RU2125106C1 - Method of processing dead lead-acid storage batteries - Google Patents
Method of processing dead lead-acid storage batteries Download PDFInfo
- Publication number
- RU2125106C1 RU2125106C1 RU98104676A RU98104676A RU2125106C1 RU 2125106 C1 RU2125106 C1 RU 2125106C1 RU 98104676 A RU98104676 A RU 98104676A RU 98104676 A RU98104676 A RU 98104676A RU 2125106 C1 RU2125106 C1 RU 2125106C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- lead
- copper
- antimony
- alloys
- tin
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000002253 acid Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000003860 storage Methods 0.000 title abstract 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 88
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 85
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 84
- 229910001245 Sb alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 56
- 239000002140 antimony alloy Substances 0.000 claims abstract description 56
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims abstract description 44
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims abstract description 44
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 32
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 claims abstract description 32
- 238000007670 refining Methods 0.000 claims abstract description 31
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 238000003723 Smelting Methods 0.000 claims abstract description 24
- 238000005275 alloying Methods 0.000 claims abstract description 14
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims abstract description 9
- 238000010924 continuous production Methods 0.000 claims abstract description 6
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 6
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 claims description 5
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 claims description 5
- YOHSSIYDFWBWEQ-UHFFFAOYSA-N lambda2-arsanylidenetin Chemical compound [As].[Sn] YOHSSIYDFWBWEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L copper;2-amino-3-[(2-amino-2-carboxylatoethyl)disulfanyl]propanoate Chemical compound [Cu+2].[O-]C(=O)C(N)CSSCC(N)C([O-])=O QUQFTIVBFKLPCL-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 238000010309 melting process Methods 0.000 claims description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 14
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 5
- 239000000654 additive Substances 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 6
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000000571 coke Substances 0.000 description 5
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 5
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 5
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QQHJESKHUUVSIC-UHFFFAOYSA-N antimony lead Chemical compound [Sb].[Pb] QQHJESKHUUVSIC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 4
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 3
- 238000005204 segregation Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 2
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HUEBVZADHUOMHL-UHFFFAOYSA-N [As].[Pb] Chemical compound [As].[Pb] HUEBVZADHUOMHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 description 2
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- 208000012868 Overgrowth Diseases 0.000 description 1
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N antimony atom Chemical compound [Sb] WATWJIUSRGPENY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000008030 elimination Effects 0.000 description 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 1
- 239000000284 extract Substances 0.000 description 1
- -1 ferrous metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- AWTSMFNITNKUQL-UHFFFAOYSA-N lead;sulfuric acid;hydrate Chemical compound O.[Pb].OS(O)(=O)=O AWTSMFNITNKUQL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 238000009856 non-ferrous metallurgy Methods 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 239000002002 slurry Substances 0.000 description 1
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004781 supercooling Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к цветной металлургии и предназначено для переработки отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов с получением товарной свинцовой продукции, которая может быть повторно использована, например, в производстве новых аккумуляторов. The invention relates to non-ferrous metallurgy and is intended for the processing of used lead-acid batteries to produce marketable lead products that can be reused, for example, in the production of new batteries.
Известен способ переработки свинцово-кислотных аккумуляторов, включающий вскрытие аккумуляторов, отделение и переработку сернокислотного электролита, механизированную сепарацию в тяжелых средах с отделением органических составляющих аккумуляторов, выделение свинцовой оксидно-сульфатной фракции (пасты) и металлической фракции, представляющей собой полюса и пластины из свинцово-сурьмяного сплава, с последующей восстановительной плавкой оксидно-сульфатной пасты и рафинированием полученного чернового металла с получением марочного свинца и плавкой металлической фракции с получением чернового свинцово-сурьмяного сплава и рафинированием его с получением свинцово-сурьмяных сплавов требуемых марок (Recicling of Metalferous Materials Conf., Birmingham, 23-25 Apr.1990, London, Inst. of Min. and Met., 1990, T.VIII, c. 259-273). Промпродукты рафинирования перерабатывают отдельно от свинецсодержащих продуктов сепарации с получением свинцово-сурьмяного сплава, выводом мышьяка в виде отвального продукта, получением медных штейнов, пригодных к переработке в медном производстве. A known method of processing lead-acid batteries, including opening the batteries, separating and processing the sulfuric acid electrolyte, mechanized separation in heavy media with the separation of the organic components of the batteries, the separation of the lead oxide-sulfate fraction (paste) and the metal fraction, which is a pole and a plate of lead antimony alloy, followed by reduction smelting of oxide-sulfate paste and refining of the obtained crude metal to obtain a vintage lead and a smelting metal fraction to produce a crude lead-antimony alloy and refine it to produce lead-antimony alloys of the required grades (Recicling of Metalferous Materials Conf., Birmingham, 23-25 Apr. 1990, London, Inst. of Min. and Met. 1990, T.VIII, p. 259-273). Refining middlings are processed separately from lead-containing separation products to produce a lead-antimony alloy, to remove arsenic as a waste product, and to obtain mattes suitable for processing in copper production.
