Recycling of bismuth oxides

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 3 2021 155 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ Переработка висмутистых окислов Алексей Королев 1, a* , Сергей Сергейченко 1, b , Константин Тимофеев 2, c , Геннадий Мальцев 1, d, * , Роман Воинков 1, e 1 Акционерное общество « Уралэлектромедь », пр . Успенский , 1, г . Верхняя Пышма , 624091, Россия 2 Технический университет « УГМК - Холдинг », пр . Успенский , 3, г . Верхняя Пышма , 624091, Россия a https://orcid.org/0000-0002-0338-9774, A.Korolev@elem.ru , b https://orcid.org/0000-0002-3786-7957, sesv@elem.ru, c https://orcid.org/0000-0002-9525-6476, K.Timofeev@elem.ru , d https://orcid.org/0000-0002-0750-0070, mgi@elem.ru , e https://orcid.org/0000-0001-6697-1596, R.Voinkov@elem.ru Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ). 2021 Том 23 № 3 с . 155–165 ISSN: 1994-6309 (print) / 2541-819X (online) DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.3-155-165 Обработка металлов ( технология • оборудование • инструменты ) Сайт журнала : http://journals.nstu.ru/obrabotka_metallov Введение Сокращение количества кондиционного сы - рья для цветной металлургии стимулирует раз - работку экономически обоснованных техноло - гий по извлечению цветных и редких металлов ИНФОРМАЦИЯ О СТАТЬЕ УДК 669.763:661.887 История статьи : Поступила : 17 июня 2021 Рецензирование : 28 июня 2021 Принята к печати : 17 августа 2021 Доступно онлайн : 15 сентября 2021 Ключевые слова : Висмутистые окислы Дроссы Висмутистый свинец Шихта Халькоген Висмут черновой Восстановительная плавка АННОТАЦИЯ Введение . Статья посвящена вопросу создания экологически безопасной , технологически эффективной и экономически выгодной высокопроизводительной комплексной схемы по переработке свинецсодержащих промпродуктов и отходов , в частности висмутистых окислов и дроссов , образующихся при плавке медеэлек - тролитного шлама , с получением товарных моноэлементных продуктов . Для решения задачи используется комбинированная технология , основу которой составляют гидрометаллургические операции , позволяющие разделять близкие по свойствам химические элементы с высоким извлечением их в готовую продукцию . Це - лью работы являлось исследование и разработка принципиальных подходов и рациональных комплексных технологий переработки висмутистых дроссов и окислов ‒ промпродуктов рафинирования свинца черно - вого , с использованием восстановительных плавок сырья и обогащенного висмутом шлама , электролизом висмутистого свинца с получением висмута чернового , содержащего ≥ 90 % Bi при его прямом извлечении ≥ 70 %. Методы . Проплавление при температуре 1100…1150 о С шихты оптимального состава , содержащей висмутистые окислы , карбонат натрия , диоксид кремния и углерод . Новизной выполненных исследований является снижение содержания благородных металлов и сопутствующих им халькогенов во вторичном медь - содержащем сырье при увеличении количества элементов - примесей . Результаты и обсуждение . Совмест - ная плавка (1100…1150 º С ) висмутистых окислов , карбоната натрия , диоксида кремния и углерода , взятых в массовом соотношении 100 : (15…66) : (11…25) : (5…7), позволяет перевести 89,0…93,6 % висмута и 99,5…99,7 % свинца из исходных окислов в висмутистый свинец , содержащий ~7 % Bi и ~80 % Pb. Основ - ной фазой Pb-Bi сплава является элементный свинец . Повышенный расход флюсов ведет к росту количества бедных по целевым металлам оборотных силикатных шлаков , в которые переходит , %: 1,4 Bi; 2 Pb; 47 Zn; 23 Sb; 33 Sn. Основные фазы шлака : Na 2 CaSiO 4 , Na 4 Mg 2 Si 3 O 10 , MgO, Pb, ZnS, PbS. Практическая значимость определяется оптимальным режимом восстановительной плавки висмутистых окислов (100 %) с получени - ем висмутистого свинца , %: 66 Na 2 CO 3 , 25 SiO 2 , 5 С ; температура процесса – 1150 º С . Наличие примесей обусловливает необходимость введения в технологическую схему переработки висмутистых окислов опера - ций реагентной обработки висмутистого свинца . Обезмеживание и щелочное смягчение позволят получить Pb-Bi- сплав , пригодный для переработки пироэлектрометаллургическим способом . Для цитирования : Переработка висмутистых окислов / А . А . Королев , С . В . Сергейченко , К . Л . Тимофеев , Г . И . Мальцев , Р . С . Воинков // Обработка металлов ( технология , оборудование , инструменты ). – 2021. – Т . 23, № 3. – С . 155–165. – DOI: 10.17212/1994-6309-2021-23.3-155-165. ______ * Адрес для переписки Мальцев Геннадий Иванович , д . т . н ., с . н . с . Акционерное общество « Уралэлектромедь », пр . Успенский , 1, 624091, г . Верхняя Пышма , Россия Тел .: 8 (922) 144-60-65, e-mail: mgi@elem.ru из промежуточных продуктов и производствен - ных отходов с получением товарных продуктов [1 ‒ 5]. Одной из стадий пирометаллургического рафинирования свинца чернового в филиале ПСЦМ АО « Уралэлектромедь » является очистка от висмута по способу Кролля – Беттертона пу - тем введения в расплав кальция и магния [6 ‒ 8]. Образующиеся висмутистые дроссы состава , %: 3…5 Bi, 80…85 Pb, перерабатывают плавлени - ем при температуре 500…600 ° С с добавлением