Спосіб рафінування брухту міді з полудою та пайкою

1. Спосіб рафінування брухту міді з полудою та пайкою, у якому здійснюють: завантаження твердих шихтови х матеріалів, що включають мідний брухт, до нагрітої печі, внесення разом із шихтовими матеріалами легкоплавкого флюсу, плавлення шихти, окислювання домішок киснем повітря, що вдувають у піч через дуттьові фурми протягом усього процесу, видалення шлаку, що C2 2 (19) 1 3 82172 олова з поверхні консервної тари та відходів лудженої жесті за допомогою хлорного, гідрометалургійного та електрохімічного процесів. Відповідно до першого способу поверхня лудженого виробу обробляється газоподібним хлором при слабкому нагріванні, у результаті реакції отримують рідкий тетрахлорид олова SnCl4. З тетрахлорида олова одержують металеве олово шляхом цементації більш електронегативним металом (алюмінієм, цинком) або електролізом із застосуванням нерозчинних анодів. Другий спосіб передбачає селективне розчинення олова в лужних розчинах, наприклад у розчині NaOH з одержанням розчину станатів. Виділення олова з лужних розчинів здійснюється за допомогою електролізу. При цьому олово осаджується на катоді: Sn2++2e«Sn0 Sn4++4e«Sn0 Отримане губчате олово проходить через процес плавлення до одержання металевого олова. До недоліків перерахованих вище способів варто віднести складність виробничого процесу, наявність токсичних інгредієнтів і необхідність наявності спеціального устаткування для їхнього здійснення. Також з рівня техніки [патент України на корисну модель №11532] відомий спосіб рафінування брухту міді шля хом рафінуванні його розплаву у відбивних печах. Вказаний спосіб зокрема передбачає: завантаження твердих шихтови х матеріалів у нагріту піч; внесення разом із шихтовими матеріалами та, після розплавлення половини завантаженої шихти, під дзеркало розплаву, легкоплавкого флюсу; плавлення шихти; окислювання домішок киснем повітря, що вдувають у піч через дутеві фурми протягом усього процесу; введення флюсів-розріджувачів для розрідження шлаків, що утворилися; видалення шлаків; лабораторний контроль за вмістом домішок у розплаві; залежно від залишкового вмісту в розплаві домішок, додавання флюсів, що рафінують, знімання шлаків, що утворилося; відновлення міді з окислів, які залишилися в розплаві, шляхом продування розплаву природним газом через дутеві фурми. До основних недоліків зазначеного способу відносять неможливість його застосування до шихтови х матеріалів, що містять полуду та пайку без спеціальної підготовки сировини оскільки домішки металів, що містяться в полуді та пайці, значно збільшують тривалість рафінування шихти або роблять зазначений процес недоцільним через значні втрати у вигарах та збільшення енерговитрат. При цьому зазначена підготовка сировини, полягає в механічному видаленні полуди та пайки з поверхні кускового брухту і традиційно здійснюється вручн у. Також до недоліків зазначеного способу відносять: необхідність використання спеціального устаткування для вдування легкоплавкого флюсу 4 під дзеркало металу; використання флюсурозріджувача для розрідження утвореного шлаку. Метою запропонованого винаходу є створення способу рафінування брухту міді з полудою та пайкою, простого і надійного в реалізації, що має високу продуктивність, а також дозволяє одержувати готову продукцію порівняно низької собівартості. Поставлену мету досягають шля хом створення способу рафінування брухту міді з полудою та пайкою, у якому здійснюють: завантаження твердих ши хтови х матеріалів (брухту) до нагрітої печі; внесення разом із шихтовими матеріалами легкоплавкого флюсу; плавлення шихти; окислювання домішок киснем повітря, що вдувають у піч через дутеві фурми протягом усього процесу; видалення шлаку, що утворився; лабораторний контроль за вмістом домішок у розплаві; залежно від залишкового вмісту в розплаві домішок, додавання флюсів, що рафінують, знімання