Недостатком этого способа является необходимость переработки всех оборотов в отдельных циклах, с выводом всех примесей, что требует больших трудозатрат. The disadvantage of this method is the need to process all revolutions in separate cycles, with the withdrawal of all impurities, which requires large labor costs.
В то же время в некоторых сплавах, например в сплаве ССуА и ССуЗ по ГОСТ 1292-81, содержание меди, являющейся легирующей примесью, составляет 0,2%, а в сплаве УС-1 по ТУ 48-6-98-86 содержание олова и мышьяка, являющихся легирующими примесями, составляет 0,11 - 0,15% и 0,14 - 0,20% соответственно, при содержании меди в нем 0,05 - 0,07%. Производство сплава УС-1 требует введения в качестве легирующей добавки дорогостоящих олова и мышьяково-свинцовой лигатуры, т.к. содержание этих элементов в ломе и черновом свинце значительно ниже требуемого. Производство сплавов с высоким содержанием меди требует удаления олова и мышьяка до 0,01 - 0,03%, а полученные промпродукты (съемы окислительного или щелочного рафинирования) необходимо перерабатывать. At the same time, in some alloys, for example, in the SSuA and SSuZ alloy according to GOST 1292-81, the content of copper, which is the alloying impurity, is 0.2%, and in the US-1 alloy according to TU 48-6-98-86 the tin content and arsenic, which are alloying impurities, is 0.11 - 0.15% and 0.14 - 0.20%, respectively, with a copper content in it of 0.05 - 0.07%. The production of US-1 alloy requires the introduction of expensive tin and arsenic-lead ligatures as an alloying agent, since the content of these elements in scrap and rough lead is significantly lower than required. The production of alloys with a high copper content requires the removal of tin and arsenic up to 0.01 - 0.03%, and the resulting intermediate products (oxidative or alkaline refining strips) must be processed.
Известен способ переработки свинцово-кислотных аккумуляторов, включающий вскрытие аккумуляторов, отделение и переработку электролита, последующую переработку аккумуляторного лома, включающую плавку шихты, содержащей аккумуляторный лом, кокс и флюсы, в шахтной печи при подачи кислородсодержащего дутья с непрерывным получением чернового свинцово-сурьмяного сплава, содержащего медь, олово, мышьяк и другие примеси, и медьсодержащего штейна, рафинирование чернового сплава от олова и мышьяка с получением медьсодержащего свинцово-сурьмяных сплавов и рафинирование чернового сплава от меди с получением сплавов, в которые олово и мышьяк вводят в качестве легирующих компонентов (Купряков Ю.П. Производство тяжелых цветных металлов из лома и отходов. - Харьков, Издательство "Основа" при Харьковском государственном университете, 1992 г. - с. 140 - 172). Плавку осуществляют в шахтной печи, в шихту помимо аккумуляторного лома, из которого удаляют сернокислотный электролит, входят флюсы (известняк и железосодержащий флюс), а также кокс, используемый как топливо и углеродистый восстановитель. В результате плавки получают отвальный шлак, свинецсодержащие пыль и штейн, направляемые на самостоятельную переработку, и черновой свинцово-сурьмяный сплав, который направляют на дальнейшее рафинирование. При рафинировании из сплава ликвацией, а при необходимости и сульфидированием удаляют медь, а затем окислительным иди щелочным рафинированием олово и мышьяк. Промпродукты рафинирования подвергают самостоятельной переработке, например медные шликеры, плавят в короткобарабанных печах с получением штейнов, пригодных для медного производства, а щелочные съемы направляют на гидрометаллургическую переработку. Кроме того, медные шликеры возвращают на плавку. В этом случае часть меди выводится со штейном шахтных печей. Этот способ принят за прототип. A known method of processing lead-acid batteries, including opening the batteries, separating and processing the electrolyte, subsequent processing of the scrap battery, including melting the charge containing the scrap battery, coke and fluxes, in a shaft furnace by supplying oxygen-containing blast with the continuous production of crude lead-antimony alloy, containing copper, tin, arsenic and other impurities, and copper-containing matte, refinement of the rough alloy from tin and arsenic to obtain copper-containing lead-antimony x alloys and refining of a crude alloy from copper to obtain alloys into which tin and arsenic are introduced as alloying components (Y. Kupryakov, Production of heavy non-ferrous metals from scrap and waste. - Kharkov, Osnova Publishing House at Kharkov State University, 1992 g. - p. 140 - 172). Smelting is carried out in a shaft furnace, in addition to battery scrap, from which sulfuric acid electrolyte is removed, the mixture contains fluxes (limestone and iron-containing flux), as well as coke used as fuel and a carbon reducing agent. As a result of melting, waste slag, lead-containing dust and matte, sent for self-processing, and rough lead-antimony alloy, which are sent for further refining, are obtained. When refining from an alloy by segregation, and, if necessary, by sulfidation, copper is removed, and then tin and arsenic are oxidized or alkaline refined. Refining middlings are independently processed, for example, copper slurries, melted in short-drum furnaces to produce mattes suitable for copper production, and alkaline strippers are sent to hydrometallurgical processing. In addition, copper slips return to heat. In this case, part of the copper is discharged with matte shaft furnaces. This method is adopted as a prototype.
