СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛОВА ИЗ КАССИТЕРИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА Российский патент 2014 года по МПК C22B25/02 C22B5/10 

Описание патента на изобретение RU2528297C1

Изобретение относится к металлургии редких и цветных металлов, в частности касается получения олова из касситеритовых концентратов.

В настоящее время известны различные способы получения олова из минеральных оловянных концентратов. Применяется щелочное плавление исходного оловянного концентрата при ~800°C для перевода олова в раствор и последующего его выделения из раствора [Мурач Н.Н., Севрюков Н.Н. Металлургия олова. М.: Металлургия. 1964, 351 с.].

Известен гидрометаллургический способ извлечения олова, заключающийся в сульфидировании касситерита сульфатом натрия и последующим водным выщелачиванием плава с переводом тиосолей олова в раствор [Колодин С.Н. Вторичное олово и переработка бедного оловянного сырья. М.: Металлургия. 1970. 240 с.].

Однако недостатком гидрометаллургических способов является многоступенчатая технологическая схема переработки минеральных концентратов, включающая сооружения для очистки сточных вод.

Весьма распространены способы, основанные на переводе олова в возгоны в виде хлоридов при использовании хлорирующих солей, например CaCl2 или газообразного хлора [Севрюков Н.Н. Металлургия и технология цветных металлов. М.: Металлургия. 1984].

При этом недостатком данного способа следует отнести использование сложного оборудования и коррозионную активность среды при высокой температуре процесса.

Наибольшее распространение получил способ углетермического восстановления минеральных концентратов [Беляев Д.В. Металлургия олова. М.: металлургиздат. 1960. 370 с.], при котором оловянный концентрат подвергают обжигу для удаления серы, мышьяка. Обожженный концентрат обрабатывают раствором кислоты (HCl) для перевода растворимых примесных элементов в раствор. Приготовленный для плавки концентрат смешивают с углем и флюсующими добавками (CaCO3, SiO2). Полученную шихту плавят в печах при температуре 850-1300°C, где SnO2 восстанавливается углем до металла в течение ~10 часов. В результате получают черновое олово с содержанием основного компонента 50-93% масс., в зависимости от его содержания в концентрате.

Вместе с тем, недостатками способа являются усложненная технологическая схема, неполное извлечение олова, большие эксплуатационные затраты.

Наиболее близким к предлагаемому по технологической сущности и достигаемому результату является способ получения олова из касситеритового концентрата [Патент РФ №2393252 «Способ получения олова из касситеритового концентрата». Опубликован 27 июня 2010. Бюл. №18]. Согласно данному способу процесс ведут путем приготовления шихты смешиванием оловянного концентрата с углем, флюсующими добавками и последующей плавкой шихты при температуре 850-870°C. В качестве флюсующих добавок используют смесь карбоната натрия и хлорида натрия. Восстановительную плавку ведут в течение 1,5 часов.

Однако недостатком этого способа является значительное содержание примесных элементов в составе целевого продукта.

Технической задачей, на решение которой направлено предлагаемое изобретение, является сокращение продолжительности плавки при значительном снижении количества примесных элементов в составе целевого продукта.

Поставленная задача решается тем, что в предлагаемом способе получения олова из касситеритового концентрата, включающем приготовление шихты смешиванием оловянного концентрата с углем, карбонатом натрия и хлоридом натрия, плавку шихты при ~870°C, охлаждение расплава, отделение металла от шлака, согласно изобретению плавку ведут при облучении расплава шихты наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ).

Продолжительность облучения шихты НЭМИ в процессе плавки влияет на продолжительность процесса восстановления касситеритового концентрата, а также на химический и структурный состав полученного сплава.

При облучении шихты НЭМИ в течение 30 мин плавка завершается в течение 1 часа. В результате получают черновое олово, элементный состав которого представлен в таблице 1.

Таблица 1 Элементный состав черного олова Условия получения Состав чернового олова Sn Pb Ca Fe Si As Без облучения 92,5 0,2 0,52 2,97 1,12 0,1 Облучение НЭМИ в течение 30 мин 95,2 0,1 0,36 1,7

Преимущество предлагаемого технологического решения заключается в следующем:

- облучение расплава шихты наносекундными электромагнитными импульсами повышает содержание олова в черновом сплаве до 95%;

- облучение расплава шихты наносекундными электромагнитными импульсами сокращает продолжительность плавки на ~30%.

Примеры реализации способа:

Способ 1. Касситеритовый концентрат (30% SnO2) смешивают с реагентами в соотношении: на одну массовую долю концентрата приходится 0,2 масс. долей угля, 0,12 масс. долей хлорида натрия, 0,12 масс. долей карбоната натрия. Приготовленную шихту плавят в печи при 870°C. Расплав шихты облучают наносекундными электромагнитными импульсами в течение 30 мин. В целом плавка длится 1 час с момента расплавления шихты. По окончании плавки расплав сливают в изложницу, охлаждают, затвердевший металл отделяют от шлака. Извлечение олова в сплав составляет 95%.

Способ 2. Касситеритовый концентрат (30% SnO2) смешивают с компонентами шихты подобно вышеописанному: на одну массовую долю концентрата приходится 0,2 масс. долей угля, 0,12 масс. долей хлорида натрия, 0,12 масс. долей карбоната натрия. Приготовленную шихту плавят в печи при 870°C. Расплав облучают наносекундными электромагнитными импульсами в течение 10 мин. Плавка длится 1 час. Извлечение олова в сплав составляет 94%.

Таким образом, облучение расплава шихты наносекундными электромагнитными импульсами позволяет повысить извлечение олова в черновой сплав до 97% и сократить продолжительность плавки на ~30%.

