Легкоплавкий флюс для рафінування брухту міді з полудою та пайкою та спосіб його одержання

1. Легкоплавкий флюс для рафінування брухту міді з полудою та пайкою, що містить з Cu2O хімічно пов'язаного з сполукою фосфору, який відрізняється тим, що вміст Cu2O становить C2 2 (19) 1 3 шихтових матеріалів, що містять полуду та пайку без спеціальної підготовки сировини, оскільки виходячи зі середньостатистичних лабораторних досліджень брухту, домішки металів, що містяться в полуді та пайці в кількостях більше 20003000ppm. (свинець) і 800-1200ppm. (олово) від загальної кількості завантаженої шихти, що значно збільшують тривалість рафінування шихти або роблять вказаний процес недоцільним через великі втрати у вигарах та через значне збільшення енерговитрат. При цьому вказана підготовка сировини, полягає в механічному видаленні полуди та пайки з поверхні кускового брухту і традиційно здійснюється вручну. Також до недоліку флюсу-прототипу відносять необхідність використання спеціального устаткування для його вдування під дзеркало металу; застосування флюсу-розріджувача для розрідження утвореного шлаку, що пояснюється загусанням легкоплавкого флюсу, що вступає в реакцію з основним шлаком на розподілі шлакметал. Експериментальне встановлено, що при залученні у виробництво для рафінування розплаву брухту міді А-ІІ 1, 2, 3, що містить на своїй поверхні полуду та пайку в кількості 0,3-0,7% від ваги завантаженої шихти, шар утвореного флюсу, що рафінує, не забезпечує видалення шкідливих речовин, які містяться на поверхні брухту при цьому більша їхня частина іде до розплаву, збільшуючи тривалість рафінування, або роблячи його недоцільним, через значні втрати у вигарах тим самим значно збільшуючи витрати на його здійснення. Першою метою запропонованого винаходу є створення легкоплавкого флюсу для рафінування брухту міді з полудою та пайкою, що має підвищену текучість, забезпечуючи протікання хімічних реакцій на поверхні полуди і пайки, стік флюсу до шлакового шару на поверхні розплаву шару міді, розрідження шлаку до стану, що забезпечує його знімання після закінчення операції плавки, ти самим дозволяючи здійснювати процес рафінування без використання флюсу-розріджувача. Другою метою запропонованого винаходу є створення способу одержання легкоплавкого флюсу для рафінування брухту міді з полудою та пайкою, що є простим та надійним в реалізації, має високу продуктивність, а також дозволяє одержувати готову продукцію порівняно низької собівартості. Першої мети досягають шляхом створення легкоплавкого флюсу для рафінування брухту міді з полудою та пайкою, що складається з оксиду міді (II) хімічно пов'язаного із сполукою фософору, При цьому, відповідно до винаходу, вміст Сu2О становить 15,6-24,75 %, мас., у якості сполуки фосфору використовують (NаРО3)n у кількості 14,4-20,25 % мас., також до складу флюсу входить H2O в кількості 17,5-11,25 % мас і НРО3 у кількості 52,5-43,75. Другу ціль досягають шляхом створення способу одержання легкоплавкого флюсу для рафінування брухту міді з полудою та пайкою, що 82035 4 відповідно до винаходу містить наступні стадії: розплавлення міді, окислювання розплаву міді до вмісту кисню 3500-4500ppm, завантаження порошкоподібного поліфосфату натрію на поверхню розплаву міді з розрахунку одержання товщини розплавленого шару 30-40мм, витримування розплаву 40 хв., зливання термічного розчину флюсу, що утворився, в спеціальні виливниці, охолодження на повітрі, видалення затверділого флюсу, попередній розмел флюсу, наприклад, на щековій дробарці, розмел, наприклад, на кульовому млині до фракції -0,1мм, розчинення порошкоподібного флюсу в 75% розчині ортофосфорної кислоти, при цьому кількість розчину ортофосфорної кислоти становить 40-60% від ваги порошкоподібного флюсу. Перераховані ознаки становлять суть винаходу та забезпечують досягнення технічного результату одержання легкоплавкого флюсу для рафінування брухту міді з полудою та пайкою, що забезпечує протікання хімічних реакцій на поверхні полуди та пайки, стікання флюсу в шар шлаку на поверхні розплаву шару міді, розрідження шлаку до стану, що забезпечує його зняття після закінчення операції плавки і дозволяє здійснювати процес рафінування без використання флюсу-розріджувача, а також створення способу одержання легкоплавкого флюсу для рафінування брухту міді з полудою і пайкою - простого і надійного в реалізації, що має високу продуктивність та дозволяє одержувати готову продукцію порівняно низької собівартості. Причинно-наслідковий зв'язок суттєвих ознак винаходу та технічного результату полягає в тому, що: 1. Легкоплавкий флюс зазначеного складу дозволяє здійснювати видалення домішок, що містяться в полуді та пайці на стадії обробки брухту міді до його розплавлення