Недостатком способа-прототипа, как и описанного выше аналога, является необходимость полной переработки промпродуктов рафинирования (медь-, мышьяк- и оловосодержащих) в отдельном цикле, что усложняет технологию и требует дополнительных трудозатрат и расхода реагентов. При плавке передача тепла из зоны высоких температур к ванне свинцово-сурьмяного сплава осуществляется за счет вертикального потока горячего металла, постепенно оседающего ниже уровня штейна и выводимого из печи. В печи происходит частичное рафинирование свинцово-сурьмяного сплава от меди за счет снижения растворимости меди в свинце при падении температуры. Однако проплав печи по свинцово-сурьмяному сплаву не коррелируют с температурой процесса и высотой ванны свинцово-сурьмяного сплава в печи. Поэтому при переохлаждении донного слоя при низкой производительности и холодном ходе печи происходит выпадение медных шликеров в сифоне печи и повышение вязкости свинца, что затрудняет его выпуск и разливку. При повышении температуры процесса и росте производительности печи происходит рост температуры выпускаемого свинцово-сурьмяного сплава, повышается растворимость меди в нем, что вызывает рост количества оборотов и трудозатрат при рафинировании. The disadvantage of the prototype method, as well as the analogue described above, is the need for complete processing of refining intermediate products (copper, arsenic and tin-containing) in a separate cycle, which complicates the technology and requires additional labor and reagent consumption. During melting, heat is transferred from the high temperature zone to the bath of lead-antimony alloy due to the vertical flow of hot metal, which gradually settles below the level of matte and is removed from the furnace. In the furnace, the lead-antimony alloy is partially refined from copper by reducing the solubility of copper in lead when the temperature drops. However, the melt of the furnace in lead-antimony alloy does not correlate with the process temperature and the height of the bath of lead-antimony alloy in the furnace. Therefore, when the bottom layer is supercooled at low productivity and the furnace runs cold, copper slips precipitate in the furnace siphon and increase the viscosity of lead, which makes it difficult to discharge and cast. With increasing process temperature and increasing furnace productivity, the temperature of the produced lead-antimony alloy increases, the solubility of copper in it increases, which causes an increase in the number of revolutions and labor costs during refining.
Целью изобретения является упрощение технологии переработки отработанных свинцово-кислотных аккумуляторов. The aim of the invention is to simplify the processing of spent lead-acid batteries.
