способ переработки аккумуляторного лома

Формула изобретения

1. Способ переработки разделанного аккумуляторного лома, включающий последовательную двустадийную плавку металлической и сульфатно-окисной фракции на черновой свинцово-сурьмянистый сплав и штейно-шлаковый отвальный продукт, отличающийся тем, что плавку разделанного аккумуляторного лома ведут в сульфидно-сульфатном натриевом расплаве.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что плавку металлической фракции на первой стации и плавку сульфатно-окисной фракции на второй стадии ведут в непрерывно циркулирующем расплаве.

3. Способ по п. 2, отличающийся тем, что рециркуляцию расплава осуществляют газлифтным способом и совмещают с окислительной или восстановительной обработкой расплава.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области переработки вторичного свинцового сырья, в частности разделанного аккумуляторного лома.

Известен периодический двухстадийный процесс содовой восстановительной электроплавки лома с добавкой известняка и железной стружки при температуре 1200-1300^oС с получением чернового свинца и штейно-шлакового расплава, направляемого в отвал /Куприянов Ю. П. Производство тяжелых цветных металлов из лома и отходов. - Харьков: "Основа" при Харьковском Государственном университете. 1992. - с. 147-148/.

Недостатком данного способа являются его энергоемкость, расход регенерируемых добавок (кальцинированной соды, извести и железной стружки), значительные потери ценных металлов с отвальным штейно-шлаковым расплавом и необходимость обеспечения экологически безопасного способа хранения водорастворимого штейно-шлакового расплава.

Известен способ переработки разделанного аккумуляторного лома, включающий последовательную двустадийную плавку металлической и сульфатно-окисной фракции на черновой свинцово-сурьмянистый сплав и штейно-шлаковый расплав, направляемый в отвал. /Сычев А. П. , Карабицын Ю. Е. , Кеслер М. Я. Новые процессы переработки вторичного свинцового сырья // Цветные металлы. - 1990, - 6. - С. 30/ - прототип.

Недостатком способа является то, что он малопроизводителен и энергоемок, связан со значительным расходом флюсов, что связано со значительными эксплуатационными расходами.

Задачей, на решение которой направлен заявляемый способ, является повышение эффективности технологии переработки аккумуляторного лома.

Технический результат, достигаемый при осуществлении заявляемого способа, состоит в повышении производительности процесса путем его интенсификации и снижении эксплуатационных расходов путем уменьшения расхода флюсов и потребления электроэнергии.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе переработки разделанного аккумуляторного лома, включающем последовательную двустадийную плавку металлической и сульфатно-окисной фракций на черновой свинцово-сурьмянистый сплав и штейно-шлаковый отвальный продукт, согласно изобретению плавку разделанного аккумуляторного лома ведут в сульфидно-сульфатном натриевом расплаве.

При этом плавку металлической фракции на первой стадии и плавку сульфатно-окисной фракции на второй стадии ведут в непрерывно циркулирующем расплаве.

Циркуляцию расплава осуществляют газлифтным способом и совмещают с окислительной или восстановительной обработкой расплава.

Способ осуществляется следующим образом.

В печь с циркулирующим между зонами с помощью газлифтного устройства сульфидно-сульфатного расплава натрия грузят металлосодержащие продукты разделки аккумуляторного лома. На первой стадии из продуктов разделки при температуре 800-900^oС выплавляется сурьмянистый свинец, а на второй - за счет подогрева и окислительной или восстановительной обработки расплава разлагается сульфат свинца и осуществляется реакционная плавка между продуктами разложения и окислами свинца с образованием чернового свинцово-сурьмянистого сплава.

Таким образом сульфидно-сульфатный расплав натрия является средой, в которой осуществляются все химические реакции, необходимые для полного перевода всех соединений свинца и сурьмы в металлическую фазу. Выбор этой среды объясняется тем, что она является нейтральной по отношению к химическим реакциям между различными соединениями свинца, позволяет вывести всю серу лома в виде сернистого газа и в то же время сульфидно-сульфатный расплав легкоплавок - 740-950^oС. При окислительной стадии обработки преобладающим в расплаве будет сульфат натрия (Na₂SO₄), при восстановительной - сульфид натрия (Na₂S).

Осуществление процесса переработки лома в рециркулирующем расплаве вызвано необходимостью последовательного проведения двух технологических процессов плавки металлической фракции и реакционной плавки сульфатно-окисной фракции на свинцово-сурьмянистый сплав. Необходимость окислительно-восстановительной обработки в процессе переработки связана с тем, что в струе окислительного дутья при более низких температурах (<1000С) более полно ведется разложение сульфата свинца, а восстановительная обработка расплава связана с необходимостью сохранения стехиометрии между окислами и сульфидами свинца в расплаве для осуществления реакционной плавки. Совмещение рециркуляции расплава с окислительно-восстановительной обработкой расплава способствует интенсификации реакционной плавки и более полному ее осуществлению.

Способ проверен в лабораторных условиях путем плавки шихт различного состава в алундовых тиглях с графитовыми крышками на лабораторных силитовых печах с выдержкой после достижения заданной температуры в течение 30 минут.

Проведено две серии лабораторных опытов (см. таблицу).

Первая серия опытных плавок проводилась по технологии, использованной в прототипе. Плавка указанной в таблице шихты осуществлялась путем нагрева шихты в тигле с графитовой крышкой в печи до температуры 1100^oС.

Вторая серия опытов проводилась с использованием сульфидно-сульфатного расплава (65% Na₂S и 35% Na₂SO₄). Причем во второй серии опытов проведена раздельная плавка металлической фракции (при температуре 800^oС) и сульфатно-окисленной фракции (при температуре 1000^oC). В этих сериях опытов после расплавления шихты с сульфатно-окисными фракциями при температуре 1000^oС расплав в тигле продувался воздухом при расходе 1 литр в минуту. Как видно из таблицы, при переработке металлосодержащих фракций аккумуляторного лома в сульфидно-сульфатном натриевом расплаве по предлагаемый технологии (без расхода флюсов) более чем на 5% повышается извлечение свинца и на 11% сурьмы в черновой свинец за счет ликвидации жидких отвальных продуктов. Кроме того, за счет ликвидации водорастворимых отвальных продуктов и извлечения серы в богатые по SO₂ газы, пригодные к утилизации, улучшается экологическая обстановка.

Таким образом, предлагаемый способ переработки аккумуляторного лома позволяет по сравнению с прототипом значительно сократить потери ценных металлов с отвальными продуктами. Способ осуществляется при более низких температурах и без использования флюсов, что сокращает эксплуатационные расходы. Улучшение экологических условий при реализации способа приводит к ликвидации необходимости дополнительных затрат на осуществление мероприятий по защите окружающей среды. Указанные доводы подтверждают повышение эффективности переработки аккумуляторного лома предлагаемым способом и тем самым решение поставленной в нем задачи.