Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

1.9.3. Промышленное освоение центробежного рафинирования олова

Промышленные плавки по рафинированию чернового олова от железа и мышьяка проводились на аппаратах ПАВФС-650 и ЦП-450.

В рафинировочный котел загружаются блоки чернового олова или заливается расплавленный металл из ковша. Черновое олово разогревается в котле до температуры 350–460 °С и перемешивается в течение 15–30 мин. Затем обогрев отключается и включается обдув для охлаждения металла до 320–350 °С. При температуре 280–300 °С под мешалку добавляют 10–20 кг древесных опилок и проводят фильтрацию до прекращения снятия съёмов [34]. После прекращения разгрузки съемов из транспортера центрифуги, процесс считается законченным центрифуга снимается с котла. После центрифугирования содержание железа в олове не должно превышать 0,05 %.

После предварительной фильтрации основной массы от железа с мышьяком в виде FeAs остаточный мышьяк и железо удалялся с марганцем фильтрацией с древесными опилками. В промышленных условиях способ осуществлялся следующим образом. В расплав олова при температуре 450 °С при работающей мешалке загружалось расчетное количество марганцевой лигатуры. После образования пены в расплав вмешивалась порция 20–30 кг древесных опилок и температура снижалась до 300 °С. Фильтр центрифуги погружается в расплав, заполняется съемами, поднимается над поверхностью металла и съемы разгружались на транспортер. Циклы центрифугирования повторяются до тех нор, пока поверхность расплава не очистится от съемов. В табл. 1.31 приведены результаты промышленных плавок фильтрации олова от мышьяка с марганцем погружаемым центробежным фильтром с получением кондиционного содержания 0,001 % Fe и As [18].

Средний статистический состав отфильтрованных съемов 3,1 % Fe; 15,6 % As; 18,4 % Mn; 62,9 % Sn; удельный выход олова в съемы на единицу удаленных примесей Sn/(Fe + As) = 3,5 [17].

Содержание As в отрафинированном олове с достаточно высокой достоверностью зависит от соотношения железа к мышьяку по уравнению:

(As)отр м = 0,3 – 0,066∙(Fe/As) с корреляцией 0,87. (1.34)

Таблица 1.31

Результаты промышленных плавок фильтрации олова от мышьяка

Плавка

Исходный Sn

Мышьяковистые съемы

Mn, %

Выход

съемов, %

Sn/(Fe + As)

Fe, %

As, %

Sn, %

Fe, %

As, %

1.9.

0,33

1,64

66,1

4,7

20,6

8,6

6,9

2,6

1.11.

0,26

1,06

70,3

4,1

12,7

12,9

6,1

4,2

1.12.

0,17

0,96

71,0

3,3

13,8

11,9

4,8

4,1

1.28.

0,2

1,3

68,6

2,4

14,3

14,7

7,9

4,1

1.2.

0,25

1,13

64,7

3,4

12,3

19,6

7,0

4,1

1.3.

0,27

1,58

69,3

3,5

17,8

9,4

7,5

3,3

1.40.

0,14

2,73

65,0

0,7

12,9

21,4

19,5

4,8

1.43.

0,05

4,1

65,5

0,2

18,5

15,8

21,0

3,5

2.5.

0,74

3,65

57,4

4,1

19,4

19,1

17,8

2,4

1.27.

0,45

1,07

67,5

5,8

10,9

15,8

7,6

4,0

1.1.

0,18

2,55

65,9

1,4

18,9

13,8

12,2

3,2

Выход олова в съемы составил 3,5–8 %, меньше чем выход в пену хотя и больше, чем по варианту откачивания металла из под пены..

Статистика промышленных плавок подтвердила целесообразность удаления мышьяка с марганцем в присутствии остаточного железа с обработкой древесными опилками [19, 26, 30].

В табл. 1.32 приведены среднемесячные показатели центробежного рафинирования чернового олова. Статистическая обработка таких результатов за три года показала, что выход олова в съемы на один процент суммы (Fe + As) в черновом металле связан с абсолютной величиной арифметической разницы процентного содержания (Fe + As) следующим соотношением:

BSn /(Fe + As) = 5,91 – 1,86∙∆, (1.35)

где BSn /(Fe + As) – приведенный выход олова в съемы, % (отнесенный к сумме, % (Fe + As) в черновом олове); ∆ – абсолютная величина арифметической разницы процента содержания (Fe + As) в черновом олове); BSn – выход олова в съемы, %; (Fe + As) – к сумме процента содержания (Fe + As) в черновом олове.

Промышленные плавки по рафинированию чернового олова от железа и мышьяка проводились на аппарате ЦП-450 (рис. 1.44) [31].

Таблица 1.32

Среднемесячный выход олова и примесей в съемы центробежного рафинирования

Месяц

Содержание в черновом олове, %

Содержание в съемах, %

Fe

As

Fe/As

Sn

As

Fe

Sn/(Fe + As)

I

1,14

0,73

1,6

61,9

5,1

7,9

4,8

II

0,53

0,57

0,9

67,3

6,3

5,8

5,6

III

0,67

0,67

1,0

64,8

6,8

6,8

4,8

IV

0,67

0,72

0,9

66,2

6,8

6,9

4,8

V

0,68

0,67

1,0

67,1

6,65

6,6

5,1

VI

0,6

0,55

1,1

69,6

6,36

5,8

5,7

VII

0,49

0,48

1,0

67,2

5,7

5,7

5,9

VIII

0,59

0,7

0,8

56,3

6,96

5,8

4,4

IX

0,4

0,5

0,8

65,8

6,3

5,1

5,8

X

0,52

0,67

0,8

70,1

7

5,5

5,6

XI

0,16

0,63

0,3

62,6

6,5

5,4

5,3

XII

0,74

0,61

1,2

64,2

6,1

7,1

4,9

1_44.tif

Рис. 1. 44. Центрифуга модели ЦП-500 для отходов сплавов

Технология рафинирования олова центробежной фильтрацией с автоматической разгрузкой съемов (рис. 1.45) значительно улучшают условия труда при сравнении с традиционной ручной разгрузкой съемов (рис. 1.21). После промышленных испытаний способ и аппарат центробежной фильтрации внедрен и освоен на Новосибирском оловянном комбинате для очистки олова от железа и мышьяка и на заводе Рязцветмет для очистки оловянно-свинцовых сплавов от меди [33]. Экспонат центрифуги выставлялся на международных выставках и отмечен серебряной медалью в Брюсселе (1995 г.).

1_45.tif

Рис. 1.45. Разгрузка съемов из фильма демонстрации японским специалистам

Аппарат центробежной фильтрации запатентован в странах: Пат. (США), № 3780864; пат. (ФРГ), № 2206475; пат. (Англия), № 1385799; пат Австралии № 523907; пат Мексики № 178556; пат Испании № 463679.

По лицензиям центробежная фильтрация и вакуумная дистилляция олова успешно используются мексиканской фирмой «Эстаньо-Электра» и комбинатом в Фрайберге. Центробежная фильтрация внедрена также боливийской «Корпорацией «Енаф» и австралийской фирмой «Австралиан Тин Смелгерс» [74].


Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252