В известном способе, включающем вскрытие аккумуляторов, отделение и переработку электролита, последующую переработку аккумуляторного лома, включающую плавку с получением чернового свинцово-сурьмяного сплава, содержащего медь, олово, мышьяк и другие примеси, рафинирование чернового свинцово-сурьмяного сплава от олова и мышьяка с получением медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов и рафинирование чернового свинцово-сурьмяного сплава от меди с получением сплавов, в которое олово и мышьяк вводят в качестве легирующих компонентов, переработку медь-, олово- и мышьяксодержащих промпродуктов рафинирования, согласно предполагаемому изобретению, промпродукты рафинирования раздельно возвращают на плавку с получением черновых свинцово-сурьмяных сплавов - медьсодержащие промпродукты рафинирования перерабатывают в цикле получения медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов, максимальное отношение количества меди к количеству свинца в загрузке при плавке с получением медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов не превышает максимально допустимого значения этого отношения в сплавах, а олово- и мышьяксодержащие промпродукты рафинирования перерабатывают в цикле получения сплавов, содержащих олово и мышьяк в качестве легирующих компонентов, максимальное отношение количеств олова и мышьяка к количеству свинца в загрузке не превышает более чем в 1,1 раза максимально допустимое значения этого отношения в сплавах. По варианту способа при плавке с непрерывным получением свинцово-сурьмяного сплава и штейна максимальное отношение количества меди к количеству свинца в загрузке при плавке с получением медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов не превышает максимально допустимого значения этого отношения в сплавах более чем в 3 раза, температура штейна не превышает 1050oC, отношение проплава печи по свинцово-сурьмяному сплаву, отнесенного к площади пода печи, т/(м2•ч), к высоте ванны свинцово-сурьмяного сплава в печи, м, составляет 0,7 - 1,7.In the known method, which includes opening the batteries, separating and processing the electrolyte, subsequent processing of the battery scrap, including smelting to produce crude lead-antimony alloy containing copper, tin, arsenic and other impurities, refining rough lead-antimony alloy from tin and arsenic to obtain copper-containing lead-antimony alloys and the refining of a crude lead-antimony alloy from copper to obtain alloys into which tin and arsenic are introduced as alloying components, the work of copper-, tin- and arsenic-containing refining by-products, according to the proposed invention, refining by-products are separately returned to smelting to obtain crude lead-antimony alloys - copper-containing refining by-products are processed in the cycle of producing copper-containing lead-antimony alloys, the maximum ratio of the amount of copper to lead loading during smelting with obtaining copper-containing lead-antimony alloys does not exceed the maximum allowable value of this ratio in alloys, and tin- and arsenic-containing refining by-products are processed in the cycle of obtaining alloys containing tin and arsenic as alloying components, the maximum ratio of tin and arsenic to the amount of lead in the load does not exceed more than 1.1 times the maximum allowable value of this ratio in alloys. According to a variant of the method, when melting with continuous production of lead-antimony alloy and matte, the maximum ratio of copper to lead in loading when melting with copper-containing lead-antimony alloys does not exceed the maximum permissible value of this ratio in alloys by more than 3 times, the temperature of matte does not exceeds 1050 o C, the ratio of the furnace melt in lead-antimony alloy, referred to the furnace hearth, t / (m 2 • h), to the height of the lead-antimony alloy bath in the furnace, m, is 0.7 - 1.7.
Способ осуществляют следующим образом. После плавки и выпуска чернового свинцово-сурьмяного сплава в кампаниях по получению медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов при необходимости проводят его рафинирование от избыточной меди по известной технологии (ликвидацией или обработкой серой) со снятием шликеров (медных съемов). При нормальном ходе процесса по предлагаемой технологии эта операция не является необходимой, но она может быть вызвана повышенным содержанием меди в отработанных аккумуляторах. Затем при получении сплавов с низким содержанием олова и мышьяка проводят окислительное рафинирование, например, кислородом воздуха в отражательных печах или щелочное рафинирование по известной технологии. Полученные щелочные съемы накапливают и перерабатывают в кампании по получению сплавов, содержащих олово и мышьяк в качестве легирующих компонентов. Избыточные медные съемы перерабатывают самостоятельно по известной технологии с получением медных штейнов. The method is as follows. After smelting and production of a crude lead-antimony alloy in campaigns for the production of copper-containing lead-antimony alloys, if necessary, it is refined from excess copper by a known technology (elimination or treatment with sulfur) with removal of slip (copper stripping). In the normal course of the process according to the proposed technology, this operation is not necessary, but it can be caused by an increased copper content in the used batteries. Then, upon receipt of alloys with a low content of tin and arsenic, oxidative refining is carried out, for example, with atmospheric oxygen in reflective furnaces or alkaline refining according to known technology. The obtained alkaline deposits are accumulated and processed in a campaign to obtain alloys containing tin and arsenic as alloying components. Excess copper extracts are processed independently by known technology with the production of copper matte.
В кампаниях по получению сплавов, содержащих олово и мышьяк в качестве легирующих компонентов, проводят плавку с включением в шихту съемов окислительного или щелочного рафинирования. В этом случае при плавке получают черновой свинцово-сурьмяный сплав с необходимым содержанием в нем олова и мышьяка, проводят его рафинирование от меди ликвацией и сульфидированием. Готовый сплав разливают. Медные съемы, полученные при ликвации, накапливают и перерабатывают в кампаниях по получению медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов. In campaigns for the production of alloys containing tin and arsenic as alloying components, smelting is carried out with the inclusion of oxidative or alkaline refining units in the charge. In this case, during smelting, a rough lead-antimony alloy is obtained with the necessary content of tin and arsenic in it, it is refined from copper by segregation and sulfidation. The finished alloy is poured. Copper removal obtained by segregation is accumulated and processed in campaigns for the production of copper-containing lead-antimony alloys.
