2. Недостатком щихты вл етс сравнительно невысокое пр мое извлечение ценных составл ющих вследствие образовани большого количества шлаков, содержащих 3-4% свинца и сурьмы. Сурьма частично окисл етс , переходит в возгоны и тер етс с пылью, количество которой достигает 20% от веса загружаемой шихты. 3 Дл переработки в электротермической печи скрапа аккумул торов предложена шихта З, содержаща , вес.%: Сода.28-55 Углеродсодержащий воестановитель7-15 Скрап аккумул торов (шламова фракци )Остальное Извлечение свинца достигает 96%, а сурьмы - не более 90%. Значительное количество сурьмы окисл етс , переходит в возгоны и тер етс с пылью. Недостаток шихты - значительный пы левынос (до ЗО%) из-за присутстви в шихте большого количества пылевицньгх материалов (шламова фракци , сода). Кроме 8ТОГО образуетс большое количество шлаков, содержащих 2-4% свинца что также ведет к потер м металла. Известна шихта дл получени свинцо во- ;урьм нйстого сплава путем электроплавки вторичного свинцового сырь 4 В состав шихты вход т, вес.%: Антимонат натри К ремнеземсодаржа щий флюс Углеродсодержаший вос4-6 становитель Остальн Вторичное сырье Извлечение свинца достигает 97,8%, а сурьмы - 91,3%. Основным недостатком этой шихты также вл етс значительный (до 20%) пылевынос, что ведет к пониженному извлечению сурьмы. В практике, переработки лома цветньк металлов с целью уменьшени пылевыноса и сокращени потерь ценных составл ющих, примен етс покровный флюс, кото рый обычно расплавл етс перед основной шихтой и имеет малый удельный вес Флюс располагаетс в верхней части рас плава, предотвраща его окисление и со краша пылеобразование. Известно использование покровного флюса 5 при переработке лома и отхо дов на медной основе, в состав которог входит, вес.%: Плавиковый шпат20-3 О Фторид натри 5-25 Углекислый натрийОстальное Однако этот флюс не может быть ис пользован при переработке лома и отходов на свинцовой основе, так КРК прису ствующие в его составе плавиковый шпа и фторид натри затрудн ют дальнейшее рафинирование чернового сплава и разру шают технологическое оборудование. 44 Наиболее близким к предлагаемому вл етс покровный флюс, содержащий Са(ОИ), который используетс дл плавки вторичного свинцового сырь с целью снижени пылеобразовани . Переработку лома предлагаетс проводить в короткобарабанных печах при 85О-900°С. При атом пылевынос составл ет 15%, пр мое извлечение свинца не превышает . Электроплавка содово-восстановительной шихты проводитс при 11ОО-1200 С, а при этих температурах Са(ОП)„ имеет очень малую в зкость, поэтому очень легко увлекаетс в движение конвективными потоками и, следовательно, покровный неподвижный слой, преп тствующий окислению и пылевыносу, недостаточно прочен. Кроме того, известный покровный флюс не может быть использован при электротермической переработке вторичного свинцового сырь на Содово-восстановительных шихтах, так как присутствующа в составе шихты сода очень легко вступает во взаимодействие с Са(ОН) , что ведет к повышенному расходу обоих реагентов. Цель изобретени - разработка состава покровного флюса, при плавке с которым в электропечи обеспечиваетс высокое пр мое извлечение свинца и сурьмы в сплав и сокращаетс пылевынос. Указанна цель достигаетс тем, что в известный покровный флюс дл переработки вторичного свинцового сырь , включающий кальций содержащий материал, дополнительно ввод т окислы натри и кремни , а в качестве кальцийсодаржащего материала - окись кальци при следующем содержании ингредиентов, вес.%: Окись кальци . 