Спосіб рафінування сурм’янистого свинцю

Изобретение относится к металлургии цветных тяжелых металлов, в частности, к способам рафинирования аккумуляторных сплавов - сурьмянистого свинца. Сурьмянистый свинец представляет собой лом аккумуляторной промышленности, образующийся в процессе отработки изделий и отработавшие свой срок аккумуляторные свинцовые пластины. Сурьмянистый свинец содержит 94-96% свинца и 2-6% сурьмы. Известны способы рафинирования свинецсурьмянистого сплава [1, 2]. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ щелочного рафинирования [2], свинца с использованием гидроксида натрия в смеси с селитрой и хлоридом натрия. Недостатками данного способа является длительность процесса рафинирования, высокая стоимость окислителя. Цель изобретения - повышение эффективности рафинирования, повышение частоты и улучшение условий тр уда. Процесс рафинирования свинца от сурьмы основан на обменной реакции, протекающей в расплаве между плюмбитом натрия и сурьмой при температурах 550-650°С. Плюмбит натрия предлагается получать продуванием воздуха через рафинируемый свинец. Цель достигается тем, что процесс рафинирования свинца протекает по следующим реакциям: Обладая более электроположительным потенциалом в расплаве гидроксида натрия, сурьма вытесняет свинец из плюмбита натрия, восстанавливая свинец до металлического состояния, а сама переходит в расплав в виде соединения Na3SbО4. Обменная реакция протекает с высокой скоростью. Константа скорости обменной реакции равна 7,27×10-2 мин-1 при 550°С. Процесс рафинирования свинецсурьмянистого сплава осуществляется следующим образом. В котел вносили сплав и гидроксид натрия, смесь интенсивно перемешивали при пропускании воздуха через две железные трубы, помещенные в расплавленный свинец. При этом происходит окисление свинца по реакции (1) с последующим взаимодействием с гидроксидом натрия с образованием плюмбита натрия. После протекания суммарной реакции (5) получали товарный свинец, который разливали в изложницы. Пример 1. В реактор вносили 100 г гидроксида натрия и 300 г свинцовосурьмяного сплава, содержащего 5% сурьмы. Сплав и расплавленный гидроксид натрия перемешивали. Площадь соприкосновения фаз: сурьмянистый свинец - расплавленный гидроксид натрия составляла 10 см 2. По достижении 550°С в расплавленный свинец вводили железные патрубки, по которым подавали воздух, обогащенный кислородом (10% в смеси). Скорость подачи смеси 200 см 3/час. При взаимодействии кислорода со свинцом протекает реакция с образованием окиси свинца по реакции (1) с последовательным взаимодействием ее с гидроксидом натрия по реакции (2), с окислением сурьмы и восстановлением свинца из плюмбита свинца по реакции (3). Расплав и солевой плав перемешивали в течение 1,5 часа, отрафинированный свинец после проведения обменной реакции сливали в изложницы. Щелочной плав после корректировки по гидроксиду натрия направляли на последующий технологический цикл. Результаты, анализа приведены в таблице. Пример 2. В реактор вносили 100 г гидроксида натрия и 300 г свинцово-сурьмянистого сплава, содержащего 5% сурьмы. Последовательность ведения процесса аналогична описанию в примере 1. По достижении 600°С пропускали обогащенный воздух кислородом 15%. Скорость подачи 250см 3/час. Расплав и солевой плав перемешивали в течение 1 часа после ведения процесса, свинец выливали в изложницы. Пример 3. В реактор вносили 100 г гидроксида натрия и 300 г свинцово-сурьмянистого сплава. Последовательность ведения процесса аналогична описанию в примере 1. По достижении 650°С пропускали обогащенный воздух кислородом 20%. Скорость подачи 300 см 3/час. Расплав и солевой плав перемешивали в течение 0,75 часа, после ведения процесса, свинец выливали в изложницы. При сравнении данных таблиц видно, что содержание металлов-примесей в металлическом свинце, полученном после рафинирования, уменьшилось сурьмы в 100 раз, меди в 4 раза, серебра в 3 раза, олова в 230 раз. Свинец перешедший в соединение Na2PbO2, восстанавливается вследствие протекания обменной реакции между сурьмой и Na2PbO2, приводит к эквивалентному переходу сурьмы в плав и восстановлению ионов свинца Рb2+до Pb°. Эффективность предложенного способа по сравнению с прототипом заключается в том, что содержание металлов-примесей в металлическом отрафинированном свинце снизилось: сурьмы в 220 раз, меди в 1,2 раза, серебра в 3 раза, олова в 80 раз. Производительность по сравнению с прототипом возросла в 6,6 раз.