СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОТХОДОВ ВИСМУТОВЫХ СПЛАВОВ Российский патент 1997 года по МПК C22B30/06 

Изобретение относится к получению цветных металлов.

Известен способ рафинирования расплавленного висмута обработкой элементарной серы (Основы металлургии, т.5, 1968, стр. 582).

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату является способ рафинирования висмута от примесей обработкой расплава элементарной серой в присутствии соли щелочного металла и с последующей обработкой съемов щелочью (а.с. СССР 357248, кл. C 22 B 3/06, 1972).

Недостатком этого способа является недостаточное извлечение олова и висмута в готовый сплав, а также недостаточное качество получаемого металла, так как металл после рафинирования содержит 0,1-0,3% кадмия.

Техническим результатом, достигаемым при реализации способа, является повышение извлечения готового сплава и повышение качества металла по содержанию кадмия.

Способ осуществляют следующим образом: отходы расплавляют и при температуре 280-350^oC вмешивают элементарную серу с расходом 0,4-0,7 кг на 1 кг меди, а затем расплав перед отделением дроссов обрабатывают в течение 0,5-1 ч при температуре 380-450^oC хлористым свинцом из расчета 3,1-3,8 кг на 1 кг кадмия в отходах сплава.

Образовавшиеся сухие дроссы обрабатывают при температуре 280-380^oC флюсом едким натром с расходом 0,8-1,2% от веса расплава с добавкой 10-17% соды от веса флюса.

После обработки серой расплав обрабатывают хлористым свинцом, взятым с расходом 3,1-3,8 кг на 1 кг кадмия в загрузке. При этом кадмий переходит в медистые дроссы в виде хлоридов CdCl₂•PbCl₂, при этом очищается окисленная поверхность корольков висмутового сплава, вовлеченного в медистые дроссы, и происходит слияние корольков в сплав. Тем самым повышается очистка сплава и снижение выхода висмута в дроссы.

При расходе хлористого свинца ниже 3,1 кг на 1 кг кадмия в отходах сплава приходится повторять операцию, тем самым снижается извлечение ценных компонентов. При расходе хлористого свинца выше 3,8 кг на 1 кг кадмия в отходах сплава повышается переход олова в дроссы, тем самым также снижается извлечение ценных компонентов. Другим существенным отличительным признаком является обработка дроссов перед их удалением флюсом, состоящим из едкого натра с добавкой 10-17% соды от веса флюса. При этом происходит восстановление образовавшегося сульфида висмута при более низких температурах 380-450^oC.

Это позволяет снизить выход висмута в дроссы. При повышении или понижении расхода соды повышается тугоплавкость флюсового расплава, повышается выход олова в дроссы и тем самым снижается извлечение ценных компонентов.

Пример 1. Партию 3000 г сплава, содержащего 49,8% висмута, 17,8% олова, 32% свинца, 0,2% меди, 0,1% кадмия расплавляют в рафинировочном котле.

В полученный расплав вмешивают 4 г элементарной серы (с расходом 0,68 кг/кг) при температуре 280-350^oC, затем после образования съемов при температуре 380^oC вмешивают в течение 1 ч 9,3 г хлористого свинца (с расходом 3,1 кг на 1 кг кадмия в отходах сплава). После этого в расплав вмешивают флюс (с расходом 1,2% от веса расплава), состоящий из 22 г едкого натра и 2,4 г соды (10,0% от веса флюса) и в течение 0,5 ч перемешивают при t 350^oC. С помощью центрифуги отделяют 132 г дроссов (выход 4,39%), содержащих 6,8% висмута, 29,4% олова. Получают 2875 г сплава, содержащего 51,5% висмута, 16,4% олова, 31,0% свинца, 0,01% меди, 0,01% кадмия. Извлечение висмута 99,2% олова 91,9%
Пример 2. Партию 3000 г сплава, содержащего 49,8% висмута, 17,8% олова, 32% свинца, 0,2% меди, 0,1% кадмия, расплавляют в рафинировочном котле.

В полученный раствор вмешивают 4,1 г элементарной серы, (с расходом 0,68 кг на 1 кг) при температуре 280-350^oC. Затем после образования съемов при температуре 380^oC вмешивают в течение 1 ч 11,4 г хлористого свинца (с расходом 3,8 кг на кг кадмия в отходах сплава). После этого в расплав вмешивают флюс (с расходом 1% от веса расплава), состоящий из 30 г едкого натра и 6 г соды (16,9% от веса флюса) и в течение 0,5 ч перемешивают при t 350^oC. С помощью центрифуги отделяют 195 г дроссов (выход 6,5%), содержащих 3,8% висмута, 29,1% олова, 2,9% меди, 1,4% кадмия. Получают 2827 г сплава, содержащего 52,5% висмута, 16,1% олова, 30,4% свинца, 0,01% меди, 0,01 кадмия. Извлечение висмута 99,4% олова 88,5%
Пример 3. Партию 3000 г сплава, содержащего 49,8 висмута, 17,8% олова, 32% свинца, 0,2% меди, 0,1% кадмия, распаляют в рафинировочном котле.

