Способ переработки сплавов меди и цинка (латуни)

Патент № 328

Авторы патента

Патент № 328 «Способ переработки сплавов меди и цинка (латуни)» входит в следующие категории:

 

«» юв

t .> ° ... тока 1 L2 л

1ь № 328 а Ф, (" /,Р /

EHT НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАН ИЕ способа переработки сплавов меди и цинка (латуни).

К патенту Н. П. Смирнова, заявленному 20 января 1922 года (заяв. cBHjl,. М 75228).

0 выдаче патента опубликовано 30 мая 1925 года. Действие патента распространяется на 15 лет от 15 сентября 1924 года.

ПРИМЕР.

Предлагаемый способ имеет целью 1 переработку всякого вида отбросов ла- туни на цементную медь и хлористый ц,инк.

Сущность способа заключается в сле- дующем: отбросы сплава и латуни, напр., стружки, обрез, лом и другие, материалы, остающиеся при обработке металла, зола и шлаки, получаемые от переплавки латуни на латуннопрокатных, заводах, после предварительной сорти- ровки переплавляются и гранулируются, I а затем просеиваются через сита и окисляются в пламенных печах. Оки- ( сленные металлы растворяются в соля- ной кислоте и переводятся в хлориды, (Си Cl u Zrz С1а); растворы хлоридов кипятятся и обрабатываются при помощи лома латуни или гранулированного латунного сплава. Двухлористая медь (Си Cl ) переходит в полухлористую, медь (Сия Cl,), выпадаюшую в виде осадка, а в растворе остается хлористый цинк; последний отделяется от осадков, сгущается до желаемой концентрации, I и выпускается готовым продуктом.

В полухлористую медь вводится мел- I кий отсев гранулированной латуни или: стружки, которая действием содержа- шегося в ней Z» при самонагревании восстанавливает Сп.,С!» в Си; в осадке получается цементная медь, а в растворе хлористый цинк, который также идет на сгущение. Цементная медь отделяется от осадков, окисляется в См 0 и превращается в CrrS0, . 5H,О обыкновенным путем, или же, по требованию рынка, может быть переплавлена в красную штыковую медь. а) Cop»rrrporrrcn.шиа.r.rrr÷ñoкого сьфья.

Латунь, предназначенная для переработки, большей частью представляет собой смесь латуни и бронзы. Бронзовое литье, поддающееся ручной сортировке, а также литье с малым содержанием цинка, отделяется и поступает отдельно в переплавку и гранулирование. Латунь с содержанием цинка от

30 до 40О., также отделяется и гранулируется особо. Полученные сортировкой основного сырья два материала получают следующие назначения в процессе: 1) бронза — (с малым содержанием пинка) в гранулированном виде поступает в печи для окисления, 2) латунь — с содержанием цинка 30 — 40% на восстановление. б) Сгггггужгса, состоящая из сплавов латуни с некоторой примесью бронзы (случайно примешанной), подвергается измельчению на бегунах, сортируется через сито (5 — 6 отверстий на кв. см.) и получаемый мелкий отсев, после предварительной промывки слабой серной ! кислотой (для удаления встречающегося железа и др. примесей) и отмывки на- чисто горячей водой, поступает на восстановление; крупный же отсев с сита— на переплавку и гранулирование.

I в) Зола и 222.22глн от переплавок ла- I туни, получаемые с латунно-прокатных заводов, предварительно высушенные на чугунных плитах, просеиваюгся че- рез сито (отверстие 1 кв. мил.); мелкий, отсев иоступает в печи для полного окисления и сжигания летучих веществ, а крупный поступает на бегуны для измельчения, где посторонние примеси и окисленные металлы оольшей частью раздробляются; полученная смолотая !, масса снова просеивается; отсев мелкий поступает в печи для окисления, а крупный — после обработки слабо со- I ляной кислотой и промывки водой -- на переплавку и гранулирование.

Шлаки и зола, отсеянные через сито,, дают отсевов крупного 50 % и мелкого

50%, !

ГфСгН . l llp082772!l8 С12.:2С28Сг.

Латунь сплавляется в обыкновенных тигельных печах; при сплавлении стре-1 мятся достигнуть наименьшего процента выгарки цинка. Самая операция гра- i нулирования производится в особо устроенном глухом ящике с отводной трубой для выхода пара. Ящик дере- вянный, стянутый болтами, частью за- i полненный водою . В боковой стенке, вверху, устроена труба, на конце кото- рой приделан распылитель. Распыление получается при посредстве пара или воды от компрессора при давлении

4 — 6 атм. Расплавленный сплав латуни из тигля выливается струей в отверстие,, ! устроенное наверху ящика; струя сливаемого сплава попадает на струю от распылителя и этим путеч гранулировка достигает вполне удовлетворительных результатов в счысле величины зерна.