В случае плавки с непрерывным выпуском свинцово-сурьмяного сплава и получением штейна на плавку при получении медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов возвращают все медные съемы, т.к. избыточная медь выводится из процесса со штейном. При этом контролируют температуру процесса, которая в области фурм не должна превышать 1200oC, а контролируемая температура штейна на выпуске не должна превышать 1050oC. Температуру процесса регулируют содержанием кокса, количеством дутья и содержанием в нем кислорода (при необходимости проводят обогащение дутья кислородом). Температуру донного свинца поддерживают при постоянной температуре процесса и производительности за счет содержания свинца в шихте, меняя при необходимости ее состав. При этом высота слоя свинца в печи определяется, например, высотой порога сифона.In the case of smelting with the continuous release of lead-antimony alloy and producing matte for smelting upon receipt of copper-containing lead-antimony alloys, all copper strips are returned, since excess copper is removed from the process with matte. At the same time, the process temperature is controlled, which in the tuyere area should not exceed 1200 o C, and the controlled matte temperature at the outlet should not exceed 1050 o C. The process temperature is controlled by the coke content, the amount of blast and the oxygen content in it (if necessary, enrich the blast with oxygen ) The temperature of bottom lead is maintained at a constant process temperature and productivity due to the lead content in the charge, changing its composition if necessary. The height of the lead layer in the furnace is determined, for example, by the height of the siphon threshold.
Максимальное отношение количества меди к количеству свинца в загрузке при плавке с получением медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов по первому варианту технологии равно максимально допустимому значению этого отношения в сплавах. Это определяется возможностью получения сплавов без рафинирования их от меди. Поскольку при плавке без получения штейнов переход меди в шлак и пыли незначителен и она практически полностью остается в сурьмянистом свинце, это отношение равно 1. В противном случае происходит циркуляция меди, что вызывает неоправданные затраты. The maximum ratio of the amount of copper to the amount of lead in the charge during smelting to obtain copper-containing lead-antimony alloys according to the first technology option is equal to the maximum allowable value of this ratio in alloys. This is determined by the possibility of obtaining alloys without refining them from copper. Since, when melting without matte, the transition of copper to slag and dust is insignificant and it remains almost completely in antimony lead, this ratio is 1. Otherwise, copper is circulated, which causes unjustified costs.
Максимальное отношение количеств олова и мышьяка к количеству свинца в загрузке в сравнении с этим отношением в сплавах определяется несколько большим переходом этих компонентов в шлак и пыли плавки по сравнению с свинцом ввиду их большего сродства к кислороду. The maximum ratio of the amounts of tin and arsenic to the amount of lead in the charge compared to this ratio in alloys is determined by a slightly larger transition of these components to slag and smelting dust compared to lead because of their greater affinity for oxygen.
При плавке с непрерывным получением свинцово-сурьмяного сплава и штейна максимальное отношение количества меди к количеству свинца в загрузке в случае с получением медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов в сравнении с максимально допустимым значением этого отношения в сплавах определяется возможностью вывода меди в штейн без повышения ее содержания в сплаве и без значительного увеличения количества штейна, с которым теряется свинец. In smelting with the continuous production of lead-antimony alloy and matte, the maximum ratio of copper to lead in the charge in the case of copper-containing lead-antimony alloys in comparison with the maximum allowable value of this ratio in alloys is determined by the possibility of removing copper into matte without increasing its content in alloy and without a significant increase in the amount of matte with which lead is lost.
Максимально допустимая температура штейна определяется возможностью проводить внутрипечное рафинирование свинца от меди, т.к. при превышении этой температуры возрастает температура свинца и содержание в нем меди. The maximum allowable temperature of matte is determined by the ability to conduct intrafine refining of lead from copper, because when this temperature is exceeded, the temperature of lead and its copper content increase.
