Шихта для переработки сурьмусодержащих материалов электроплавкой.

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАНАвторское свидетельство СССР Не 702721, кл. С 22 В 15/00(54) ШИХТА ДЛЯ ПЕРЕРАБОТКИ СУРЬМУСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОПЛАВКОЙ2 ЦСЛЬЮ ИЗООРСТНИЯ ЯВЛЯСТСЯ снижение эксплуата ционных затрат. Шихта для переработки сурьмусодержащих материалов электроплавкой содержит сульфат натрия,углродсодержащий восстановитель и сурьмусодержащий Материал, дополнительно содержит шлак рафинирования сурьмы при следующем соотношении компонентов, масс. сульфат натрия 2-5 углеродсодержащий восстановитель 2-5 щлак рафинирования сурьмы 20-30 сурьмусодержащий материал остальное.Известна шихта для переработки золото-сурьмяных концентратов электроплавкой на черновой сплав,содержащая от веса концентрата соду 24,8 известняк 21,7 железную стружку 20,8 кокс 3,6. Черновой сплав в дальнейшем подлежит переработке с извлечением из него сурьмы и благородных металлов. Извлечение в готовую продукцию составляют сурьмыНедостатком приведенной шихты является очень высокое содержание в ней флюсов - около 70 от веса перерабатываемого концентрата, что приводит к увеличению эксплуатационных затрат, так как за единицу времени перерабатывается меньшее количество золото-сурьмяного концентрата.Известна также шихта для переработки сурьмусодержащих материалов электроплавкой, содержащая сульфат натрия, углеродсодержащий восстановитель,сурьмусодержащий материал и стеклянный бой при следующем соотношении компонентов, вес.восстановитель 2-4 стеклянный бой 2-10 сурьмусодержащий материал остальное (2) При использовании описанной шихты для переработки сурьмусодержащего материала извлечение сурьмы в щтейновый расплав составляет 97,5-98,0 . Переработкаобразующихся щтейнов с целью получении металлической меди и сурьмы осуществляется одним из известных способов. К недостаткам приведенной шихты, кроме высокого содержания в ней компонентов - более 60 от веса перерабатываемого сурьмусодержащего материала следует отнести невысокую скорость протекания процессов образования соединений сурьмы,значительные процессы возгонки и пылеобразования,потери сурьмы с пь 1 лями. Пылевынос составляет более 10 от веса загружаемого материала. Дополнительная переработка образующихся возгонов по отдельной технологии,каки возвращение их на электроплавку сурьмусодержащих материалов неизбежно приведет к увеличению эксплуатационных затрат. Целью изобретения является снижение эксплуатационных затрат. Поставленная цель достигается тем, что шихта для3 переработки сурьмусодержащих материалов,содержащая сульфат Натрия И углеродсодержащий восстановитель И сурьмусодержащий материал дополнительно содержит-шлак рафинирования сурьмы при следующем соотношении компонентов, мас.сульфат натрия 2-5 углеродсодержащий восстановитель 2-5 шлак рафинирования сурьмы 20-30 сурьмусодержащий материал остальноеШлак рафинирования черновой сурьмы получают при добавлении карбоната натрия в расплавленный металл. При этом происходит обильное газовыделение,что способствует образованию шлака с несовершенной структурой, богатой дислокациями и межблочнь 1 ми границами.Введение шлака рафинирования в плавку сурьмусодержащего материала способствует внедрению ионов( ЗЬ , На , О ) исходного материала. на месте дефектов кристаллической решетки шлака рафинирования с последующим получением тиосолей сурьмы, хорошо растворимых в воде. Необходимо отметить, что в превращениях участвуют компоненты шлакарафинации - МаУЗЬОЗ, 11 а 2 Осурьмусодержащего материала - ЗЬОЗ, сульфат натрия по следующим схемамЪОШ 50,0 311 аС 5 ь,31 х 1 а 1 ыаззьз, со, За счет протекания этих превращений существенно снижается процесс пылевыноса, т.к, участвующие компоненты претерпевают изменения в ограничивающемся размерами кристаллической решетки.Скорость протекании этих процессов значительно повышается по сравнению с скоростями реакций,протекающих при введении сульфата натрия, при этом существенно сокращается расход дорогостоящих реагентов, расход электроэнергии, а,следовательно сокращаются эксплуатационные затраты на извлечение сурьмы в расплав тиосолей.