способ получения оловянистой бронзы

Формула изобретения

Способ получения оловянистой бронзы, включающий плавку в печи медь- и оловосодержащего материала, отличающийся тем, что в качестве медь- и оловосодержащего материала используют медный минеральный концентрат, содержащий, %: Cu₂S - 20-25; CuFeS, FeS - 20-25; AsFeS - 1,5-2,5; SnO₂ - 3-5; Zn - 1,5-2,0; Pb - 1,5-2,0; ZnS - 1,5-2,0; SiO₂ - остальное, который перед плавкой обжигают при температуре 800-850°С, изготавливают окатыши из обожженного медного минерального концентрата, глины, извести, воды и цемиша, сушат их, а плавку ведут в электродуговой печи под слоем молотого графита.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к цветной металлургии и, в частности, к способам получения оловянистой бронзы.

Известен способ получения оловянистой бронзы, при котором плавку оловянистой бронзы ведут в тигельных, плазменных и электрических печах. При приготовлении оловянистой бронзы из чистых металлов плавку начинают с расплавления меди. Затем медь раскисляют фосфором и последовательно вводят в ванну цинк, свинец, олово (В.М.Чурсин. Технология цветного литья. - М.: Металлургия, 1967, с.252).

Однако данный способ имеет недостаток, связанный с необходимостью применения чистых шихтовых материалов (медь, олово), что повышает стоимость бронзы.

В качестве прототипа принят способ получения оловянистой бронзы, включающий восстановительную плавку оловосодержащих шлаков с вторичными медьсодержащими материалами (SU 1782993 А1, стр.1-2, МПК С 22 В 7/04, опубл. 23.12.1992). Недостатками данного способа являются длительность операций приготовления оловянистой бронзы и необходимость применения чистых материалов.

Технической задачей, на решение которой направлено данное изобретение, является сокращение времени и трудозатрат на получение оловянистой бронзы.

Указанная задача решается тем, что оловянистую бронзу получают плавкой из медного минерального концентрата, содержащего в %: Cu₂S - 20-25; CuFeS, FeS - 20-25; AsFeS - 1,5-2,5; SnO₂ - 3-5; Zn - 1,5-2,0; Pb - 1,5-2,0; ZnS - 1,5-2,0; SiO₂ - остальное, который перед плавкой обжигают при температуре 800-850°С и изготавливают из него глины, извести и цемиша окатыши, сушат их и подвергают плавке под слоем молотого графита в электродуговой печи. При этом не применяют ни медь, ни олово в качестве чистых шихтовых материалов, что позволяет сократить время получения оловянистой бронзы и снизить трудозатраты. Химический состав получаемой однофазной бронзы: 91,76% Cu; 4,21% Sn; 0,31% Si; 0,42% Zn; 1,8% Pb; 3,06% Fe.

Пример реализации способа

Концентрат меди, содержащий в %: Cu₂ S - 20-25; CuFeS, FeS - 20-25; AsFeS - 1,5-2,5; SnO₂ - 3-5; Zn - 1,5-2,0; Pb - 1,5-2,0; ZnS - 1,5-2,0; SiO₂ - остальное, подвергают обжигу (800-850°С). При этом происходит удаление мышьяка, частичное удаление серы (SO₂) и перевод части железа из сульфидной формы в оксидную, что позволяет получать богатый по меди штейн и отделить часть железа от меди, переведя его частично в жидкий шлак. Для проведения обжига емкость с концентратом помещают в печь сопротивления и нагревают до 800-850°С. После нагрева в емкость вводят трубку, через которую подают сжатый воздух, для восстановления меди из сульфидов. Из обожженного концентрата (14,700 кг), воды, глины (4,400 кг), извести (0,735 кг), цемиша (0,147 кг) изготавливают окатыши диаметром 20-40 мм. Сушат окатыши в прокалочной печи при температуре 250°С в течение 3 ч. Обожженный концентрат в виде окатышей расплавляют под слоем молотого графита (30 мас.% от веса шихты) в электродуговой печи. Плавку ведут "на блок" в 20 кг при рабочем напряжении 60 В и токе 1000 А с нижним запалом на коротких дугах, после расплавления - в режиме длинных дуг. Расплавление происходило в течение 5 минут при 1700°С, выдержка расплава - 7 минут.

Таким образом, способ позволяет, не применяя чистые шихтовые материалы (медь и олово), сократить время получения оловянистой бронзы и снизить трудозатраты.