Отношение проплава печи по свинцово-сурьмяному сплаву, отнесенного к площади пода печи, т/(м2•ч), к высоте ванны свинца в печи, м, должно быть таким, чтобы не происходил перегрев донного сурьмянистого свинца и не увеличивалось содержание меди в нем (верхний предел), но не происходило переохлаждение сурьмянистого свинца, вызывающее трудности при его выпуске (нижний предел).The ratio of the furnace melt in lead-antimony alloy, referred to the furnace hearth, t / (m 2 • h), to the height of the lead bath in the furnace, m, should be such that overheating of the bottom antimony lead does not occur and the copper content does not increase it (the upper limit), but there was no supercooling of antimony lead, causing difficulties in its release (lower limit).
Примеры осуществления. Examples of implementation.
1. Отработанные свинцово-кислотные аккумуляторы вскрывали, отделяли сернокислотный электролит, который направляли на утилизацию, а затем проводили разделку и сепарацию лома с выделением органических составляющих, сульфатно-окисной пасты, направляемой на самостоятельную переработку, и пластин и полюсов из свинцово-сурьмяных сплавов. Пластины и полюсы содержали в среднем, мас. %: 90,2 Pb; 5,2,Sb; 0,15 Cu; 0,05 As и 0,07 Sn. Их плавили в руднотермической электропечи с флюсами и коксиком с получением чернового свинцово-сурьмяного сплава, который затем рафинировали с получением сплава ССуА, содержащего 0,2% меди, 0,01% олова и 0,01% мышьяка. Рафинирование от олова и мышьяка проводили окислительным способом в отражательной печи. Съемы окислительного рафинирования, содержащие, мас. %: Pb - 85; Sb - 7,4; As - 1,3; Sn - 1,5, накапливали. Их переработку проводили в кампаниях по получению сплава УС-1, содержащего 0,05 - 0,07% меди, 0,11 - 0,15% олова и 0,14 - 0,20% мышьяка. В этих кампаниях сплав, полученный при плавке пластин и полюсов, рафинировали от меди, а затем для снижения содержания сурьмы добавляли свинец. Медные съемы, содержащие в среднем, мас.%: 80,2 Pb; 5,4 Sb; 3,5 Cu; перерабатывали в кампаниях с получением сплава ССуА. По существующей технологии при получении сплава УС-1 на легирование его оловом и мышьяком употребляют металлическое олово и мышьяково-свинцовую лигатуру. Использование предлагаемого способа позволяет сократить их употребление. 1. The spent lead-acid accumulators were opened, the sulfuric acid electrolyte was separated, which was sent for recycling, and then scrap was cut and separated with the release of organic components, sulfate-oxide paste sent for self-processing, and plates and poles from lead-antimony alloys. Plates and poles contained on average, wt. %: 90.2 Pb; 5.2, Sb; 0.15 Cu; 0.05 As and 0.07 Sn. They were smelted in an ore-thermal electric furnace with fluxes and coke to obtain a rough lead-antimony alloy, which was then refined to obtain an SSAA alloy containing 0.2% copper, 0.01% tin and 0.01% arsenic. Refining from tin and arsenic was carried out by an oxidative method in a reflective furnace. Oxidative refining shots containing, by weight. %: Pb - 85; Sb 7.4; As - 1.3; Sn - 1.5, accumulated. Their processing was carried out in campaigns to obtain the US-1 alloy containing 0.05-0.07% copper, 0.11-0.15% tin, and 0.14-0.20% arsenic. In these campaigns, the alloy obtained by melting plates and poles was refined from copper, and then lead was added to reduce the antimony content. Copper strippers containing, on average, wt.%: 80.2 Pb; 5.4 Sb; 3.5 Cu; processed in campaigns to obtain the SSAA alloy. According to the existing technology, when producing the US-1 alloy, metal tin and arsenic-lead ligature are used to alloy it with tin and arsenic. Using the proposed method allows to reduce their use.
При увеличении максимального отношения количества меди к количеству свинца в загрузке при плавке с получением медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов свыше максимально допустимого значения этого отношения в сплавах происходило повышение содержания меди в сплавах, что вызывало необходимость их рафинирования от меди. В случае получения избыточного количества медных съемов более рациональна их переработка в отдельном агрегате, например плавкой в отражательной печи с сульфатом натрия по известному способу, или фьюмингованием совместно с другими свинецсодержащими продуктами-шлаками, съемами с получением медных штейнов. With an increase in the maximum ratio of the amount of copper to the amount of lead in the charge during smelting to obtain copper-containing lead-antimony alloys above the maximum permissible value of this ratio in the alloys, the copper content in the alloys increased, which necessitated their refining from copper. In the event that an excess amount of copper strippers is obtained, it is more rational to process them in a separate unit, for example, by smelting in a reflective furnace with sodium sulfate according to a known method, or by fuming together with other lead-containing slag products, strippers with the production of copper mattes.
