Способ переработки аккумуляторного лома Советский патент 1982 года по МПК C22B7/00 

(5) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ АККУМУЛЯТОРНОГО ЛОМА

I

Изобретение относится к цветной .металлургии, в частности к переработке вторичного свинец-сурьму содержащего сырья.

Наиболее близким к изобретению является способ переработки аккумуляторного лома, включающий электроплавку его с содово-сульфатной смесью, углеродсодержащим восстановителем, известняком и железистым материалом с получением свинца L1.

Недостатки способа заключаются в невысоком извлечении свинца и сурьмы и большой продолжительности процесса.

Цель изобретения - повышение степени извлечения свинца в сплав и сокращение продолжительности процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки аккумуляторного лома, включающем электроплавку его с содово-сульфатной смесью, углеродсодержащим вое становителем, известняк тм и железистым материалом, электроплавку ведут при температуре на поверхности расплава 1250-1350°С, железистый материал загружают за 30-90 мин до окончания плавки и свинцовую ванну продувают воздухом, обогащенным кислородом.

Повышение температуры на поверх-ности расплава и понижение на дне позволяет повысить степень извлечения свинца и сурьмы в сплав. Объясняется это тем, что понижение температуры нижней части свинцового расплава дает возможность уменьшить рариовесную концентрацию сульфидов свинца и сурьмы в металлическом свинце. : Сульфидные соединения, имея меньший удельный вес, всплывают на поверхность расплава, температура которого (1250-1350°С)достаточна для полЧ ного интенсивного взаимодействия их с окислами, что ведет к увеличению извлечения металлов в сплав. Значительная разность температур поверхности расплава и нижней части свинцовой ванны позволяет во-первых, увеличить скорость выделения сульфидных соединений свинца и сурьмы из металлического расплава, во-вторых, увеличить скорость реакций образования металлической фазы, что приводит-к сокращению продолжительности процесса плавки. Повышение температуры поверхности расплава свыше 1350°С не рекомендуется, так как выше этой температуФЫ начинается интенсивная возгонка окисяов сурьмы, что приводит к снижв нию извлечения в черновой сплав. Понижение температуры поверхности расплава ниже 1250 также не желательно из-за уменьшения разности тем ператур между поверхностью и дном, ведущего к уменьшению скорости выде ления сульфидов из расплава и сниже нию скорости реакций образования 1еталлической фазы. Увеличение температуры чернового :плава выше 750°С увеличивает равно зесную концентрацию сульфидов свин a и сурьмы в черновом сплаве, что снижаетобщее извлечение металлов. Введение в расплав железосодержащих материалов за 30-90 мин до окончания плавки разовой порцией с одновременной продувкой воздухом позво ляет избежать образования штейновой фазы, в которой происходят потери металла и которая обычно имеет место при постоянной загрузке железного скрапа без продувки свинцовой ванны воздухом. Выделяющиеся из металлического расплава сульфиды свинца и сурьмы вступают во взаимодействие с железом,/что приводит к увеличению извле чения металлов в черновой сплав. Образовавшийся сульфид железа легко окисляется кислородом продуваемого воздуха, при этом образуется шлак, растворимость свинца и сурьмы в кото ром очень мала, следовательно сокращаются потери ценных металлов со шлаком, и повышается их извлечение в сплав. Введение железосодержащих материалов -в расплав раньше, чем за 90 мин до окончания плавки не желательно, так как это связано с излишним расходом реагентов, вступающих во взаимодействие с не успевшей прореагировать частью оксида свинца и, кроме этого, возможно образование штейновой фазы, приводящее к снижению общего извлечения металлов в черновой фазе. Образование штейновой фазы возможно также при введении железосодержащих материалов в расплав меньше, чем за 30 мин до окончания плавки, так как часть железа не успевает прореагировать, что также приведет к снижению извлечения металла в сплав. П р. и м е р 1 . Способ был испытан при электротермической переработке отработанных аккумуляторных батарей. Во всех опытах содержание основных компонентов в аккумуляторном ломе было следующее., вес. %: свинца 71,0; сурьмы 5,9; серы 8,0; кислорода 10,0; остальное . На плавку направлялась шихта в количестве 126,0 кг при следующем соотношении компонентов, кг: Вторичное свинцовое сырье 100 79,5 (%) Содовосульфатнаясмесь8 6,8 () Кокс6 ,1 (I) Кварц2 ,Ц (%} Известняк 2 , (%) Оборотные пыли (содержание свинца 5%, сурьмы 2,2°)8 6,8 (I Содово-сульфатная смесь содержала 25 сульфата и 75 карбоната натрия. Перемешанные компоненты загружали в печь и нагревали до расплавления в течение 1 ч,а затем температуру на поверхности расплава поднимали до при температуре на дне свинцовой ванны 750°С. При