В полученный расплав вмешивают 4,1 г элементарной серы (с расходом 0,68 кг/кг) при температуре 280-350^oC, затем после образования съемов при температуре 380^oC вмешивают в течение 1 ч 7,2 г хлористого свинца (с расходом 2,4 кг на 1 кг кадмия в отходах сплава). После этого в расплав вмешивают флюс (с расходом 0,8% от веса расплава), состоящий из 21 г едкого натра и 26 г соды (11% от веса флюса) и в течение 0,5 ч перемешивают при t 350^oC. С помощью центрифуги отделяют 252 г дроссов (выход 8,4%), содержащих 29,1% висмута, 23,4% олова, 2,27% меди, 1,07% кадмия. Получают 2753 г сплава, содержащего 51,6% висмута, 16,4% олова, 31,0% свинца, 0,01% меди, 0,01% кадмия. Извлечение висмута 95,0% олова 88,6%
Пример 4. Партию 3000 г сплава, содержащего 49,8% висмута, 17,8% олова, 32% свинца, 0,2% меди, 0,1% кадмия, расплавляют в рафинировочном котле.

В полученный расплав вмешивают 4,1 г элементарной серы (с расходом 0,68 кг на 1 кг меди) при температуре 280-350^oC, затем после образования съемов при температуре 380^oC вмешивают в течение 1 ч 12 г хлористого свинца (с расходом 4,0 кг на кг кадмия в отходах сплава). После этого в расплав вмешивают флюс с расходом 1,2% от веса расплава, состоящий из 30 г едкого натра и 6 г соды (16,7% от веса флюса) и в течение 0,5 ч перемешивают) при t 350^oC. С помощью центрифуги отделяют 266 кг дроссов (выход 8,85%), содержащих 38,8% висмута, 29,9% олова, 2,15% меди, 1,03% кадмия. Получают 2756 г сплава, содержащего 52,6% висмута, 16,0% олова, 30,9% свинца, 0,01% меди, 0,01% кадмия. Извлечение висмута 97,0% олова 86,1%
Пример 5. Партию 140 кг сплава, содержащего 49,8% висмута, 17,8% олова, 32% свинца, 0,2% меди, 0,01% кадмия, расплавляют в рафинировочном котле. В полученный расплав вмешивают 0,13 кг элементарной серы (с расходом 0,45 кг/кг меди) при температуре 280-350^oC, затем после образования съемов при температуре 450^oC вмешивают в течение 1 ч 0,48 кг хлористого свинца (с расходом 3,4 кг на 1 кг кадмия в отходах сплава). После этого в расплав вмешивают флюс с расходом 1,0% от веса расплава, состоящий из 0,96 кг едкого натра и 0,16 кг соды (14% от веса флюса), и в течение 0,5 ч перемешивают при t 350^oC. С помощью центрифуги отделяют 5,22 кг дроссов, (выход 3,7%), содержащих 13,4% висмута, 21,5% олова, 5,1% меди, 2,43% кадмия, получают 135 кг сплава, содержащего 51,1% висмута, 17,50 олова, 30,9% свинца, 0,01% меди, 0,01% кадмия. Извлечение висмута 98,9% олова 95,1%

Использование: способы получения цветных металлов. Сущность: отходы висмутовых сплавов перерабатывают путем расплавления, вмешивания элементарной серы при температуре 280-350^oC, последовательной обработки расплава хлористым свинцом и флюсом, состоящим из смеси едкого натра с 10-17% от веса флюса, и отделения дросса. Обработку расплава хлористым свинцом осуществляют при его расходе 3,1-3,8 кг на 1 кг кадмия в отходах сплава при температуре 380-450^oC. 1 з.п. ф-лы.

1. Способ переработки отходов висмутовых сплавов, включающий их расплавление, вмешивание элементарной серы при 280 350^oС, последующую обработку полученного расплава и отделение дроссов, отличающийся тем, что перед отделением дроссов полученный расплав последовательно обрабатывают хлористым свинцом и смесью воды и едкого натра при следующем содержании компонентов, мас.

Сода 10 17
Едкий натр Остальное
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку расплава хлористым свинцом осуществляют при его расходе 3,1 3,8 кг/кг кадмия в отходах сплава при 380 450^oС.