за рахунок взаємодії металів, що містяться в полуді та пайці, з окислом міді, що міститься в легкоплавкому флюсі, нанесеному на поверхню брухту. При цьому хімічні елементи, що містяться в полуді та пайці, які мають спорідненість до кисню вище, ніж спорідненість до міді переходять у шлак, відновлюючи мідь з її окислів, які містяться у флюсі, що перешкоджає потраплянню металів з полуди та пайки до розплаву, нейтралізуючи їх на стадіях нагрівання і плавлення та дозволяє залучити у виробництво додатково 10-12% брухту міді з полудою та пайкою без додаткових витрат на попереднє сортування шихти. Крім того, використання розчину флюсу в ортофосфорній кислоті дозволяє здійснювати ефективну фіксацію флюсу на поверхні брухту міді з полудою та пайкою, понад поверхнею зазначених домішок, чим забезпечується взаємодія окислів флюсу зі шкідливими домішками безпосередньо на місці їхнього контакту безпосередньо в процесі нагрівання та розплавлення шихтових матеріалів. 2. Запропоновані параметри та режими для здійснення запропонованого способу одержання легкоплавкого флюсу шляхом пірометалургійного розчинення окислів міді в поліфосфаті натрію на 5 82035 поверхні розплаву окисленої міді з наступним розчиненням в ортофосфорній кислоті 40-60% від ваги розчиненого флюсу, дозволяють одержати високоякісний продукт заданої рідкотекучості 250300мм, що має властивості легкоплавкого флюсу, здатного після розплавлення сировини розріджувати шлак, що утворився. Приклад використання флюсу заявленої складу. Плавлення брухту міді здійснювали у відбивній печі вогневого рафінування ємністю 120 тонн. За шихту використовували брухт міді з полудою та пайкою групи А-П-1,2,3 з початковим середньостати стичним вмістом свинцю - 60009000ppm та олову -6000-12000ppm (визначено лабораторним шляхом). За допомогою теплового калорифера нагрівали шихту до температури 53°С. Потім шихту, шляхом оббризкування, обробляли легкоплавким флюсом, при цьому товщина плівки на поверхні шихти становила 1,43 середньої товщини полуди та пайки. Сушіння шихти здійснювалося природним шляхом протягом 150 хв. при температурі 20°С. Після чого оброблену флюсом шихту завантажували в піч і здійснювали її плавлення. При цьому окислювання домішок здійснювали киснем повітря, що вдували у піч через дутеві фурми протягом усього процесу. По закінченні плавлення здійснювали видалення шлаку, що утворився, провадили лабораторний контроль за вмістом домішок у розплаві. Вміст міді після зняття шлаків складав більше ніж 99, 90 Cu+Ag за винятком кисню, що задовольняє вимогам для одержання марочної міді. Відновлення міді з окислів, що залишилися в розплаві здійснювали шляхом продування розплаву природним газом через дутеві фурми. У процесі рафінування використовували легкоплавкий флюс наступного складу (% мас.): Сu2O - 15,6; (NаРО3)n - 14.4; Н2О - 17,5; НРО3 52,5. Кінцевий вміст у розплаві свинцю становив 520ppm., а олова - 226ppm. Для оцінки ефективності процесу здійснили аналогічну плавку такої ж порції шихти (брухт міді з полудою та пайкою групи А-II-1,2,3 з початковим середньостати стичним вмістом свинцю - 60009000ppm. та олова - 6000-12000ppm. (визначено лабораторним шляхом) однак без використання легкоплавкого флюсу запропонованого складу. Порівняльні характеристики плавок наведені нижче. Хімічний аналіз розплаву після закінчення плавки Плавка з використанням як шихти 120 тонн із полудою та пайкою без обробки флюсом Плавка з використанням як шихти 120 тонн із полудою та пайкою після обробки флюсом Час РЬ, Sn, плавки, ppm ppm г 6980 7385 28 520 15 226 Приклад здійснення заявленого способу одержання легкоплавкого флюсу. До спеціальної 6 газової печі-міксеру з площею поду 2м завантажують розплав міді, поступово встановлюють температуру розплаву на рівні 1148°С, за допомогою повітряної фурми здійснюють окислювання розплаву до вмісту в ньому кисню на рівні 3800ppm., завантажують порошкоподібний поліфосфат натрію в кількості 450кг., при цьому товщина розплаву, що утворився, становить приблизно 32мм. Після витримки протягом 45 хв. готовий флюс зливають у спеціальні виливниці. Хімічна проба показала вміст міді 53,4% у перерахунку на Cu2O. Потім отриманий флюс охолоджують природним чином протягом 9 годин, обробляли на щековой дробарці до фракції -35мм, а потім здійснюють його розмел на кульовому млині до фракції -0,5мм. Після виконання зазначених операцій отриманий порошок розчиняють за допомогою змішувача в 75% розчині ортофосфорної кислоти, при цьому кількість розчину ортофосфорної кислоти становить 40-60% від ваги порошкоподібного флюсу. Отриманий флюс піддають лабораторному дослідженню. У даному прикладі були одержані наступні результати (% мас.): Сu2O - 23,84; (NаРО3)n -19,96; Н2ПРО - 12,8; НРО3 - 43,4.