Способ переработки полиметаллических расплавов Советский патент 1982 года по МПК C22B9/04 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам переработки полиметаллических расплавов, и может быть использовано при переработке штейнов свинцовых и медных заводов с целью перевода летучих компонентов в возгоны и получения качественных медных штейнов.

Известен способ переработки полиметаллических штейнов в вакууме при давлении остаточных газов 0,1 20 мм рт.ст. и 1180-1230С flj.

Недостатками известного способа являются невысокая интенсивность процесса возгонки и низкое извлечение свинца в возгоны из-за оседания его на дно ванны.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ переработки полиметаллического (расплава путем наложения Tia него электрического тока плотностью 0,9-1,5 А/см при напряжении 65-110 В и 1180 1200С С23.

Недостатками известного способа являются низкое извлечение металлов в возгоны (не выше 30%) и низкая скорость процесса. Кроме того, при указанных параметрах ведения процесса происходит короткое замлкание в системе.

Цель изобретения - интенсификация процесса и повышение извлечения металлов.

Цель достигается тем, что согласно способу переработки полиметаллических расплавов, включающему наложение на .расплав электрического тока, процесс ведут с наложением на расплав тока плотностью 5-15 А/см площади поперечного сечения расплава между электродами и напряжением 9-18 В на погонный метр межэлектродного расстояния в две стадии: -на первой стадии при 1050-1150С и давлении остаточных газов 20-100 мм рт.ст,, а на второй стадии при 1150-1300 С, давлении остаточных газов 1-20 км рт.ст. и с пропусканием нейтрального газа в количестве 20-70 л/т штейна и с добавкой пирита в количестве 1,1-5% от веса свинца в штейн1е.

При использовании указанных электрических параметров процесса полностью исключаются короткие заныкайия в системе и наряду с эффективным использованием тепла происходит интенсивное перемешивание ванны за счет усилия конвективного движения

слоев расплава, что в конечно м счете интенсифицирует процесс.

При плотности тока менее 5 А/см и напряжения нище 9 В в расплаве не достигается необходимая для интенсивного испарения температура, а при плотности тока более 15 А/см и напряжении более 18 В на погонный метр межэлектррдного расстояния происходит бурноеиспарение летучих компонентов,. соп15овождающееся значительным механическим уносом капель расплава, снижающим извлечение меди в штейн и ухудшающим качество возгонов. Кроме того, ванна начинает работать з режиме короткого зa ыкaния.

Обработка расплава в две стадии связана с резким изменением состава и свойств штейна по мере вакуумиро.ваиия.

При температуре выше и давлении остаточних газов менее 20 мм рт.ст. происхсэдит большой механический унос капель расплава в конденсат, ухудшающий его качество и понижаюидий извлечение меди в штейн. При температуре ниже 1050°С и давлении остаточных газов более 100 мм рт.от .- низка скорость отгонки летучих составляклцих штейнов.

Во втором периоде по мере вьщеления сернистого ангидрида из расплава и умены-ения в нем концентрации летучих компонентов ванна успокаивается, скорость испарения и отвода пара из испарителя снижается и приходится поднимать температуру до 1150-1300 С, снижать давление остаточных газов до 1-20 мм рт.ст. и пропускать нейтральный газ под поверхностью расплава для уноса пара из испарителя.

Для выравнивания концентрации лету чих в ванне через нее пропускают нейтральный газ с общим расходом 20-70 л/ штейна, а для первого малолетучего металлического свинца в более летучий сульфид одновременно в ванну подают сульфидизатор - пирит в ,колич-эстве 1,1-5% от веса свинца в штейне.

Подача газа в количестве ниже менее 20 л/т штейна не обеспечивает интенсивного перемешивания ваннн и приводит к замедлению испарения,при расходе газа .более 70 л/т штейна происходит разбрызгивание расплава, ведущее к увеличению 1exaничecкoгo выноса капель штейка в конденсатор и снижению извлечения металлов..

При расходе пирита менее 1,1% не обеспечивается высокая степень перевода свинца в сульфид и извлечение его в возгоны, а при расходе его более 5% происходит разубоживание штейна .железом и удорожание передела.

Пример 1. В вакуумную электропечь загружают 3,2 т иггейна, содержащего, вес.% свинец 22,Sf медь

39,1; железо 10,3; цинк 6,1; сурьма 0,2; кишьяк 0,3; сера 21,2. На первой стадии вакуумирования поддерживают температуру , давление остаточных газов 20 мм рт.ст.. Площадь поперечного сечения расплава в Процессе вакуумирования изменяется с 1800 до 1600 см, плотность тока изменяется от 5 до б А/см площади поперечного сечения расплава между электродами, падение напряжения на погонный метр межэлектродного расстояния 9-10 В. Продолжительность вакуумирования 3 ч. Получено 650 кг конденсата (выход к зaгpyжeн: oмy штеПну 20,3%). Степень извлечения в конденсат,%: свинец 73; медь 0,1; железо 0,11; цинк 54; сурьма 31; мышьяк 40. Состав конденсата, %: свинец 71; цинк 13; сера 14; сурьма 2,5; мышьяк 5.

На второй стадии поддерживают температуру 1150°С, давление остаточных газов 1 мм рт.ст... Площадь поперечного сечения расплава между электродами изменяется от 1600 до 1450 см плотность тока - от 9,5 до 10,5 А/см напряжение 10-12 В на погонный метр межэлектродного пространства, расход нейтрального газа 20 л/т штейна, добавка пирита 10 кг (1,4% к весу свинца в штейне), время вакуумирования 2ч.

На второй стадии получено 90 кг ковденсата (выход к загруженному штейну 3%). Состав конденсата, %: свинец 62; цинк 37:, мышьяк 3; сурьма 2; сера 20.

Степень извлечения летучих составлякнцих в конденсат в двух стадиях, %: свинец 96, 0,3; цинк 84; сурьма 70; мьаиьяк 85,2.

Выход штейна 70%. Состав штейна,% свинец 1,4; медь 55,2; железо 14,3:, сера 27,2; цинк 1,29. Процесс проходит с высокой интенсивностью в течение 5ч.

Пример 2. В вакуумную печь загружают 4,1 т штейна, содержащего, %: свинец 18,4; медь 36,8; железо 14,32;-цинк 7,03; сырьма 0,17; 1 адшьяк 0,67; сера 21,7. На первой стадии вакуумирования поддерживают температуру 1100°С, давление остаточных газов 100 мм рт.ст. Глубина ванны.расплава в начале опыта 350 мм. Площадь поперечного сечения расплава в процессе вакуумирования 1850-1500 см, плотность Тока изменяется 13,8-13,2 А/см площади поперечного сечения расплава между электдами, падение напряжения на погонный метр межэлектродного расстояния 1214,5 в. Продолжительность вакуумиро.вания 2ч.

Получено .950.кг конденсата (выход к загруженному штейну 23,2%), Степен