Похожие патенты RU2528297C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛОВА ИЗ КАССИТЕРИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА 2009
  • Гостищев Виктор Владимирович
  • Комков Вячеслав Григорьевич
  • Химухин Сергей Николаевич
  • Ри Хосен
  • Ри Эрнст Хосенович
RU2393252C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛОВА ИЗ КАССИТЕРИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА 2006
  • Гостищев Виктор Владимирович
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Дорофеев Станислав Вячеславович
  • Комков Вячеслав Григорьевич
  • Ри Хосен
RU2333268C2
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕДНОГО ГАЛЬВАНОШЛАМА 2013
  • Гостищев Виктор Владимирович
  • Ри Хосен
  • Комков Вячеслав Григорьевич
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Зернова Татьяна Сергеевна
RU2535110C1
ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛОВА ПЕРВОЙ КАТЕГОРИИ КАЧЕСТВА (СПЛАВ, БЛИЗКИЙ ПО СОСТАВУ К МАРКЕ 04) ИЗ КАССИТЕРИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА 2002
  • Ри Хосен
  • Баранов Е.М.
  • Щукин Е.В.
  • Гребенников А.С.
RU2224037C2
СПОСОБ ОБРАБОТКИ АЛЮМИНИЕВЫХ СПЛАВОВ 2013
  • Якимов Виктор Иванович
  • Ри Хосен
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Князев Григорий Андреевич
RU2546948C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВА МЕДИ И ЕЕ СПЛАВОВ НАНОСЕКУНДНЫМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ НЭМИ ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ 2005
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Ри Хосен
  • Белых Вячеслав Вячеславович
RU2287605C1
СПОСОБ ОБРАБОТКИ РАСПЛАВА СЕРОГО ЧУГУНА НАНОСЕКУНДНЫМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ (НЭМИ) ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ, КОРРОЗИОННОЙ СТОЙКОСТИ И ЖАРОСТОЙКОСТИ 2007
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Кухаренко Елена Борисовна
  • Ри Хосен
  • Дорофеев Станислав Вячеславович
  • Ширшов Андрей Павлович
  • Комков Вячеслав Григорьевич
RU2354496C2
СПОСОБ ОБРАБОТКИ ЖИДКИХ АЛЮМИНИЯ И СИЛУМИНА НАНОСЕКУНДНЫМИ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМИ ИМПУЛЬСАМИ (НЭМИ) ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ИХ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ 2007
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Дорофеев Станислав Вячеславович
  • Ри Хосен
  • Кухаренко Елена Борисовна
  • Комков Вячеслав Григорьевич
  • Ширшов Андрей Павлович
RU2347643C1
Способ обработки расплава чугуна наносекундными электромагнитными импульсами (НЭМИ) 2016
  • Ри Хосен
  • Ермаков Михаил Александрович
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Химухин Сергей Николаевич
  • Богачев Анатолий Петрович
RU2623390C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОРОШКА МОЛИБДЕНА ИЛИ ЕГО КОМПОЗИТОВ С ВОЛЬФРАМОМ 2005
  • Гостищев Виктор Владимирович
  • Ри Эрнст Хосенович
RU2285586C1

Реферат патента 2014 года СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛОВА ИЗ КАССИТЕРИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА

Изобретение относится к области металлургии, в частности к получению олова из касситеритовых концентратов. Способ получения олова включает приготовление шихты смешиванием касситеритового концентрата с углем и флюсующими добавками, состоящими из карбоната натрия и хлорида натрия, и восстановительную плавку шихты при температуре 870°C. Затем ведут охлаждение полученного расплава и отделение металла от шлака. При этом расплав шихты при плавке облучают наносекундными электромагнитными импульсами в течение 10-30 мин. Техническим результатом изобретения является повышение содержания олова в составе чернового металла и сокращение продолжительности плавки. 1 табл., 2 пр.

Формула изобретения RU 2 528 297 C1

Способ получения олова из касситеритового концентрата, включающий приготовление шихты смешиванием концентрата с углем и флюсующими добавками, состоящими из карбоната натрия и хлорида натрия, восстановительную плавку шихты, охлаждение полученного расплава и отделение металла от шлака, отличающийся тем, что расплав шихты облучают наносекундными электромагнитными импульсами в течение 10-30 мин при температуре 870°С.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2014 года RU2528297C1

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛОВА ИЗ КАССИТЕРИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА 2009
  • Гостищев Виктор Владимирович
  • Комков Вячеслав Григорьевич
  • Химухин Сергей Николаевич
  • Ри Хосен
  • Ри Эрнст Хосенович
RU2393252C1
Комков В.Г., к.т.н., Автореферат диссертации на тему: Ресурсосберегающая технология получения литейных оловянных бронз специального назначения из минеральных концентратов при углетермическом процессе в расплавах солей щелочных металлов, Комсомольск-на-Амуре, 2010
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛОВА ИЗ КАССИТЕРИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА 2006
  • Гостищев Виктор Владимирович
  • Ри Эрнст Хосенович
  • Дорофеев Станислав Вячеславович
  • Комков Вячеслав Григорьевич
  • Ри Хосен
RU2333268C2
ЭЛЕКТРОДУГОВОЙ СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ОЛОВА ПЕРВОЙ КАТЕГОРИИ КАЧЕСТВА (СПЛАВ, БЛИЗКИЙ ПО СОСТАВУ К МАРКЕ 04) ИЗ КАССИТЕРИТОВОГО КОНЦЕНТРАТА 2002
  • Ри Хосен
  • Баранов Е.М.
  • Щукин Е.В.
  • Гребенников А.С.
RU2224037C2
SU

RU 2 528 297 C1

Авторы

Ри Хосен

Гостищев Виктор Владимирович

Ри Эрнст Хосенович

Комков Вячеслав Григорьевич

Даты

2014-09-10Публикация

2013-05-06Подача