способ тонкого обезмеживания свинца

Формула изобретения

Способ тонкого обезмеживания свинца, включающий последовательное вмешивание в нагретый до 340-370^oС расплавленный свинец гидроксида натрия и элементарной серы и удаление шликеров, отличающийся тем, что в расплавленный свинец элементарную серу вводят совместно с сульфидом натрия, взятым в количестве 0,03-0,06% от массы свинца.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к тонкому обезмеживанию свинца, и может быть использовано при рафинировании свинца от малых (остаточных) количеств меди.

Известен метод тонкого обезмеживания свинца, содержащего 0,04-0,08% меди при температуре 330-340^oC с добавкой элементарной серы. Способ заключается в образовании сульфида меди, всплывающего на поверхность металла и снимаемого в медные шликера [1, 2].

Недостатком этого способа является условие присутствия в расплавленном свинце достаточных количеств серебра или олова для высокой степени рафинирования металла. Доказано, что в отсутствии серебра или олова невозможно обезмедить свинец серой менее чем до 0,05% меди [3].

Известен способ тонкого обезмеживания не содержащего олова свинца, при котором процесс ведется элементарной серой в присутствии едкого натра при 370-400^oC [4].

Недостатком этого способа является то, что степень обезмеживания связана с количеством вводимого гидроксида натрия и для достижения концентрации 0,005% меди в свинце требуется вводить одновременно с 0,2% серы до 1,0% гидроксида натрия к массе свинца, что приводит к большому удорожанию процесса.

Наиболее близким к заявляемому является способ тонкого обезмеживания свинца, не содержащего серебро и олово, включающий добавление к расплавленному металлу при 330-380^oC гидроксида натрия в количестве 0,3-0,5% и карбоната натрия в количестве 0,01-0,015%, а затем вмешивание мелкими порциями элементарной серы. Снимаемые щелочно-сульфидные медные шликера перерабатываются на щелочно-сульфидный реагент и сухие медные шликера [5].

Недостатком этого способа является то, что содержание меди в свинце после рафинирования составляет 0,006% и для получения марочного свинца, содержащего 0,001% меди, требуется в последующем удаление остаточной меди, например с помощью металлического цинка, вводимого в расплав свинца с целью извлечения драгметаллов, а попутно и меди. Затем свинец в свою очередь рафинируют от избыточного содержания цинка. Однако применение цинка для удаления одной меди экономически нецелесообразно.

Задачей предлагаемого изобретения является создание метода тонкого обезмеживания свинца, проводимого в достаточно широком температурном интервале на расплаве, не содержащем олово и серебро, с получением содержания меди в свинце 0,001%.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе тонкого обезмеживания свинца, включающем последовательное вмешивание в нагретый до 340-370^oC расплав гидроксида натрия и элементарной серы и удаление шликеров, согласно заявляемому изобретению в расплавленный свинец серу вводят совместно с сульфидом натрия, взятым в количестве 0,03 - 0,06% от массы свинца.

Сущность заявляемого способа заключается в следующем.

Способ тонкого обезмеживания свинца включает добавление к металлическому расплаву гидроксида натрия, а в качестве серусодержащего рафинирующего реагента совместно элементарной серы и сульфида натрия. Согласно изобретению в расплавленный свинец при температуре 340-370^oC вмешивается гидроксид натрия в количестве 0,2-0,3% от массы свинца. Затем отдельными порциями (присадками) в воронку, образуемую на поверхности расплава при перемешивании, совместно вводятся сульфид натрия в количестве 0,03-0,06% и элементарная сера в количестве 0,05-0,1% от массы свинца. В результате образуется двойной медно-натриевый сульфид, обладающий меньшей растворимостью в жидком свинце, чем сульфид натрия, и который всплывает на поверхность металла и снимается после каждого вмешивания отдельной порции серусодержащих реагентов в расплав. Введение серусодержащих реагентов осуществляется 1-4 раза в зависимости от содержания меди в исходном сырье. Предварительными исследованиями было установлено, что оптимальное соотношение NaOH:S составляет 1,5:3.

Изобретение поясняется следующим примером.

4 Пример. Навеска свинца 0,9 кг, содержащего из примесей только медь в количестве 0,0027%, загружалась в железный тигель и нагревалась до температуры 340-370^oC. Затем в расплав опускалась мешалка и при интенсивном перемешивании вводили 1,8 г гидроксида натрия (0,2% к свинцу). Натриевый гидроксид перемешивался со свинцом в течение 1-2 минут и после порциями вводились совместно 0,72 г серы (0,08% к свинцу) и 0,54 г сульфида натрия (0,06% к свинцу). Расплав интенсивно перемешивался при введении реагентов и после в течение 1-2 минут, затем снимались медные шликера. Содержание меди в полученном свинце составило 0,0009% (опыт N 6).

Результаты опытов сведены в таблицу.

Из результатов, приведенных в таблице, видно, что использование в качестве рафинирующих агентов только смеси гидроксида натрия с элементарной серой (опыты 1,2) и сульфида натрия или его смеси с гидроксидом натрия (опыты 3,4) не позволяет снизить содержание меди в свинце до требуемого предела. Только совместное присутствие серы, гидроксида натрия и сульфида натрия дает возможность получить свинец, содержащий < 0,001% меди за одну (опыт 6) или 2-4 присадки серусодержащих реагентов (опыты 5, 7, 8, 10, 12-14). Избыток серы и сульфида натрия нежелателен (опыты 9, 11).

Выход медных шликеров составляет порядка 0,7-1,0%, они содержат свободную щелочь. В связи с низкой концентрацией меди в шликерах (< 1%) они могут не подвергаться отдельной переработке, а поступают в голову процесса на получение чернового свинца. Либо сначала перерабатываются на сухие медные шликера и щелочно-сульфидный реагент, заворачиваемый на плавку свинцового сырья.

Использованные источники информации

1. T. R.A. Davey, J.A. Happ. Обезмеживание свинца, олова и висмута вмешиванием элементарной серы. The Australasian Institute of mining and metalurge. Proceedings, N 237, 1971, p. 23-32.

2. М. П. Смирнов. Рафинирование свинца и переработка полупродуктов. М., изд-во "Металлургия", 1977.

3. T.R.A. Davey. Физическая химия рафинирования свинца. World Symposium "Lead-Zinc-Tin" Las Vegas, USA, 1980, p. 477 - 507.

4. Di Martini C., Lambert R.F. Новая практика рафинирования от теллура и меди на Omaha Refiury of Asarco. World Symposium "Lead-Zinc-Tin" Las Vegas, USA, 1980.

5. Патент Болгарии N 52075 A, класс C 22 B 13/06, опубл. 30.04.96.