Аналогично при увеличении максимального отношения количества олова и мышьяка к количеству свинца в загрузке сверх заявляемого предела происходило превышение необходимого содержания олова и мышьяка в сплаве, что вызывает необходимость рафинирования от них и увеличивает количество оборотов. Similarly, with an increase in the maximum ratio of the amount of tin and arsenic to the amount of lead in the load above the claimed limit, the required content of tin and arsenic in the alloy was exceeded, which necessitates refining from them and increases the number of revolutions.
2. Отработанные свинцово-кислотные аккумуляторы вскрывали, отделяли сернокислотный электролит, который направляли на утилизацию. Неразделанные аккумуляторы шихтовали с флюсами (железным ломом и известняком) и углеродистым восстановителем (коксом) и плавили в шахтной печи с продувкой воздушным дутьем. Перерабатываемый лом содержит в среднем, мас.%: Pb - 63; Sb - 2,3; Cu - 0,15; As - 0,09; Sn - 0,07. Плавку вели с непрерывным получением чернового сурьмянистого свинца и штейна, в который связывали серу, содержащуюся в органических составляющих аккумуляторного лома и остатках кислотного электролита. Штейн, содержащий до 10% свинца и до 3% меди, периодически выпускали из печи совместно со шлаком, отделяли его от шлака и направляли на переработку с первичным сульфидным свинцовым сырьем для извлечения свинца и получения медных продуктов, пригодных к самостоятельной переработке. Черновой свинцово-сурьмяный сплава непрерывно поступал во внутренний горн печи, из которого через сифон подавался на розлив в чушки. Затем разлитый сплав рафинировали в соответствии с требуемой продукцией по технологии, аналогичной описанной выше. 2. The spent lead-acid batteries were opened, the sulfuric acid electrolyte was separated, which was sent for disposal. Unfinished batteries were laden with fluxes (scrap iron and limestone) and carbon reducing agent (coke) and melted in a shaft furnace with air blasting. Recycled scrap contains on average, wt.%: Pb - 63; Sb 2.3; Cu 0.15; As 0.09; Sn is 0.07. The smelting was carried out with the continuous production of rough antimony lead and matte, in which sulfur contained in the organic components of the battery scrap and the residues of acid electrolyte were bound. Matte, containing up to 10% lead and up to 3% copper, was periodically released from the furnace together with slag, separated from the slag and sent for processing with primary sulfide lead raw materials to extract lead and obtain copper products suitable for independent processing. The draft lead-antimony alloy continuously entered the internal furnace hearth, from which it was fed through a siphon to be bottled into ingots. Then, the cast alloy was refined in accordance with the required product using a technology similar to that described above.
Температуру процесса плавки контролировали по температуре штейна на выпуске. The temperature of the melting process was controlled by the temperature of the matte at the outlet.
При повышении температуры свыше 1050oC происходило повышение содержания меди в сплавах, получаемых в кампаниях по получению медьсодержащих свинцово-сурьмяных сплавов, несмотря на то, что значение отношения содержания меди к содержанию свинца в загрузке не превышало допустимого. Превышение значения отношения содержания меди к содержанию свинца в загрузке над значением этого отношения в сплаве более чем в 3 раза не позволяло получать медьсодержащие свинцово-сурьмяные сплавы требуемого состава без рафинирования от меди. Поэтому "залповая" переработка медных съемов нежелательна.With increasing temperature above 1050 o C there was an increase in the copper content in the alloys obtained in campaigns for the production of copper-containing lead-antimony alloys, despite the fact that the ratio of copper to lead in the charge did not exceed the permissible value. The excess of the ratio of the copper content to the lead content in the charge over the value of this ratio in the alloy by more than 3 times did not allow to obtain copper-containing lead-antimony alloys of the required composition without refining from copper. Therefore, "volley" processing of copper strippers is undesirable.
Высоту слоя свинцово-сурьмяного сплава поддерживали равной 0,5 м, а величину проплава печи по свинцово-сурьмяному сплаву варьировали. The height of the lead-antimony alloy layer was maintained equal to 0.5 m, and the furnace melt in the lead-antimony alloy was varied.