Введение в состав шихты менее 2 сульфата натрия не обеспечит протекания основных реакций образования соединений сурьмы, хорошо растворимых в воде, что потребует увеличения расхода реагентов и времени протекания реакции для достижении высокого извлечения сурьмы, что увеличит эксплуатационные затраты.Введение в состав шихты более 5 сульфата натрия приведет к увеличению пылевыноса, накоплению оборотных пылей, а следовательно, увеличению эксплуатационных затрат на их переработку.Введение в состав шихты менее 2 углеродсодержащего восстановителя приведет к интенсивному образованию оксидных соединений сурьмы, что при последующем выделении сурьмы из раствора значительно снизит степень извлечения сурьмы и4 загрязнит конечный продукт оксидами сурьмы.Введение в состав шихты более 5 углеродсодержащего восстановителя может привести к образованию металлизированной шпейзы, обладающей высокими значениями вязкости, плотности и поверхностного натяжения, что значительно ухудшает процесс расслаивания в ванне печи расплава тиосолей и образующегося шлака, вызовет необходимость увеличения температуры, что интенсифицирует процесс возгонки и, в конечном счете, приведет к увеличению эксплуатационных затрат.Введение в состав шихты менее 20 шлака рафинирования сурьмы, обладающего несовершенной структурой, способствует в процессе переработки сурьмусодержащих материалов активному образованию водорастворимых тиосолей сурьмы не обеспечит существенного увеличения скорости протекания этих процессов и не позволяет достичь поставленной цели.Введение в шихту более 30 шлака рафинирования сурьмы приводит к накоплению в ванне печи тугоплавких шлакообразующих компонентов,увеличению вязкости шлакового расплава, ухудшению процесса расслаивания тиосолей и образующегося шлака, увеличению температуры плавления шихты,повышению степени возгонки и пылевыноса и, как следствие, увеличению эксплуатационных затрат.Использование предложенной шихты для переработки сурьмусодержащего материала позволит- сократить эксплуатационные затраты вследствие сокращения продолжительности процесса извлечения сурьмы, значительного уменьшения процесса возгонки и пылевыноса, кроме того, снижения расхода сульфата натрия- увеличить производительность плавильного агрегата за счет интенсификации процесса путем введения шлака рафинировании сурьмы.Примеры по переработке сурьмусодержащих материаловИсходными материалами дли проведения опытов по переработке сурьмусодержащих материалов с использованием предлагаемой шихты служили сурьмяные кеки двух видов, шлак рафинирования черновой сурьмы трех видов, технический сульфат натрия, активированный уголь.Химический состав использованных материалов приведенв таблицах 1 и 2.Опыты проводились в корундовых тиглях в шахтной силитовой печи с навесками по 100 г. Навеску шихты загружали в тигель и помещали в постоянно нагреваемую пень. По достижении в реакционной зоне требуемой температуры (1 100 С шихту выдерживали определенное время. После завершения опыта продукты плавки охлаждали, взвешивали и направляли на химический анализ. ПРИМЕР 1.Шихту в количестве 100 г, состоящую из кека 1 64,5 г(64,5 ), сульфатанатрия 2,0 г (2,0), углеродсодержащего восстановителя 3,5 г (3 ,5), шлака рафинирования 1 30,0 г(3 О,О) плавилипритемпературе 1 1 О 0 Свтечении 20 минут. В плавку поступило сурьмы 6,1 1 гТабшща Химичесшт состав сурьмусодержащих материаловНаименова ние ЗЬ Си Аз Ма 2 О 5102 СаО А 2 О 3 материалаХимический состав шлака рафшшрования сурь МЬНаименование МаЗЗЬОЗ Ма 2 О Си Аз 102 материала рафиниро- 20.0 30.0 1,3 0,08 18,8 29,82 ванияа) с кеком 1 - 2,84 г б/ со шлаком рафинирования 1 3,3 г. Получено 29,4 г. штейна с содержанием сурьмы 20,4 , 62,6 г. шлака с содержанием сурьмы 0,063 5,1 г возгонов, с содержанием сурьмы 1,2 . Потери сурьмы составилиИзвлечение сурьмы в штейн составило 98,1 . По сравнению с прототипом, где среднее содержание сульфата натрия в шихте составляет 30 , количество сульфата натрия сокращено на 93 ,4 , время плавки - на 33,4 . Пылевынос составил 3,2 от веса сурьмусодержащего материала (кека 1). В сравнении с прототипом, где средний пылевынос по примерам составляет 7,85 , при плавке предлагаемой шихты пылевынос сокращен на 59,2 .