Метод за извличане на олово от вторични суровини
Изобретението се отнася до цветната металургия, по-специално до извличането на олово от вторични суровини и може да се използва при преработката на използвани батерии. Съгласно изобретението, оксисулфатната паста се подава непрекъснато или периодично към оловната вана в реверберационната пещ, която се освобождава по време на отделянето на отработени оловно-киселинни батерии. Зареждане на въглеродсъдържащ редуциращ агент със съдържание на пепел o C. Оловото, получено в резултат на топене, след кондициониране и отстраняване на оловните оксиди от повърхността на оловото, съответства на клас олово от клас C2 или C3, осигурява увеличаване на директното извличане на олово от оксисулфатната паста и намаляване на разходите за обработка чрез елиминиране на доставката на потоци. 1 табл.
Изобретението се отнася до цветната металургия, по-специално до извличането на олово от вторични суровини и може да се използва при преработката на използвани батерии.
В момента над 50% от оловото се произвежда от рециклирани материали, главно използвани батерии. Значителна част от последния преди да влезе в стопилката се подлага на раздробяване, последвано от разделяне на отделни фракции: органична, метализирана и оксисулфатна паста, съдържаща олово в оксидна форма (PbO, PbO2, PbSO4).
Обикновено получената паста първо се изсушава (в някои случаи след предварителна операция на излугване за отстраняване на сярата), след което се обработва отделно или заедно с метализираната фракция в различни пещи [Karl F. Lamm Secondary Lead. Erzmefall, 1998 (51), 6, s.438-455]: - във фабриките на САЩ е широко разпространено топенето на оксисулфатна паста заедно с редуциращи агенти и флюсове в реверберационни пещи, последвано от обработка на полученатабогата шлака в шахтна или електрическа пещ; - във фабрики в Европа, предимно оксисулфатна паста, предварително смесена с кокс и добавки за флюс (например сода, варовик, силициев диоксид, железен скрап), се топи във въртящи се къси барабани или ротационни пещи, значителна част от оловото се губи с шлаката. Последните, когато се използват като добавка към сода, изискват отделна обработка или специално съхранение поради повишена разтворимост във вода.
Някои заводи в ОНД използват топене на паста без сода в електрическа пещ със съвместно или отделно зареждане на обработения материал, флюсове и твърд редуциращ агент в баня с разтопена шлака [Besser A.D. и др.. Разработване и внедряване на електротермично топене на скрап от батерии без използване на сода, което гарантира екологичните изисквания. Цветни метали, 1996, 4, с. 53-55].
Във всички методи, описани по-горе, потоците се въвеждат в топилната единица, за да се получи шлакова маса с определен химичен състав и с определени физични свойства. Смята се, че това е направено, за да се сведат до минимум загубите по време на топенето на олово с шлака и мат (в случай на обработка на недесулфурирана паста).
Добавянето на флюсови материали води до увеличаване на разходите за получаване на крайния метал, значителен преход на олово в шлаково-матовата стопилка, което изисква допълнителната му обработка. Дори в случай на получаване на отпадъчна шлака при едноетапно топене с голяма маса шлака, до 10% от оловото, влизащо в преразпределението, се губи.
Известно топене на вторични оловосъдържащи суровини без използване на флюси.
Например, метод, според който извличането на олово от отпадъци се извършва при температура в пещта 1050-1250 o С съвместно въвеждане на редуциращ агент и изразходванбатерии или оксисулфатна паста с енергично разбъркване през целия процес на топене, ексфолиране и химическо възстановяване на отпадъците. За предпочитане е да се използва ротационен преобразувател Caldo с горно издухване, като съдържанието се смесва чрез завъртане на пещта [EPB приложение 0132243, cl. От 22 V 13/00, 7/00, 1985].
Най-близък до претендирания е метод за обработка на скрап от батерии, при който последните се зареждат непрекъснато в реактора заедно с редуциращия агент. Топенето на пастата със съдържание на влага до 10% се извършва при температура 900-1150 o C (оптимално 95020 o C), като редуциращ агент се използва кокс или въглища в количество 8% [приложение EPO 0196800, cl. C 22 B 13/02, 7/00, 1986]. При топенето не се използва варовик или сода. Топенето и редуцирането се извършват с енергично разбъркване на материала, зареден в оловната баня, чрез подаване на смес от въглеводородно гориво и въздух (или кислород) през потопяема фурма, взети в количество, по-малко от необходимото от стехиометрията за пълно изгаряне на горивото. Полученото олово съдържа o C, за да се получи олово, съдържащо по-малко от 0,5% антимон, съгласно претендираното изобретение, обработеният материал и твърдият редуциращ агент се зареждат в пещта върху разтопената баня отделно и дълбочината на слоя стопилка на оксисулфатната паста върху повърхността на оловната баня се поддържа в рамките на 20-50 mm.
