Способ рафинирования свинца от висмута Советский патент 1992 года по МПК C22B13/06 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при рафинировании свинца на предприятиях свинцово-цинковой промышленности.

Целью изобретения является сокращение длительности и упрощение процесса рафинирования.

Указанная цель достигается тем, что в известном способе рафинирования свинца от висмута, включающем загрузку магния и смеси кальция с серой в реактор с мешалкой, погружение реактора в расплав рафинируемого свинца, вмешивание кальция и магния в расплав, извлечение реактора из расплава свинца и съем висмутистых дрос- сов. согласно изобретению, загрузку серы в реактор осуществляют в количестве, равном 1.4-2,0% от массы кальция.

Приведение серы в контакт с металлическим кальцием осуществляют, например, путем ее закладки в усадочную воронку (раковину) барабана кальция.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Температура свинца, при которой реагенты погружают в расплав, равна 360-370°С, поэтому наиболее труднорастворимым реагентом является имеющий более высокую температуру плавления кальций, в то время как магний растворяется значительно легче. Что касается серы, вводимой в расплав в контакте с кальцием, то она при этой температуре переходит в жидкое состояние.

Растворение реагентов в свинце при 360-370°С сопровождается образованием СазРЬ, МдаРЬ, которые затем растворяются в свинце и вступают в обменную реакцию с растворенным в нем висмутом.

Скорость растворения реагентов в общем случае зависит от температуры исходных компонентов раствора и агрегатного состояния вещества. Ускорение растворения кальция в свинце при осуществлении

сл

с

ч| XJ О

4

ю

процесса достигается путем нагрева кальция до температуры плайления за счет его реакции с серой, протекающей с большим выделением тепла. При этом несколько повышается также температура свинца внутри реактора.

Расплавленный кальций реагирует с жидким свинцом, скорость которой значительно выше, чем скорость реакции кальция с серой.

Выделение большого количества тепла при взаимодействии сравнительно малых количеств кальция и серы ведет к повышению температуры объема свинца внутри реактора и способствует более быстрому растворению в свинце также и магния. Время совместного вмешивания кальция и магния снижается при этом до 15-20 мин, а общая длительность процесса рафинирования - до 6-7 ч.

В предлагаемом способе повышение скорости растворения кальция достигается путем его нагрева до жидкого состояния за счет экзотермической реакции взаимодействия части кальция с серой, Тепло реакции способен вует также более быстрому растворению другого реагента - магния, в то время как дробление кальция в расплаве на скорость растворения магния не влияет.

Снижение потерь реагентов ведет к их более полному использованию в реакциях с висмутом, что дополнительно способствует достижению цели изобретения -- уменьшению длительности процесса рафинирования.

В предлагаемом способе отсутствует операция подачи в расплав свинца водяного пара и приведение последнего в контакт с внутренней поверхностью цилиндрических барабанов кальция. Таким образом, предлагаемый способ проще по форме выполнения, что дополнительно ведет к снижению длительность процесса рафинирования.

Предлагаемый способ рафинирования свинца от висмута осуществляют следующим образом

Процесс рафинирования проводят в 260-тонном рафинировочном котле со свинцом, содержащим Q.2-0,4% висмута, при температуре 360-370°С.

В реактор с мешалкой загружают барабаны кальция, чушки магния и серу, которую загружают в реактор в контакте с кальцием. Для этого кусочки серы помещают в усадочную воронку (раковину) барабанов кальция. Масса серы на один барабан (масса бзраба- ча 50-55 кг) составляет 0,7-1,1 кг (1,4-2,0% от массы кальция), Серу в воронке закрывают от выпадения при качтоаке барабана кальция каким-либо сухим нейтральным материалом, например, листовым асбестом и покрывают сверху замазкой, не реагирующей ни с кальцием, ни со свинцом, например, цементом, алебастром, огнеупорной

глиной и т.д. После высыхания замазки загружают барабаны кальция с находящейся внутри них серой, а также чушки магния (масса чушки 8,2-8.3 кг) в корзинчатый реактор с мешалкой, который с помощью мостовою крана погружают в расплав свинца.

Расход реагентов на одну операцию рафинирования составляет 200-250 кг кальция и 400-500 кг магния.

Реагенты, находящиеся в реакторе, за счет контакта с жидким свинцом прогреваются до температуры расплава 360-370°С в течение 3-5 мин. При этом сера, имеющая температуру плавления 115°С, быстро переходит в жидкое состояние и обволакивает внутреннюю поверхность усадочной раковины, включая все ее неровности, впадины, трещины и щели. При этом обеспечивается практически идеальный контакт жидкой серы с твердым кальцием. В условиях такого контакта под действием высокой температуры самопроизвольно начинается экзотермическая реакция кальция с жидкой серой, протекающая весьма бурно. Начало реакции фиксируют по бурлению свинца в реакторе, прорывающемуся и на поверхность свинцовой ванны. При явных признаках бурления включают мешалку реактора и вмешивают реагенты в свинец в течение

15-20 мин. За это время кальций и магний полностью растворяется в свинце.

По окончании растворения реагентов извлекают реактор из котла, дают ванне отстояться 10-15 мин и снимают висмутистые

дроссы. При необходимости получения свинца марокС1 и СОв свинец при температуре 340°С добавляют сурьму и снимают сурьмянистые дроссы. Общая длительность процесса рафинирования свинца от висмута

в последнем случае составляет 6-7 ч.

Изобретение позволяет снизить длительность процесса рафинирования на 2-3 ч, упростить процесс, повысить стойкость рафинировочного котла и срок службы реактора и уменьшить расход электроэнергии на рафинирование.

Формула изобретения Способ рафинирования свинца от висмута, включающий загрузку магния и смеси

кальция с серой в реактор с мешалкой, погружение реактора в расплав рафинируемого свинца, вмешивание кальция и магния в расплав, извлечение реактора из расплава свинца и сьем висмутистых дроссов, о т л и- ч а ю щ и и с я тем, что, с целью сокращения

длительности и упрощения процесса рафи- ствляют в количестве, равном 1,4-2,0% мас- нирования, загрузку серы в реактор осуще- сы кальция.

Использование: цветная металлургия. Сущность: кальций, магний и серу загружают в реактор с мешалкой, причем загрузку серы осуществляют в контакте с кальцием в количестве 1,4-2,0% от массы кальция, реактор погружают в расплав свинца, вмешивают кальций и магний в расплав, извлекают реактор из расплава и снимают висмути- стые дроссы.