Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВИНЦА ИЗ СУЛЬФИДА СВИНЦА - Патент РФ 2118666
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВИНЦА ИЗ СУЛЬФИДА СВИНЦА
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВИНЦА ИЗ СУЛЬФИДА СВИНЦА

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СВИНЦА ИЗ СУЛЬФИДА СВИНЦА

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: цветная металлургия, в частности способы получения свинца из сульфидного сырья. Сущность: в способе получения свинца, включающем плавление свинецсодержащих материалов в присутствии солей щелочных металлов и извлечение расплавленного свинца, сульфид свинца загружают в карбонатный солевой расплав при его отношении к солевому расплаву 0,28 - 0,42 : 1, температуре 800 - 1200oC и затем выдерживают в течение 2 - 4 ч. Карбонатный солевой расплав дополнительно содержит карбонаты щелочноземельных металлов, 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2118666
Класс(ы) патента: C22B13/02
Номер заявки: 96116503/02
Дата подачи заявки: 12.08.1996
Дата публикации: 10.09.1998
Заявитель(и): Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН
Автор(ы): Казанцев Г.Ф.; Барбин Н.М.; Моисеев Г.К.; Маршук Л.А.; Ватолин Н.А.
Патентообладатель(и): Институт высокотемпературной электрохимии Уральского отделения РАН
Описание изобретения: Способ относится к цветной металлургии, в частности к способам получения свинца из сульфидного сырья.
Известен способ извлечения свинца из сульфидных концентратов возгонкой [1]. По этому способу концентрат, содержащий Pb - 72, Fe - 5, S - 14, SiO2 - 3, CaO - 3, Al2O3 - 3, нагревали дымовыми газами 1100oC. При этом возгонялось 97% свинца в виде сульфида. В газ дозированно вводили кислород для превращения части свинца в оксид. Последний, взаимодействуя с сульфидом, давал металлический свинец. При охлаждении газа до температуры 1000oC металл конденсировался. Охлаждение вели путем орошения хладагентом, предпочтительно расплавленным свинцом.
Недостатками этого способа являются большое количество газов, необходимость использования воздуха, обогащенного кислородом, а также необходимость использования расплавленного свинца для орошения. Поэтому образуются большое количество запыленных газов и унос металла с ними, их необходимо очищать, возвращать в процесс пыль и как следствие - ухудшение экологической обстановки.
Известен способ производства металлического свинца прямым сплавлением [2] . Металл получают из свинецсодержащих материалов путем окислительной плавки и последующего восстановления расплава, образующихся оксидов. Восстановление осуществляют с помощью твердого углеродсодержащего реагента, присутствующего в расплаве. Необходимо также присутствие в расплаве твердого карбонатсодержащего материала, например известняка, доломита или кальцинированной соды.
Однако способ требует применения восстановителей, кроме того, известняк совместно с примесями образует шлаки.
Указанный способ близок к способу плавки в печи Калдо [3].
Процесс предназначен для переработки чистых и комплексных (содержащих медь) концентратов свинца и свинецсодержащих пылей. Преимущество, по мнению авторов, в высокой производительности и автогенной плавке, в защите окружающей среды. Печь Калдо диаметром 3,6 м и длиной 6 м футерована хромомагнезитовым кирпичом, она вращается плавно со скоростью 0-30 об/мин, наклонена под углом 28o.
Опытные плавки вели на 2-х концентратах, содержащих 76,4 и 66,1% свинца и соответственно 13,6 и 16,3% серы. Процесс двухступенчатый, сначала получают черновой свинец за счет реакционной плавки и шлаки с 50% свинца. Шлаки восстанавливают коксом до содержания свинца 1-2%. Скорость плавки 600-1000 кг/мин, количество пыли 15-20%. Расход на 1 г концентрата O2 115-125 м3, кокса 26-31 кг.
К недостаткам такого способа можно отнести большой расход энергии на получение кислорода, расход дефицитного кокса, необходимость охлаждения и очистки газов от пыли и повторной их переработки.
Известен низкотемпературный, не загрязняющий окружающую среду окислами серы способ выделения свинца из содержащего сульфид свинца материала в котле [4].
Для выделения свинца, например, из концентрата галенита (свинцового блеска) автогенным способом расплавляют свинец в котле, добавляют щелочной металл в свободном состоянии, например металлический натрий, в количестве, достаточном для восстановления сульфида свинца до металла, добавляют концентрат к расплаву и перемешивают компоненты. Натрий быстро и экзотермически восстанавливает сульфид до металлического свинца с образованием штейна, содержащего сульфид натрия, который всплывает на поверхность металлического свинца.
Для придания легкоплавкости и текучести к штейну примешивают флюсы. Процесс ведут в стальном котле при T ≅ 650oC. В процессе двуокись серы не выделяется в атмосферу.
Недостатком процесса является то, что для восстановления используют дорогой восстановитель - металлический натрий (не менее 0,222 кг на 1 кг свинца). Кроме того, образуется штейн, который надо перерабатывать в дополнительном процессе. Использование стальной аппаратуры при 650oC приведет к ее быстрой коррозии.
Наиболее близким по технической сущности является способ переработки пылей свинцового производства /5/ плавкой с восстановителем и сульфатом натрия, отличающийся тем, что с целью сокращения эксплуатационных затрат, в качестве источника сульфата натрия используют шлам от производства сернистого натра в количестве 45-65% от веса пыли, при отношении шлама к восстановителю (3,3 - 4,3) : 1.