шлаку, що утворився; відновлення міді з окислів, що залишилися в розплаві, шляхом продування розплаву природним газом через дутеві фурми. При цьому, відповідно до винаходу, тверді шихтові матеріали (брухт), перед завантаженням у піч попередньо нагрівають до температури 4060°С; внесення легкоплавкого флюсу здійснюють шляхом оббризкування шихти його розчином, після чого шихту сушать, протягом не менш 150хв. при температурі не нижче 20°С, за легкоплавкий флюс використовують наступний склад, % мас: Сu2О 15,6-24,75 (NaPO3)n 14,4-20,25 Н2О 17,5-11,25 НРО3 52,5-43,75 При цьому відповідно до винаходу легкоплавкий флюс наносять на шихтові матеріали з розрахунку 1,1-1,8 середньої товщини покриття полуди та пайки. Перераховані ознаки становлять суть винаходу й забезпечують досягнення технічного результату - створення способу рафінування брухту міді з полудою та пайкою, простого і надійного в реалізації, що має високу продуктивність, а також дозволяє одержувати готову продукцію порівняно низької собівартості. Причинно-наслідковий зв’язок суттєви х ознак винаходу та те хнічного результату полягає в тому, що: 1. Видалення домішок, що містяться в полуді та пайці відбувається на стадії обробки брухту міді до його розплавлювання за рахунок взаємодії металів, що містяться в полуді та пайці з окислом міді, що перебуває в ле гкоплавкому 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 до шлаку, відновлюючи мідь із її окислів, що містяться у флюсі, що перешкоджає потраплянню металів, що перебувають у полуді та паці до розплаву, нейтралізуючи їх на стадії нагрівання та плавлення і дозволяє залучити у виробництво додатково 10-12% брухту міді з полудою й пайкою 5 82172 без додаткових витрат на попереднє сортування шихти. 2. Діапазон температур для підготовки шихти до нанесення легкоплавкого флюсу був визначений експериментальним шляхом. При tбрухт у = 20-30°С - флюс стікає утворюючи плівку нерівномірної товщини. При tбрухт у - 40-60°С - плівка має рівномірну товщин у, флюс лягає рівномірно. При tбрухт у = 70-80°С - плівка має підвищену товщин у і при транспортуванні підготовленого брухту до печі обсипається. 3. Експериментально підібрано товщину нанесення покриття флюсу, що становить 1,1-1,8 середньої товщини покриття. При товщині шару менш 1,1 плівка має неоднорідну товщину, а при товщині більше 1,8 при транспортуванні обробленої шихти до печі зазначене покриття обсипається. Приклад здійснення винаходу. Плавку брухту міді здійснювали у відбивній печі вогневого рафінування ємністю 120 тонн. За шихту використали брухт міді з полудою та пайкою групи А-ІІ-1,2,3 з початковим середньостатистичним вмістом свинцю - 60009000ррm та олова -6000-12000ррm (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 150хв. при температурі 20°С. Після цього оброблену флюсом шихту завантажували до печі 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, здійснювали лабораторний контроль за вмістом домішок у розплаві. Вміст міді після зняття шлаку становила більше 99, 90 Cu+Ag без урохування кисню, що задовольняє вимогам 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): Сu2О – 15,6; (NаРО3)n – 14,4; Н2О – 17,5; НРО3 – 52,5. При цьому кінцевий вміст у розплаві свинцю становив 520ррm, а олова 226ррm. Для оцінки ефективності процесу провели аналогічну плавку такої ж порції шихти (брухт міді з полудою та пайкою групи А-ІІ-1,2,3 з початковим середньостатистичним вмістом свинцю - 60009000 та олова - 6000-12000ррm (визначено лабораторним шляхом) однак без використання легкоплавкого флюсу запропонованого складу. Порівняльні характеристики плавок наведені нижче. 6 обробки флюсом Плавка з використанням як шихти 120 тонн із полудою та пайкою умов обробки флюсом Рb, ррm Плавка з використанням як шихти 120 тонн із полудою та пайкою без 6980 Хімічний аналіз розплаву після закінчення плавки Sn, ррm 7385 Час плавки, г 28