1О-ЗО Окись натри 25-40 Окись кремни Остальное Окись кальци вводитс в состав покровного флюса дл св зывани окиси натри и окиси кремни в прочное химическое соединение, обладающее необходимой дл данного процесса температурой плавлени и доЬтаточной в зкостью при этой температуре. Введение в состав покровного флюса менее 10% окиси кальци ведет к обогащению покровного флюса тугоплавкой -окт;сью кремни и, следовательно, к излишнему расходу электроэнергии на еч,- расплав . Содержание в составе покровнот о флюса более 30% окиси кальци недопус .тимо, так как образуютс агрессивнЕ ю по отношению к футеровке печи кальциевые силикаты. Окись нпт)и BBoaviTCH в состав покровного дл понижени температуры его 117 авлени и образовани менее агрессивных, устойчивых расплавов, предохран юших составл ющие шихтъ от оки лени . Кроме этого, образующийс натрий-кальций-силикатный расплав характеризуетс минимальной растворимостью свинца и сурьмы, что положительно вли ет на величину конечного извлечени указанных металлов. С целью предотвра цени нежелательного взаимодействи окислов кальци и натри с компонентами шихты в состав покровного флюса вводитс окись кремни котора образует с указанными выше оки лами устойчивое соединение. Количество окиси кремни определ етс содержанием в покровном флюсе первых двух компонентов и всегда вл етс дополн ющим до 100%. Покровный флк1С, содержапшй перечисленные ингредиенты в указанных предела имеет температуру плавлени 1ОЗО НОО С и обладает в зкостью, достаточ ной дл образовани в прсоессе электроплавки плотной поверхностной пленки, ко тора преп тствует окислению ценных компонентов и интенсивному пылеобразованию . Содержание ингредиентов в указан ных пределах позвол ет сократить возможные взаимодействи с компонентами шихты, вследствие чего сокращаетс пылевынос легколетучих соединений свинца и сурьмы. Плавку провод т 1О50-1250С, причем вторичное свинцовое сырье, сода, уг леродсодержащий восстановитель ввод тс в печь только после загрузки и расплавлени покровного флюса. Покровный флюс загружаетс в электропечь в количестве 4-18% от веса ши ты. При введение покровного флюса менее 4% на образуетс достаточное количество расплава и он может быть перемешан конвективными потоками. Введение покровного; флюса более 18% ведет к снижению технологических показателей процесса (производительность, удельный проплав), не компенсируемых сокращением пылеобразоваии . Предлагаемый состав покровного флюса испытан в укрупиениолабораторном ма штабе при электротермической переработ ке вторичного на СВИРЩОВОЙ основе . Дл плавки нсиользована известна шихта, содержаща вторсырье, соду и кокс. Кроме этого в лл.чвильное пространство загружен покровньгй флюс, состав коорого и количество измен лись в указаных пределах. Дл плавки во всех опытах использовано вторичное сырье, содержищр вес.%:. Свинец71,0 Сурьма 5,9 Сера8,0 Кислород1О,0 Остальное5,1 Приготовление шихты и покровного флюса не требует каких-либо дополнительных операций и производитс простым смешением компонентов. Перемешанные компоненты покровного флюса загружают в печь и нагревают до расплавлени при 103О-1100°С. После этого загружают предварительно перемешанные компоненты шихты. По окончании загрузки шихты температура расплава поднимаетс до 1150Ч1; и при этой температуре расплав выдерживаетс в течение ЗО мин. Затем производитс раздельный выпуск чернового сплава и шлака. Пыле- газова фаза направл етс на очистку в камеру грубого пылеулавливани и далее в рукавные фильтры типа РФГ. Полученный свинцово-сурьм нистый сплав, шлак и Пыль анализируют химическими методами на содержание в них CBHtma и сурьмы. Пример 1. Дл плавки готов т шихту следующего состава: %кг Вторичное Сырье74 1ОО Сода12 100 Кокс-10 13,5 Покровный флюс45,4 Использован покровный флюс, содержащий: %кг Окись кальци ЗО1,62 Окись натри 251,35 Окись кремни 452,43 С таким количеством шихты вплавку поступает 71 кг свинца и 5,9 кг сурьмы. В результате плавки получаетс , кг:Свинц ово-су рьм н ис ты и сплав7 5 Шлак17,8 Пыль6,36 В свинцово-сурьм нистый сплав ие-реходит 69,2 кг свинца и 5,4 кг сурьмы. Количество присутствующих в спл.