178999. lajstromszámú szabadalom • Eljárás rézötvözetek szennyezőinek eltávolítására
7 178999 8 — oxidja kémiailag reagál a szennyezők oxidjaival vagy azokat mechanikusan abszorbeálja, — a fürdő felszínére jutva könnyen oldódik a szintetikus salaktakaróban, elősegítve a szennyező oxidok eltávolítását, ül. feloldását. A segédötvöző szerepe még az is, hogy gátolja a rézötvözet legkevésbé nemes fémének, rendszerint a cinknek az oxidálódását. A cink oxidációja nemcsak azért káros, mert értékes fém kerül a salakba, hanem azért is, mert a szintetikus salaktakaróban 8—9%-nál nagyobb ZnO-tartalom esetén cinkszilikát képződhet, ami hátráltatja a cserebomlást, és a salakot viszkózussá teszi. Ebben az esetben a salaktakarót ki kell cserélni, ami csak igen szennyezett, tehát olcsó rézhulladék esetében fizetődik ki. A segédötvözőnek a fürdőben végbemenő oxidációja révén nagy felületű, kis fajsúlyú oxidok (Si02, A1203) képződnek, melyek a szennyezőkhöz kémiai vagy fizikai úton kötődve azokat gyorsan a felszínre úsztatják. A segédötvözőként használt A1 és Si kedvezően változtatják meg a rézötvözet fürdő felszínének felületi feszültségét, ezáltal akadályozzák a cink kilépését a fürdőből a gáztérbe, azaz csökkentik annak párolgását és így a cinkveszteséget. A Zn—Si—Fe—0 rendszer tanulmányozása alapján megállapítottuk, hogy a ZnO-tartalom növekedésével az Fe203-tartalom is nő, így a keletkező ZnO is elősegíti a vas elsalakulását mindaddig, amíg mennyisége a salakban 9% alatt marad. A segédötvöző, elsősorban annak Si-tartalma biztosítja, hogy a ZnO-tartalom a kívánt határ alatt maradjon. Vassal szennyezett ólmot is tartalmazó rézötvözetű fürdőben ólom egyáltalán nem kerül a salakba mindaddig, ameddig vas van a fürdőben. Ilyen esetben tehát elegendő a vas eltávozását figyelemmel kísérni, mert a többi szennyező ugyanezen időn belül eltávozik. A rézalapú hulladékok minél teljesebb körű feldolgozásához, az ötvözetekben levő értékes fémek minél nagyobb részének kinyeréséhez igen nagy gazdasági érdek fűződik, mert a hulladék-visszadolgozás energiaszükséglete egytizede annak, amire bányászott ércekből kiindulva van szükség egy adott rézötvözet készítéséhez. Az energiahiány annál kisebb, minél kevesebb művelettel tudunk a kívánt ötvözetig visszajutni. Legkisebb az energiahiány akkor, amikor az ötvözet a szennyezők eltávolítása után egy vagy két olvasztással az eredeti célra ismét felhasználható. Nagyobb az energiahiány, ha a szennyezők miatt az ötvözet alkotóit szét kell választani. Ezek közül egyesek, mint pl. a Zn, Pb és Sn nem fém alakban, hanem oxid alakban vannak jelen a szétválasztás után, így redukálásukhoz többletenergia-felhasználásra van szükség. A hagyományos technológiát, vagyis az aknáskemencében és konverterben való feldolgozást — az újabban elért, korszerűsítő eredmények ellenére — a nagy fémveszteségek jellemzik, mert az ötvözetet oxid alakból teli visszaredukálni, tisztítani, esetleg elektrolizálni, a réz alapfémet legalább háromszor (aknáskemence, konverter, lángkemence) kell olvasztani, majd elektrolizálni, és ezután ötvözés céljából ismét felolvasztani. Ezzel szemben a találmány szerinti eljárás foganatosítása esetén általában csupán egy olvasztásra van szükség az eredeti ötvözet visszanyeréséhez, és csak nagyon szennyezett hulladékok esetében kell kétszeri kezelést alkalmazni. A találmány szerinti eljárás további főbb előnyeit az alábbiakban foglaljuk össze: a) Lehetővé teszi bármilyen rézötvözet megtisztítását a szennyezőktől az értékes alkotók kis vesztesége mellett. Korábban csak a tisztább hulladékokat lehetett közvetlenül beadagolni ötvözetkészítéshez. A szennyezettebb hulladékokat aknás kemencébe adagolták, ahol azokból feketeréz készült, a feketerezet konverterben finomították tovább, majd lángkemencében anódot, ebből elektrolízissel katódot készítettek. A finomítás folyamán az ötvözetnek csak a réztartalma hasznosult elsődlegesen, az ötvözök, mint az ón, ólom és cink részben a szállóporba, részben a salakba kerültek. A szállópor rendszerint keverve tartalmazta az ón, ólom és cink oxidját, amelyekből a fémeket csak hosszadalmas és költséges technológiával, nedves és tűzi kohászati eljárások kombinációjával tudták előállítani. Az ismert eljárásoknál a rézkihozatal még többszöri visszadolgozás esetén is csupán 92,5—94,5%, tehát a réztartalom 5,5—7,5%-a véglegesen elvész. Ugyanakkor a cink-kihozatal 70%, az ónkihozatal csupán 40—50%, vagyis ezekből az értékes ötvözőkből a veszteség még nagyobb, mint a rézből. A feldolgozási technológia is rendkívül energiaigényes volt. Ezzel szemben a találmány szerinti eljárással az értékes fémekre vonatkoztatott 94—96%-os fémkihozatal mellett lehet az eredeti ötvözetet visszanyerni. b) Energiafogyasztása közelítőleg megegyezik a régi technológia utolsó műveletének, az átolvasztásnak az energiafogyasztásával, tehát megtakarítjuk az aknáskemence, a konverter, az anód- és katódgyártás teljes költségét. A szintetikus salaktakaró és a segédötvöző összköltsége a régi eljárás költségeinek csupán 1—2%-át teszi ki. c) A legtöbb üzemben sokfajta rézötvözetet olvasztanak. Az olvasztásnál az oxidáció elleni védelemhez, esetleg a részleges tisztításhoz — elsősorban az alumínium-eltávolításhoz — sokfajta sótakarót alkalmaztak. A sótakarók igen különböző össztételűek voltak aszerint, hogy milyen ötvözetekhez használták azokat, így egy üzemben sokféle sótakarót kellett készenlétben tartani. Ezeket a sótakarókat gyakran nem az olvasztást végző üzem készítette, hanem a kohászati üzemek sótakaró-gyártásra berendezkedett cégektől külföldről, Angliából vagy Ausztriából vásárolták a szükséges kész sótakarókat. A találmány szerinti eljárás alkalmazása esetén csak néhány szintetikus salaktakaró szükséges egy-egy üzemben, amelyeket az olvasztást végző üzemen belül lehet előállítani, a legegyszerűbb esetben mérleg és lapát, gépesítve pedig mérleg és kolleqárat segítségével. d) Az eljárás igen alkalmas arra, hogy amortizációs hulladékokból és forgácsokból ismét az ere5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