Полученная масса гранулированной латуни сортируется через сига (отверстие

1 кв. мил.); крупный отсев и случайные слитки поступают вновь на переплавку, 01022С.:2ЕН27Е .

Гранулированный сплав, отсевы стружки, зола и шлаки окисляются в пламенных печах по отдельности. Топливом может служить как нефть, так и дрова; в последнем случае пользуются шахтío,i топкой с дооавочным подогретым воздухом от печи, который вводится через каналы в пороги печи и служит окислителем в процессе окалки. Исходящие газы печи идут вниз под рабочую площадку, где частично отдают свою теплоту и, по пути к дымовой трубе, могут бьггь утилизированы или для сушки материалов (зола, шлаки), или же для упаривания верхним огнем особых растворов от производства в гренах; в последнем случае достигается улавливание пыли и паров цинка из печных газов. Температура в печи при окислении 750 †8 С. Окисление металлов доводят до конца.

Рс207128017ен11е 01021с.геннь(х Ягегн(2-2.208.

Растворение окисленных металлов в соляной кислоте производят в гранитных заторниках при нагревании острым паром и постоянном перемешивании.

Гранитный заторник, объемом до 5 сbm., делается нз плит, собранных на газовой смоле, с резиновой прокладкой и стянутых железньгми связями. Над заторниками делаются вытяжки для паров, Подача окисленных металлов производится при помощи элеватора, перемешивание в заторе деревянными веслами, а подогрев растворов — острым паром через свинцовую трубу. Напуск соляной кислоты производится пз гончарных меринков через кран, по гончарному трубопроводу. Вода, необходимая для разбавления затора, поступает по трубам из напорного бака. . Слабые щелока от производства и промывные воды также пускаются для разбавления заторов из расположенных вблизи сборников, при помощи свинцовых инжекторов. Растворение окисей металлов в заторе протекает в присутствии избытка

10 — 15% Fl Cl и только под конец операции свободную соляную кислоту нейтрализуют некоторым избытком окисей металлов. Плотность раствора хпо-, ридов по окончании варки затора доводят до 28 — 30 Be при 70 — 80 С.; раствор должен быть нейтральным.

После непродолжительного отстоя (2 —

3 часа) из заторника спускается через, нижний патрубок в ящики (деревянные,, обтянутые свинцом) для охлаждения и отстаивания осадков, частично выпадающих полухлористой меди и свинца.

Для предохранения свинцового дна ящика от осадка полухлористой меди — . насыпается ровным слоем, толщиною, около l вершка, гранулированная ла-, тунь или стружка.

Приготовление заторов из золы и шлаков идет тем же путем, но полученным растворам хлоридов дают более длительный отстой и только чистыми,, спускают в ящики; в осадках, на дне . затора, остаются неизвлеченными часть меди и цинка, которые, по мере нако- пления, обрабатываются при кипячении, и перемешивании с некоторым избыт- ком соляной кислоты и при кипячении же спускаются в деревянные чаны.

Чаны устраиваются из дубового леса с двойным дном и фильтром. Из чанов через патрубок щелок спускается, в сборник, а оставшаяся грязь промывается водой. (Полученпе по.ll ллорнстой ледп.

Вполне отстоявшиеся растворы хло-! ридов накачиваются из ящиков при; помощи свинцовых сифонов, через сбор- ник, в деревянные чаны. Чаны устраи-, ваются из дубового леса, толщиною,, примерно, в 2 /> вершка и стягиваются железными обручами. Объем чанов от, 3 до 4 cbm., высотой не более 1 метра.;

Растворы хлоридов при помощи острого пара через свинцовую трубу нагреваются до кипячения и в них задается небольшими частями гранулированная латунь или стружка; при перемешивании рас- твор, до этого синего цвета содержащий СпС1, и ZnCl осветляется и де- лается прозрачным, так как Zn, содер- жащийся в задаваемой латуни, восста- навливает Сп CI- до Сп и дальше

СпС1.„соединяясь с Сп дает полухлористую медь Сп, С!а в виде осадка, а в растворе остается Zn С1 . Осветленный раствор опускается в отстойники (деревянные ящики, обтянутые свинцом, на дне которых насыпается слой гранулированной латуни или стружки); на оставшийся осадок накачивается свежий раствор хлоридов, добавляется сплав и при кипячении и перемешивании обрабатывается так же. По мере накопления осадка, который главным образом содержит полухлористую медь и некоторое количество металлической меди, его вынимают из чана для дальнейшей обработки.