Готовая шихта подается на поверхность ванны электропечи, разогретой до 1150-1180oC. Скорость загрузки шихты 230 кг на 1 м2 печи. Продукты плавки выпускаются из печи по мере их накопления.
Недостатками указанного способа являются: необходимость в использовании восстановителя в количестве 16-18% от веса пыли; используемые отходы сульфата (30% сульфата натрия, 55% кальцинированной соды, остальное - окислы алюминия, кремния, железа) в виде шлама, разового использования, т.е. выливаются из печи в виде штейно-шлаковой фазы, которая идет либо в отвал, либо на дальнейшую переработку; выделяется большое количество газов и возгонов (37-37,6%) от всего загруженного в печь.
Технической задачей настоящего изобретения является упрощение процесса, уменьшение количества отходов в виде шлаков и возгонов и исключение применения восстановителя.
Поставленная задача решается тем, что в расплав карбонатов содержащий карбонаты натрия, калия, кальция и (или) магния загружают сульфид свинца (галенит), выдерживают при температуре 800-1200oC (предпочтительно при 840-1080oC) в течение 2-4 ч и извлекают металлический свинец, при этом массовая доля сульфида свинца в расплаве должна поддерживаться в пределах 0,28 - 0,42.
Новым в данном способе является получение свинца из сульфида свинца без добавления восстановителя, при этом наиболее высокое извлечение получается в интервале температур 900-1050oC (выше 80%).
Преимуществом данного способа является простота, отсутствие шлаков, возможность получения жидкого свинца, отсутствие возгонов свинца, общее снижение возгонов, возможность организации непрерывного процесса, и исключение применения восстановителя.
Сульфид свинца может непрерывно или периодически загружаться в расплав солей, а свинец тоже непрерывно или периодически удаляется из печи. В то же время сама расплавленная смесь карбонатов постоянно находится в печи неопределенно долгое время с небольшим количеством добавок солей на восполнение потерь от испарения (2-3 кг с 1 м2 в час).
Техническим результатом, достигаемым в заявляемом способе, при его реализации, является уменьшение объема отходящих газов, экономия топлива, упрощение процесса.
Пример 1. В тигель из окиси бериллия загрузили 45 г K2CO3, 37 г Na2CO3 установили в закрытой ячейке, вакуумировали ячейку, заполнили гелием. С атмосферой ячейка соединялась через гидрозатвор с серной кислотой. Ячейка, в свою очередь, была установлена в шахтной печи сопротивления с селитовыми нагревателями.
Температура в печи поддерживалась с точностью ± 5oC. Ячейка нагревалась в печи до 890oC. После расплавления смеси солей, через затвор загрузили 35 г PbS. При 862oC замечено интенсивное выделение газа. При снижении температуры до 780oC выделение газа прекратилось. В течение 4 ч ячейку выдерживали при 800-869oC (среднее 841oC). Затем печь отключили, ячейку охладили и отделили металлический свинец - 21,42 г. Общий вес карбонатов и свинца составил 97,18 г, первоначальный - 117 г. Извлечение свинца составило 70,75%. Результаты других опытов сведены в табл. 1.
При температуре, ниже 840oC, производительность резко падает, так же как извлечение.
При температурах выше 1200oC испарение карбонатов и свинца резко ухудшают показатели. Так, при 880o испарения карбонатов составляет 0,35 г/см2·ч, то при 1118 - 1,78 г/см2·ч. При 1200oC - 2,5 г/см2·ч.
При массовом соотношении сырья к расплаву солей менее 0,28 производительность снижается, при соотношении выше 0,42 расплав загустевает.
Во всех примерах переработка сульфидов в расплавах карбонатов без использования восстановителя приводит к снижению расхода солей не менее чем в 20 раз, снижению выхода шлака и возгонов.
Список использованной литературы
1. Пат. 65806. Финляндия. Заявл. 16.04.80 N 801213, опубл. 10.07.84. МКИ C 22 B 13/02 "Способ извлечения свинца из сульфидных концентратов возгонкой".
2. Заявка ЕПВ (EP) N 0153913 публикация 850904 N 36 МКИ 4. C 22 B 13/02. Способ производства металлического свинца прямым сплавлением.
3. Переработка свинцовых концентратов в печи Калдо. Verarbeitung von Bleikonzentraten in Kaldoofen. Petersson Stig. Lindkvist Goren "Erzmetall", 1982, 35, N . 189-191. (нем. ред. англ.).
4. Заявка ЕПВ (EP) N 0038124 публикация 31.10.21 N 42 МКИ C 22 B 13/06. C 01 G 21/00, C 22 B 7/04, 5/04. "Низкотемпературный не загрязняющий окружающую среду окислами серы способ выделения свинца из содержащего сульфид свинца материала в котле".
5. Авт. свид. СССР N 804705 "Способ переработки пылей свинцового производства" МКИ C 22 B 7/02. Заявл. 26.04.79. Опубл. 15.02.81 Бюлл. N 6.
Формула изобретения: 1. Способ получения свинца, включающий плавление свинецсодержащих материалов в присутствии солей щелочных металлов и извлечение расплавленного свинца, отличающийся тем, что в качестве свинецсодержащих материалов используют сульфид свинца, который загружают в карбонатный солевой расплав при его отношении к солевому расплаву 0,28 - 0,42 : 1, температуре 800 - 1200oC и затем выдерживают в течение 2 - 4 ч.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сульфид свинца загружают в карбонатный солевой расплав, дополнительно содержащий карбонаты щелочноземельных металлов.