СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОЛОВОСОДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОЛОВОСОДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ


RU (11) 2115749 (13) C1

(51) 6 C22B7/04, C22B25/02 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 97110677/02 
(22) Дата подачи заявки: 1997.06.24 
(45) Опубликовано: 1998.07.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. US, патент, 4259106, кл. 75-7, 1981. 2. Евдокимов В.И. Переработка некондиционного оловосодержащего полиметаллического сырья. - М., ЦНИИцветмет экономики и информации, 1983, с.9-13. 
(71) Заявитель(и): Институт новых химических проблем РАН 
(72) Автор(ы): Дерлюкова Л.Е.; Дугельный А.П.; Евдокимов В.И.; Зюзьков Е.И.; Корюков Ю.С.; Устинов В.В.; Яцковский А.М. 
(73) Патентообладатель(и): Институт новых химических проблем РАН 

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ОЛОВОСОДЕРЖАЩИХ ШЛАКОВ 

Способ может быть использован для извлечения олова, свинца, висмута, цинка и некоторых других цветных металлов из шлаков, образующихся в процессе плавки оловянных концентратов и другого оловосодержащего сырья. В измельченные оловосодержащие шлаки помимо сульфидизатора и угля добавляют хлорид кальция в количестве 1,5-2,1 кг на 1кг содержащегося в шлаке олова, а возгонку олова и его спутников осуществляют хлоридо-возгоночным обжигом шихты при 800 - 900 °С в восстановительной атмосфере снижаются энергозатраты, исключается загрязнение окружающей среды. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к цветной металлургии и, в частности, может быть использовано для извлечения олова, свинца, цинка, висмута и некоторых других металлов из шлаков, образующихся в процессе плавки оловянных концентратов и другого оловосодержащего сырья.

Известны различные способы пирометаллургической переработки богатых оловянных шлаков (плавке на железистые шлаки, плавка с введением ферросилиция). Наиболее полное извлечение олова из шлаков достигается при использовании способов, основанных на возгонке легколетучих соединений олова (хлоридов и сульфидов) из расплавленных шлаков.

Известен способ обжига и хлорирования тонкоизмельченных шлаков, железных ряд и концентратов, содержащих цветные металлы [1]. Способ предусматривает предварительный обжиг сульфидов, получение расплава оксидов, который смешивают с хлорирующим агентом и кислородсодержащим газом. В результате происходит "испарение цветных металлов из расплава оксида железа". Способ обеспечивает высокое извлечение олова и других цветных металлов, но требует значительных энергетических затрат на расплавление всей шихты и сопряжен с загрязнениями окружающей среды при окислительном обжиге сульфидов.

Наиболее близким к предлагаемому способу является процесс фьюмингования шлаков [2]. Этот процесс широко используется на предприятиях оловянной промышленности в нашей стране и за рубежом.

Так, на горно-металлургическом комбинате "Альберт Функ" в Германии измельченные богатые оловом шлаки металлургического производства, бедные концентраты и оловосодержащие продукты из отвалов смешивают с сульфидизатором (пирротином), гранулируют, сушат, подвергают плавке при 1200-1400oC и фьюмингованию (продувке расплава воздуха с целью возгонки летучих оксидов и сульфидов цветных металлов). Возгоны, содержащие олово, свинец, мышьяк, конденсируют в виде тонкой пыли, гранулируют, подвергают обжигу для удаления мышьяка и используют в качестве оловянного концентрата при получении олова известными способами.

К недостаткам прототипа относится, помимо высоких энергетических затрат, обусловленных необходимостью расплавления шихты, образование большого количества отходящих газов, очистка которых от токсичных оксидов мышьяка и серы затруднена тем, что процесс фьюмингования периодический, поэтому состав отходящих газов резко меняется во времени.

Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы существенно снизить энергетические затраты и исключить загрязнение окружающей среды высокотоксичными оксидами серы.

Поставленная цель достигается тем, что в измельченные оловосодержащие шлаки помимо сульфидизатора и угля, в отличие от прототипа, добавляют хлорид кальция в количестве 1,5 - 2,1 кг на 1 кг олова, содержащегося в шлаке, а возгонку олова и его спутников осуществляют обжигом шихты при 800 - 900oC в восстановительной атмосфере, исключающей окисление сульфидов и, следовательно, образование сернистого газа.

Возможность существенного снижения температуры возгонки олова обусловлена высокой упругостью паров хлоридов олова при сравнительно низкой температурах.

В результате снижения температуры процесса отпадает необходимость расплавления шихты, поэтому существенно снижаются энергетические затраты.

При более высоком содержании в шихте CaCl2, чем указано выше, наряду с оловом хлорируется железо, содержащееся в шлаке, что приводит к ухудшению состава возгонов.

