окислитель для рафинирования чернового свинца

Формула изобретения

Применение диоксида свинца в качестве окислителя при рафинировании чернового свинца от мышьяка, олова и сурьмы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии тяжелых цветных металлов и может найти применение на заводах при рафинировании чернового свинца от примесей мышьяка, олова и сурьмы.

Известны реагенты-окислители: газообразный кислород, нитраты щелочных и щелочно-земельных металлов (натриевая и кальциевая селитры), соединения свинца (Pb+2), предназначенные для окисления примесей при рафинировании чернового свинца. Однако перечисленные реагенты недостаточно технико-экономически эффективны, дороги или дефицитны, а применение их сопровождается рядом технических затруднений. В силу этого применение кислорода было ограничено и в заводской практике получило широкое применение щелочное рафинирование с применением в качестве окислителя ряда примесей свинца натриевой селитры. Но селитра дорогой и дефицитный реагент, поэтому идет поиск заменителей.

Известно применение в качестве окислителя отходов производства тетраэтилсвинца. Предложенные отходы в связи с сокращением этого производства не являются доступными. Также был предложен плюмбит натрия в качестве окислителя. Плюмбит натрия не является доступным реагентом и может найти применение только в случае наличия его на предприятии.

Известно соединение диоксид свинца (PbO₂), ранее при рафинировании чернового свинца не применявшееся.

Целью изобретения является повышение технологических показателей рафинирования чернового свинца от мышьяка, олова и сурьмы за счет удешевления процесса и увеличения выхода рафинированного свинца.

Поставленная цель достигается применением в качестве окислителя диоксида свинца формулы PbO₂.

Диоксид свинца кристаллический темно-коричневый порошок. Высшая степень окисления свинца (IV) предопределяет его высокие окислительные свойства как элемента 4 группы системы элементов. При нагревании (290-320^оС) он выделяет кислород:

2PbO₂=2PbO+O₂ Разложение селитры начинается при 308^оС. Температура плавления гидроксида натрия равна 318^оС. Очевидно тепловой режим при рафинировании нет надобности изменять.

В рафинировочном котле идет образование оксида свинца:

PbO₂+Pb= 2PbO Механизм действия оксида свинца общеизвестен. В настоящее время доля вторичного свинца, в основном за счет лома свинца кислотных аккумуляторов, превышает 60% Доля вторичного свинца имеет устойчивую тенденцию к усиленному росту и количество диоксида свинца, извлекаемого из лома значительно превышает потребности рафинирования. Технологическая промышленная схема рафинирования чернового свинца от мышьяка, олова и сурьмы по известному способу может быть изменена только в одной детали замене селитры на диоксид свинца.

Применение изобретения осуществляется известными приемами в стандартных аппаратах и оборудовании путем вмешивания порошкообразного диоксида свинца в расплавленную ванну рафинируемого свинца в присутствии гидроксида натрия. Удельный расход реагентов зависит от содержания примесей в черновом свинце.

П р и м е р. Действие окислителя проверено в лабораторных условиях. Черновой свинец, содержащий 0,15% As, 0,01% Sn, 1,0% Sb, в количестве 2 кг поместили в стальной тигель. При температуре 450^оС в расплав вмешивали в течение 70 мин реагенты: NaOH и PbO₂. Рафинирование заканчивали, когда содержание сурьмы в свинце достигало 0,02-0,04% Так принято в заводской практике для предотвращения высокого содержания оксида свинца в щелочных плавах. Избыток окислителя (PbO₂) от теоретически необходимого не ухудшает условий рафинирования и в виде PbO переходит в щелочной плав, что ведет к непроизводительным расходам. Выход рафинированного свинца 102,1%

Таким образом, предлагаемый окислитель, являющийся дешевым утилизируемым продуктом, позволяет в стандартных условиях осуществить очистку чернового свинца от ряда примесей. Применение селитры нецелесообразно при наличии PbO₂, поступающего на завод для утилизации в составе лома аккумуляторов. Степень экологической защиты, Т.Б. и санитарно-технические нормы остаются в общем на прежнем уровне. Кроме того снижаются расходы на технологических переделах, куда PbO₂ поступал для переработки, начиная с агломерации. В восстановительной плавке высшая степень окисления свинца диоксида вызывает повышенный расход восстановителя.

Технико-экономический эффект, который можно получить в результате использования изобретения, заключается в переводе части лома аккумуляторов в разряд реагента, с последующей поставкой как товарного продукта.