этих температурах расплав выдерживали в течение 30 мин, а после этого за 30 мин до окончания плавки загружали железную стружку в количестве 1 кг (0,8% от шихты) и продували свинцовую ванну воздухом, обогащенным кислородом. Общее время плавки от начала разогрева до окончания продувки воздухом составило 2 ч. После этого производили раздельный выпуск чернового свинца и шлака. Газовую фазу направляли на очистку и уловленную пыль возвращали в шихОбщее количество свинца и сурьмы поступающее в плавку с аккумуляторным ломом и оборотными пылями, сост вило, кг: свинца 7,6 и сурьмы 6,08 В результате плавки было получено, кг: Свинцовосурьмяныйсплав80,0 ШлакI.O Пыль (оборотная)6,0 Содержание свинца в шлаке составило 1,21, а сурьмы - 0,21. При этом со шлаком теряется 0,168 кг свинца и 0,028 кг сурьмы. Извлечени свинца - 98,8% и сурьмы - 98,8. Пример2. На плавку направлялась шихта в количестве 126,0 кг при следующем соотношении компонентов, кг: Вторичное свинцовое 10079,5(%) Содово-суль86,8(% фатнея смесь 6i«,1(%) 2I,(%) 2},k(%) Известняк Оборотные пыли (содержа. ние свинца 5%, сурьмы .2,2%)8 6,8-{%) Содово-сульфатная смесь содержал 15 сульфата и 85% карбоната натрия Перемешанные компоненты загружал в печь и нагревали до расплавления течение 1 ч , а затем температуру н поверхности расплава поднимали до при температуре на дне свин цовой ванны 700°С. При этих температурах расплав выдерживали в течение 30 мин и после этого за 60 мин до окончания плавки загружали желез ную стружку в количестве 2 кг (1, вес, % шихты) и продували свинцовую ванну воздухом, обогащенным киспородом. Общее время плавки от начала разогрева до окончания продувки воз духом составило 2 ч 30 мин, После этого производили раздельный выпуск чернового свинца и шлака Пылегазовую фазу направляли на очис ку И уловленную пыль возвращали в шихту . Общее количество свинца и сурьмы, поступившее в плавку с аккумуляторным ломом и оборотными пылями составило, соответственно, 7,6 кг и 6,08 кг. В результате плавки было получено, кг: Свинцово-сурьмяный сплав 80,0 ШлакИ,2 Пыль (оборот- 6,2 Содержание свинца в шлаке составило 1,2%, а сурьмы 0,2%. При этом со шлаком потерялось 0,168 кг свинца и 0,028 кг сурьмы. Извлечение свинца составило 98,8%; сурьмы 98,8%, Пример 3, На плавку направляли шихту в количестве 130 кг при следующем соотношении компонентов, кг: Аккумуляторный лом100 77,0 (%) Содово-сульфатная смесь8 6, 15 1%) Кокс6 k,6S Г%) Кварц2 1,5(%) Известняк2 1,5(%) Оборотная пыль (содержание свинца , сурьмы 2,2%) 12 9,2(%) Содово-сульфатная смесь содержала 5% сульфата натрия и 95% карбоната натрия. Перемешанные компоненты загружали в печь и нагревали до расплавления в течение 1 ч, а затем температуру на поверхности поднимали до 1300°С при температуре на дне свинцовой ванны 650 С. При этих температурах расплав выдерживали в течение 30 мин, а затем за 90 мин до окончания плавки заг; ружали железную стружку в количестве 3 кг (2,3 вес. % шихты) и продували свинцовую ванну воздухом, обогащенным кислородом. Общее время плавки от начала нагрева до окончания продувки составило 2 ч 5 мин. После этого производили раздельный выпуск чернового свинца и шлака. Пылегазовую фазу направляли на очистку и уловленную пыль возвращали в шихту. Общее количество свинца и сурьмы, поступающее в плавку с аккумуляторным ломом и оборотной пылью, составило, соответственно, 7б, кг и 6,16 кг. 8 результате плавки было получено кг: Свинцово-сурьмяный сплав82 Шлак15 Пыль7 Содержание свинца в шлаке составило 1,1, а сурьмы - 0,2%, При этом со шлаком потерялось 0,1б5 кг свинца и 0,03 кг сурьмы. Извлечение свинца и сурьмы составило, соответственно, 98,9 и 98,2%.

В результате переработки сырья по предлагаемому способу получается свинцово-сурьмяный сплав с содержанием сурьмы 2,5-7,0%, что удовлетворяет требованиям ГОСТа на свинцово-сурь-(о мяный сплав марки ССуА. Таким образом, предлагаемый способ позволяет ; а)повысить извлечение свинца на 1,3-1,о; б)повысить извлечение сурьмы на 7,0-7,6%; 8996 5 }0 15

при температуре на поверхности расплава 1250-1350 С, температуре свинца 650-750°С, железистый материал загружают за 30-90 мин до окончания s 38 в)сократить продолжительность процесса ; г)увеличить производительность плавильного агрегата. Формула изобретения Способ переработки аккумуляторного лома, включающий электроплавку его с содово-сульфатной смесью, углеродсодержащим восстановителем, известняком и железистым материалом с получением свинца, отличающ и и с ;Я тем, что, с целью повышения степени извлечения свинца и сурьмы в сплав и сокращения продолжительности процесса, электроплавку ведут плавки и свинцовую ванну продувают воздухом, обогащенным кислородом. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Гудкевич В. М. и др. Способы переработки лома свинцовых аккумуляторов. М., Металлургиздат, 1979, с. .