Получение цс.вен иной мсдп. — Восппановлснпе.

Только что полученный осадок от

1- го восстановления размельчают на деревянных дубовых вальцах и смешивают с гранулированной латунью или стружкой в деревянном барабане. Барабан представляет собой бочку из дубовых досок, укрепленную на осях, приделанных к уторам дниш; оси расположены диагонально оси бочки на подшипниках. Бочка вращается трансмиссией и содержимое ее хорошо перемешивается; при этом для загрузки и выгрузки массы в днищах бочки сделаны люки, закрывающиеся на стяжных болтах. После смешивания в бочке, масса высыпается в стоящий рядом деревянный чан из дубовых досок, у дна которого устроен патрубок с резиновым рукавом и зажимом, и слегка утрамбовывается. Вскоре после утрамбовки, через несколько минут, начинаетс реакция при самонагревании; температура повышается быстро и доходит до

140 †1 С. Быстрота реакций и повышение температуры зависит от чистоты смеси. С падением температуры до

110 — 120 С. в чан напускаются слабые щелока хлористого цинка, кипятятся паром, и такой неоднократной манипуляцией достигается выщелачивание хлористого цинка, полученного от реакции. Выщелачивание продолжается до тех пор, пока не сравняются концентрации промывных вод и свежих щелоков, после чего следует еще по- i, вторная промывка чистой водой, также при кипячении. Полученные первые ! растворы, более концентрированные, поступают на сгущение, а промывные воды последней операции, как сла. бые, — в сборник для разбивки затора.:

Цементная медь из чана поднимается на площадку, здесь при помощи струи воды, при перемешивании отмучиваются осадки не вполне прореагирующей полу- хлористой меди и др. примесей, все сточные воды собираются в чаны, где и отстаиваются; чистые воды идут на новую промывку цементной меди, а осадок, по мере накопления, — посту- пает на извлечение из него содержа- щихся металлов обыкновенным восста- новительным путем. Вполне промытая цементная медь поступает или на пере-! работку в медный купорос, или же на переплавку в штыковую красную медь.

1целока хлористого цинка, получаемые от 1-го и 2-го восстановления, смешиваются, пропускаются через фильтр, устроенный в ящике с двойным дном; фильтрующим материалом может слу- жить стружка латуни с небольшим количеством зерненого цинка, а за неиме- нием цинка, можно ограничиться одной лишь стружкой латуни. На фильтре отделяются осадки (частично с полу- хлористой меди). Добавка зерненого цинка к фильтрующему слою желательна потому, что неизбежно приходится иметь дело с сернокислыми солями меди в качестве примеси к раствору Zn Сl, i благодаря наличности свободной серной ( кислоты в употребленной для заторов

:-:àâoäñê0é соляной кислоты. Зернистый . ! цинк переводит соли меди в соли цин- i ка и, таким образом, устраняется воз-, можность потравки аппаратуры при сгущении хлористого цинка.

Сгуп саие ) псигво од .т. гофпсагого г инка.

Фильтрованные и отделенные от меди щелока поступают на уварку до желаемой концентрации. Сгущение ведется или в чугунных лодках с нижним нагревом, или в железных резервуарах, снабженных паровыми змеевиками; всего лучше сгущение вести в вакуум-аппаратах.

В хлористом цинке, получаемом при этом способе, содержится незначительная примесь сурьмы, олова, выражающаяся в десятых долях процента, благодаря которым раствор имеет коричневый цвет, но для целей консервирования дерева присутствие последних в незначительных количествах не имеет значения.

Сгущенный до 46 — 47" Be раствор с содержанием около 20% Ъг спускается в отстойники, откуда после отстоя сливается в железную или стеклянную посуду.

ПРЕДМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ.

Способ переработки сплавов меди и цинка (латуни) на хлористый цинк и цементную медь, отличающийся тем, что латунь в виде отбросов ее переработки, а также золу и шлаки, получаемые от ее переплавки, после сортировки, гранулировки и новой сортировки, окисляют в пламенных печах и растворяют в соляной кислоте, полученные хлористые металлы, хлористый цинк и хлорную медь, с помощью тех же отбросов латуни разделяют на раствор хлористого цинка, который сгущают до желаемой концентрации, и цементную медь.