При значении отношения проплава печи по свинцово-сурьмяному сплаву, отнесенного к площади пода печи, т/(м2•ч), к высоте ванны свинца в печи больше верхнего значения заявляемого предела (1,7) происходил рост температуры свинца на выпуске из сифона до 600 - 650oC и росло содержание меди в нем до 0,3 - 0,5% при сохранении всех других параметров процесса в заявляемых пределах. В то же время снижение этого отношения по сравнению с заявляемыми пределами (0,7) приводило к зарастанию сифона выделяющимися медьсодержащими частицами и нарушению хода процесса.When the ratio of the furnace penetration by lead-antimony alloy, referred to the furnace hearth, t / (m 2 • h), to the height of the lead bath in the furnace is higher than the upper value of the declared limit (1.7), the temperature of lead at the outlet from the siphon increased to 600 - 650 o C and the copper content in it increased to 0.3 - 0.5% while maintaining all other process parameters within the claimed limits. At the same time, a decrease in this ratio compared with the declared limits (0.7) led to the overgrowth of the siphon by the emitting copper-containing particles and disruption of the process.
Предлагаемая технология позволяет упростить переработку съемов рафинирования и сократить потребление лигатур на легирование. The proposed technology allows us to simplify the processing of refiners and reduce the consumption of alloys for alloying.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98104676A RU2125106C1 (en) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | Method of processing dead lead-acid storage batteries |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU98104676A RU2125106C1 (en) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | Method of processing dead lead-acid storage batteries |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2125106C1 true RU2125106C1 (en) | 1999-01-20 |
| RU98104676A RU98104676A (en) | 1999-04-20 |
Family
ID=20203375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98104676A RU2125106C1 (en) | 1998-03-18 | 1998-03-18 | Method of processing dead lead-acid storage batteries |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2125106C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106544510A (en) * | 2016-12-07 | 2017-03-29 | 天津华庆百胜能源有限公司 | A kind of processing method of waste and old lead acid accumulator |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB239464A (en) * | 1924-11-04 | 1925-09-10 | Singer Mfg Co | Stitched buttonhole |
-
1998
- 1998-03-18 RU RU98104676A patent/RU2125106C1/en active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB239464A (en) * | 1924-11-04 | 1925-09-10 | Singer Mfg Co | Stitched buttonhole |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Купряков Ю.П. Производство тяжелых цветных металлов из лома и отходов. - Харьков: изд-во Основа при ХГУ, 1992, с.140-172. Reciching of Metallferons Materials Conf., Birmingham, 23 - 25, Apr. 1990, London, Inst. of Mining fnd Met., 1990, т. VIII, c.259-273. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106544510A (en) * | 2016-12-07 | 2017-03-29 | 天津华庆百胜能源有限公司 | A kind of processing method of waste and old lead acid accumulator |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN1878879A (en) | Method and device for recovering non-ferrous metals from zinc-containing residues | |
| US4033761A (en) | Process for the separation of copper sulfide from metallic lead entrained in a dross | |
| WO1995005486A1 (en) | Composite charge for smelting steel | |
| CN113817924A (en) | Method for producing blister copper by smelting copper dross and smelting device thereof | |
| US8500845B2 (en) | Process for refining lead bullion | |
| JPS61177341A (en) | Treatment of copper converter slag | |
| CA1303862C (en) | Method for working-up waste products containing valuable metals | |
| US2535536A (en) | Flux for purifying metals | |
| RU2125106C1 (en) | Method of processing dead lead-acid storage batteries | |
| EP0007890B1 (en) | A method of manufacturing and refining crude lead from arsenic-containing lead raw-materials | |
| US4911755A (en) | Method for the refining of lead | |
| US4304595A (en) | Method of manufacturing crude iron from sulphidic iron-containing material | |
| US3984235A (en) | Treatment of converter slag | |
| CN116287761B (en) | Method, device and application of pyrometallurgical lead and zinc smelting | |
| RU2114200C1 (en) | Method for processing lead wastes containing antimony, tin and copper | |
| US2042291A (en) | Process for refining copper alloys | |
| CN110257643A (en) | The technique and recovery system of iron and zinc are recycled from copper weld pool slag | |
| RU2154682C1 (en) | Method of recovery of non-ferrous metals from copper-and-lead wastes containing tin and antimony | |
| RU2592009C1 (en) | Method of processing nonferrous metallurgy intermediate products containing lead, copper and zinc | |
| US6368380B1 (en) | Method of melt-removing impurity elements from iron | |
| CN114959293A (en) | Smelting method of low-lead silver concentrate | |
| JPS6342335A (en) | Treatment of slag concentrate of copper converter | |
| RU2130501C1 (en) | Method of processing lead-zinc wastes containing tin and copper | |
| US1954463A (en) | Refining white metal scrap | |
| SU595409A1 (en) | Method of electric furnace depleting of moltentin slags |