При меньшем содержании CaCl2 в шихте снижается полнота возгонки олова. Снижение температуры ниже 800oC приводит к понижению извлечения олова, а повышение температуры обжига выше 900oC может обусловить спекание шихты и нарушение процесса обжига.

Использование для возгонки олова и спутников (свинца, висмута, индия) процесса обжига в восстановительной атмосфере обеспечивает существенное снижение загрязнения окружающей среды токсичным сернистым газом, так как в восстановительной атмосфере не происходит окисление сульфидов.

Как показали исследования, полнота извлечения олова и его спутников при использовании предлагаемого способа переработки шлаков не ниже, чем при использовании прототипа. Однако способ позволяет в несколько раз снизить загрязнение окружающей среды и существенно уменьшить энергетические затраты.

Способ осуществляется следующим образом.

Шихту, содержащую измельченный шлак, уголь, добавляемый в количестве, достаточном для создания восстановительной атмосферы при обжиге и обеспечения аутотермичности процесса (6-8%), и сульфидизатор, например пиритный или пирротиновый концентрат, либо сульфидные полупродукты обогащения сульфидно-касситеритовых руд, смешивают с концентрированным раствором хлорида кальция в количестве 1,5-2,1 кг CaCl2 на 1 кг олова в шлаке. Полученную смесь гранулируют и сушат при 100-150oC. Сухую шихту подвергают обжигу при 800-900oC в восстановительной атмосфере, исключающей образование оксидов серы.

Пример 1. Богатый оловом шлак, содержащий в %: олово - 20,2, кремний - 11,2, алюминий - 5,1, кальций - 9,2, железо - 12,3, цинк - 1,3, сера - 0,1 смешивают с пиритным концентратом, содержащим железа - 40,9, серы - 45,4, в отношении 2:1, добавляют 8% угля и CaCl2 в виде концентрированного раствора (1,8 кг CaCl2 на 1 кг олова), гранулируют, высушивают при 150oC и подвергают обжигу при 820-840oC в восстановительной атмосфере (в отходящих газах CO - 1-2%, кислород и SO2 менее 0,05%). Извлечение олова в возгон - 96%, содержание олова в огарке от обжига - 0,4%.

Пример 2. В качестве сульфидсодержащей добавки к шлаку, состав которого приведен в примере 1, добавляют в отношении 1:4 сульфидно-кварцевые хвосты доводочной фабрики Новосибирского оловокомбината следующего состава в %: олово - 1,48, серы - 11,7, железо - 17,1. К смеси добавляют уголь и CaCl2 в виде концентрированного раствора (на 1 кг олова 2,1 кг CaCl2). Полученную шихту гранулируют, высушивают и обжигают при температуре 820-840oC в восстановительной атмосфере (содержание CO в газовой фазе 1-2%, кислород и сернистый газ менее 0,05%). Остаточное содержание олова в огарке 0,17%, извлечение в возгон - 97%.

Пример 3. К смеси шлака, сульфидно-кварцевых хвостов, состав которых приведен в примере 2 и угля, добавляют CaCl2 в виде концентрированного раствора (на 1 кг олова 1,2 кг CaCl2, что ниже предусмотренного формулой). Полученную шихту гранулируют, сушат и подвергают обжигу при 820-860oC в восстановительной атмосфере. Остаточное содержание олова 4,7%, извлечение олова в возгон - 61%.

Пример 4. К смеси шлака, угля и сульфидно-кварцевых хвостов, состав которых приведен в примере 2, добавляют CaCl2 (на 1 кг олова 1,4 кг CaCl2, что ниже предусмотренного формулой). Шихту гранулируют, сушат, обжигают при 840-860oC в восстановительной атмосфере. Остаточное содержание олова в огарке 0,73%, извлечение в возгон - 87%.

Пример 5. Шихту, состав которой приведен в примере 2, обжигают при 750-780oC (ниже предусмотренной формулой) в восстановительной атмосфере. Остаточное содержание олова в огарке 1,19%, извлечение в возгон - 79%.

Пример 6. Шихту, состав которой приведен в примере 2, обжигают при 820-840oC в окислительной атмосфере, (содержание кислорода в отходящих газах 2-3%, CO отсутствует). Остаточное содержание олова в огарке 0,63%, извлечение в возгон - 88%. В отходящих газах обжига содержится диоксид серы. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ переработки оловосодержащих шлаков, включающий измельчение шлаков, приготовление шихты, содержащей сульфидизатор и уголь, возгонку летучих соединений олова, отличающийся тем, что в шихту вводят хлорид кальция в количестве 1,5 - 2,1 кг на 1 кг олова в шлаке, а возгонку осуществляют обжигом шихты при 800 - 900oC в восстановительной атмосфере.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru