4. Производство вторичного свинца и сплавов на его основе

Лом, кусковые отходы и стружка свинца и свинцовых сплавов подразделяются на 4 класса: А, АЛ, Б, Г. Класс А (лом и кусковые отходы) подразделяется на 4 группы. Лом и отходы свинцовых аккумуляторов выделены в отдельный класс АЛ, имеющий одну группу и 6 сортов. Класс Б (стружка свинца и его сплав) имеет 2 группы. Класс Г – прочие отходы.

Спецификой вторичного свинецсодержащего сырья является то, что в нем очень большая доля амортизационного лома (около 80%, а в том числе доля аккумуляторного лома около 75%). В среднем аккумуляторные батареи содержат около 62% Pb и Sb. Остальные 38% - это материал корпусов, крышек, сепараторов, а также сера и кислород. В металлургическую переработку аккумуляторы поступают как в разделанном, так и в неразделанном виде.

Из другого вторичного свинецсодержащего сырья можно отметить лом освинцованных кабелей, лом и отходы баббитов (антифрикционные сплавы). Мелкое несортное свинецсодержащее сырье: шламы газоочистных сооружений, тировые земли, пасты и т.д.).

Переработку вторичного свинецсодержащего сырья пирометаллургическим методом с целью получения свинца и сплавов на его основе осуществляют с использованием в качестве плавильных агрегатов: шахтных печей (наиболее распространенный агрегат), котлов, отражательных печей, короткобарабанных печей, электропечей.

Перед шахтной плавкой мелкое свинецсодержащее сырье подвергают агломерирующему обжигу на ленточных спекательных машинах. Топливо – горючие компоненты сырья и коксовая мелочь (2-2,5%).

В шихту шахтной восстановительной плавки входит: крупное сортное и несортное сырье, агломерат, флюсующие добавки (известняк, железная стружка) и кокс (8-12% от массы шихты). Печи могут быть в поперечном сечении круглые, овальные или прямоугольные с площадью сечения в области фурм 2-10м². Зоны в печи в слое шихты сверху вниз: подготовительная, восстановительная, плавильная, горн печи. Рассмотреть поведение отдельных составляющих шихты по мере опускания сверху вниз.

Продукты шахтной плавки: черновой свинец, шлак, штейн, пыль, газы. Выход чернового свинца 50-55%, шлака 35-40%. Черновой свинец содержит, %: 91-94 Pb; 2,5-5Sb; 0,8-1,2Cu; 0,1-1 Sn. Извлечение в него свинца 90-92%. Удельная производительность печи по шихте 50-60 т/м².сут.

Рафинирование чернового свинца от примесей осуществляют пирометаллургическим методом с получением либо сурьмянистого свинца, либо чистого свинца.

Производство баббитов

Свинцово-оловянные баббиты (БН1, БТ, Б16) содержат 13-17% Sb; 9-17% Sn, а также до 1-2% Cu, Cd, Ni, As, Fe. Их изготавливают из лома и отходов, подготовительных сплавов, лигатуры и первичных металлов. Для получения нужной марки баббита плавку шихты осуществляют в тигельной электропечи сопротивления. Процесс изготовления баббита состоит из двух основных операций загрузки и наводки. Загрузка – получение жидкой ванны из наиболее тугоплавких компонентов шихты (температура 680-730^оС), наводка – доведение сплава до заданного химического состава. Сплав БК разливают при 440-500^оС. Масса чушек баббита не более 22 кг.

Для производства кальциевых баббитов используют натриево-кальциевые лом и отходы, различные виды свинцового вторичного сырья, содержащие не более 0,3%  Sb. В промышленной практике применяют три способа получения кальциевого баббита: хлоридный (используют чаше всего) с использованием металлического кальция и электролизный.

Установка для получения кальциевого баббита хлоридным способом (рис.4) состоит из отражательной печи и двух котлов. Отражательная печь (площадь пода 1,5-2м², глубина ванны 0,1-0,15м) служит для расплавления и полного обезвоживания СаCl₂^.7H₂O. В верхнем котле расплавляют наиболее чистую по химическому составу шихту и весь первичный свинец. Этот металл выпускают при 350-370^оС в нижний котел, куда затем загружают требуемое количество натрия. После этого в полученный двойной сплав заливают из отражательной печи CaCl₂ (температура 820-850^оС) при интенсивном перемешивании. В результате реакции Na₂Pb₅ + CaCl₂  Pb₃Ca + 2NaCl + 2Pb получается тройной сплав Pb-Na-Ca.