ч-.е меди, олова, мышь ка и прочих эломгнтсп составл ет 0,3 кг. Извлечение в сплав свинца сею i опл ог 97,5 и сурьмы 91,5%. 7 . В. шлаке содержитс свинца 2,2 а сурьмы 0,28%, тер етс 0,36 кг свинца и 0,05 кг сурьмы при общем ве шлака 23,75% от готовой продукции. Пылевынос составл ет, 8,5% от готовой продукции, при этом тер етс 1,4 к свинца и 0,4 кг сурьмы при содержании кх соответственно 22 w 6,3%. Пример 2. Дл плавки поцгютов лена шихта следующего состава: %кг Вторичное сырье74,2 100 Вода8,9 12,1 Кокс6,9 9,1 Покровный флюс11,0 15,0 Использован покровный флюс, содержащий: %кг Окись кальци 101,5 Окись натри 304,5 Окись кремни 609,0 С этим количеством шихты в плавку поступает 71 кг свинца и 5,9 кг сурьмьи В результате плавки получено, кг: Свинцово-сурьм нистый сплав.75,5 Шлак15,0 Пыль5,0 . В Свинцово-сурьм нистый сплав переходит 69,6 кг свинца и 5,43 кг сурьмы Сумма примесей - 0,47 кг. Извлечение в сплав свинца 98,10, сурьмы 92,1%. Содержание свинца в шлаке составл е 1,89%, а сурьмы - 0,234%. При этом со шлаком тер етс 0,284 кг свинца и 0,О35 кг сурьмы. Общее количество шл ка составл ет 20% от:готовой продукци При пылевыносе 6,8% от готовой про дукции тер етс 1,05 кг свинца и 0,38 сурьмы при содержании их соответствен но 21,0 и 7,6%. Пример 3. Дл плавки готов т шихту состава: %кг Вторичное сырье75 10О Сода4 5,3 Кокс3 4,0 Покровый флюс18 25,3 Использован покровый флюс состава: %кг Окись кальци 2О . 5,1 Окись натри 4О 10,1 Окись кремни 4О 10,1 С указанным количеством шихты в плавку поступает 17 кг свиш1а и 5,9 кг сурьмы, в результате плавки получают, кг: 4р, Свинцово-сурьминис ibui сплав7( Шлак11,8 Пыль4,0 В свинцово-сурьм нистом сплаве находитс 7О кг свинца, 5,45«;кг сурьмы, ,55 кг прочих (медь, олово, ). ледовательно, извлечение в сплав свинца оставл ет 98,5, а сурьмы 92,3%. Содержание свинца в шлаке 1,2%, что оставл ет 0,142 кг. Количество полуенного шлака 15,5% от веса готовой родукции. С этим количеством шлака тер етс О,ОЗ кг сурьмы при содержании ее в шлаке 0,254%. Количество пыли составл ет 5,25% от готовой продукции, при этом тер етс 0,8 кг свинца и 0,36 кг сурьмы при содержании этих металлов в пыли соответственно 2О,0 и 9,О%. При плавке получаетс свинцово-сурьм нистый сплав с содержанием сурьмы 2,5-7,0%, Таким образом, использование покровного флюса при переработке вторичного свинцово-сурьм ного сырь позвол ет сократить пылевынос на 8-10%, повысить извлечение свинца на 1,8% и повысить извлечение сурьмы на 2,1%. Формула -изобретени Покровный флюс дл плавки лома и отходов на свинцовой основе, включаю-ший кольцийродержаший материал, отличающийс тем, что, с целью сокращени пылевыноса, повышени извлечени ценных составл ющих и улучшени условий труда при переработке вторичного свинцово-сурьм ного сырь , он дополнительно содержит окись натри и окись кремни , а в качестве кальцийсодержащего материала - окись кальци при следующем соотношении компонентов, вес.%; Окись кальци 1О-ЗО Окись натри 25-40 Окись кремни Остальное Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Гудкевич В. М. и др. Способы переработки лома свинцовых аккумул торов. М., 1970, с. 15-41. 2.Авторское свидетельство СССР № 505723, кл. С 22 В 7/00, 1973.
9722974Ю
3. Авторское свидетельство СССР5. Авторское свидетельство СССР
NJ 352956, кл С 22 В 7/ОО, 1971.№ 558952, кл. С 22 В 7/ОО, 1976.
4. Авторское свидетельство СССР6. Патент ФРГ № 242О9О8,
N 526179, кл. С 22 В 7/00, не опубл.кл. 40а 7/00, 1976.