Същността на предложения метод е следната.
В резултат на изследванията беше установено, че отделното зареждане на пастата и редуциращия агент предотвратява значително намаляване на оловния сулфат до сулфид с еднократен излишък на образуваното количество PbS, необходимо за реакцията PbS + 2PbO = 3Pb + SO2, и в резултат на това образуването на оловен щейн, превръщащ се в шлака.Това води до увеличаване на извличането на олово в метала.
Освен това беше установено, че отделното зареждане на редуциращия агент върху слоя стопилка позволява да се намали неговата консумация поради липсата на контакт между въглерода на редуциращия агент и атомарния кислород, освободен по време на нагряване на пастата, заредена в пещта от присъстващия там оловен диоксид, което влияе върху ефективността на метода.
Експериментите показват, че смесването е противопоказано за процеса на топене на заредената паста, разслояване и химическа редукция на окислено олово с редуциращ въглерод, тъй като процесът се извършва в тънък слой от окислени оловни съединения поради дифузия и гравитационни сили. В резултат на липсата на интензивно смесване и поддържане на оптималната дебелина на слоя стопилка на оксисулфатната паста, оловото от оксидните форми, присъстващи в отпадъците, се редуцира до метал, а масата на шлаката не улавя значително количество метално олово при отстраняването, което води до намаляване на загубите на метал със шлаката.
Експериментално е установено, че дебелината на слоя стопилка от оксисулфатна паста върху повърхността на оловната баня, равна на 20-50 mm, е оптимална за увеличаване на директното извличане на олово в метала. При дебелина на слоя по-малка от 20 mm, процесът на възстановяване на пастата, влизаща в пещта с образуването на метално олово, се нарушава поради липсата на достатъчно количество течна фаза. При дебелина на слоя над 50 mm е трудно да се възстановят съединенията на оловния оксид в долната част на слоя шлака с редуциращ агент, разположен на повърхността на шлаката и разтопената паста, тъй като процесът съгласно заявения метод протича само поради дифузия и конвективни сили и няма смесване. В същото време добивът на метал намалява и извличането му намалява.
Изобретениеобяснено със следните примери.
Пример 1. Процесът се провежда в промишлена пещ в продължение на три месеца.
В реверберационна пещ с размер на горнището 1,22,2 m 2, оксисулфатната паста се подава към предварително покрита оловна вана след нарязване на отработени батерии със състав: Pb - 68,0; S - 5,0; H2O - 10,0. Производителността на пещта за разтопено олово е 4 t/m 2 ден. Зареждането на безпепелния въглерод-съдържащ редуциращ агент в количество от 7% от теглото на пастата се извършва от противоположния край на пещта към получената стопилка от оксисулфатна паста. Размерът на зърната на редуциращия агент е 5 мм. Пещта се нагряваше чрез изгаряне на соларно масло, облицовката на пещта беше корундова тухла.
Поради наличието на известно количество шлакообразуващи вещества в подадената за обработка оксисулфатна паста, както и поради пепелта от твърдия редуциращ агент и ерозията на облицовката на пещта, се образува незначително количество стопена шлака.
Параметрите на процеса на топене на оксисулфатната паста са представени в таблицата.
Оловото, получено в резултат на топене, след кондициониране и отстраняване на оксидите от повърхността на оловото, съответства на клас олово от клас C2 или C3.
Пример 2. В същата реверберационна пещ се зарежда оксисулфатна паста заедно с рециклиран прах, уловен от отработените газове по време на обработката на оксисулфатна паста, в количество от 5-6% от теглото на пастата. Консумацията на редуциращ агент по време на топенето е 6-7% от общото тегло на прах и паста. Температура на процеса 950-1050 o C. Всички параметри на процеса на топене са подобни на предишния пример. Извличането на олово от пастата в суровия метал, като се вземе предвид обработката на рециклиран прах, достига 98,7%.
Така разработеният метод може значително да увеличи директното извличане на олово отрециклирани материали като оксисулфатна паста и намаляване на разходите за обработка чрез елиминиране на доставката на флюси.
Метод за извличане на олово от оксисулфатна паста, който включва зареждане на обработен материал и твърд редуциращ агент върху баня за стопилка и топене в реверберационна пещ при температура 950-1050 o C за получаване на олово, съдържащо по-малко от 0,5% антимон, характеризиращ се с това, че обработеният материал и твърдият редуциращ агент се зареждат в пещта в банята за стопилка поотделно и дълбочината на оксисулфатната паста ме Слоят върху повърхността на оловната баня се поддържа в рамките на 20-50 mm.
NF4A Възстановяване на патент на СССР или на български патент за изобретение
Възстановяване на патент NF4A