Шихтув количестве 100 г, состоящую из кека 1 1 66,5 г(66,5), сульфата натрия 3,5 г (3,5 ), углеродсодержащего восстановителя 5 ,0 г (5 ,0 ), шлакарафинирования 1 1 25 г (25 ) плавили при температуре 1 100 С в течении 25 минут. В плавку поступило сурьмы 6,76 га/ с кеком П -3,26 г б/ со шлаком рафинировании П 3,5 г.- неучтенные потери 0,17 . Извлечение сурьмы в штеЙн составило 98,5 . По сравнению с прототипом расход сульфата натрия на переработку сурьмусодержащего материала по предлагаемому способу сокращен на 88,3 , время плавки - на 16,7 .Пь 1 левь 1 нос составил 4,52 от веса сурьмусодержащего материала (кека П). В сравнении со средним значением пылевыноса в прототипе, при плавке предлагаемой шихты пылевынос сокращен на 42,4 . ПРИМЕР 3. Шихту в количестве 100,0 г, состонщую из смеси кеков 1 и 11 в соотношении 11 - 73,0 г(73,0), сульфатанатрия 5,0 г (5,0), углеродсодержащего восстановителя 2,0 г(2,0 ), шлака рафинированния Ш 20,0 г (20,0) плавили при температуре 1 100 С в течение 22 минут. В плавку поступило сурьмы 6,6 г а/ со смесью 1 и 11 кеков - 3,4 г б/со шлаком рафинирования Ш - 3,2 г. Получено 26,2Извлечение сурьмы в щтейн составило 98,4 . По сравнению с прототипом расход сульфата натрия на переработку сурьмусодержащих кеков сокращен на 83,4 , время плавки - на 26,7 . Пь 1 левь 1 нос составил 4,38 от веса сурьмусодержащего материала (смеси кеков 1 и 11 ). В сравнении с прототипом пылевынос сокращен на 44,2 .Примеры на запредельные значения Пример 1.Шихту в количестве 100 г, состоящую из кека 1 83,0 г1 15,0 г (15), остальное прочие примеси плавили при температуре 1100 С в течении 30 минут. В плавку поступило 5,30 г с урьмь 1б) со шлаком рафинирования 1 1,65 г. Получено штейна 28,1 г с содержанием сурьмы 16,2 , 64,9 шлака с содержанием сурьмы 0,54 г, 5,0 г возгонов с содержанием сурьмы 7,0 .Извлечение сурьмы в штейн составило 85,0 , что недопустимо при внедрении предлагаемой шихты в промышленность.Шихту в количестве 100 г, состоящую из кека 11 48,0 г (48,0), сульфата натрия 10 г (1 0,0), углеродсодержащего восстановителя 7,0 г (7,0), Шлакарафинирования П 3 5 г (35,0), остальное прочие примеси плавили при температуре 1100 С в течение 30 минут. В плавку поступило 7,25 г сурьмыа) с кеком 112,35 г б) со шлаком рафинирования 11 4,90 г. Получено 30,0 г Штейна с содержанием сурьмы 21,0 , 59,2 г шлака с содержанием сурьмы 0,84 , 8,0 г возгонов с содержанием сурьмы 5,0 . Потери сурьмы составилиШихту, состоящую из медно-сурьмяного концентрата 100 г, сульфата натрия 50 г, кокса 5 г, стеклянного боя 10 г плавили при температуре 1 100 С в течение 30 минут. В результате плавки получено 82,5 г шлака с содержанием сурьмы 0,1 1 , Штейна 50 г, возгонов 8.25 г. Извлечение сурьмы в штейновь 1 й расплав составило 97,5 , а пылевынос - 8,25 от количества проплавленного медно-сурьмяного концентрата.Та ким образом, использование щихты для переработки сурьмусодержащих материалов-позволяет сократить эксплуатационные затраты на проведение процесса извлечения сурьмы за счет повышения скорости протекания реакций образования легкорастворимых соединений сурьмы, следовательно, сокращении продолжительности плавки,пылевыноса, расхода сульфата натрия более чем на 80Шихта для переработки сурьмусодержащих материалов электроплавкой, содержащая сульфат натрия и углеродсодержащий восстановитель и сурьмусодержащий материалртличающаясятем, что,с Целью снижения эксплуатационных затрат, она дополнительно содержит щлак рафинирования сурьмы,при следующем соотношении компонентов, мас .щлак рафинирования сурьмы 20-30 сурьмусодержащий материал остальное. Составитель Л .Д.МарееваОтветственный за выпуск Э.З. Фаизова