W części teoretycznej publikacji dokonano analizy termodynamicznej czteroskładnikowego, dwufazowego układu Pb-Tl\PbCl2--TlCl. Analiza obejmowała wyznaczenie zależności współczynników aktywności składników roztworów dwuskładnikowych Pb-Tl i pseudo dwuskładnikowych roztworów PbCl2-TlCl od składu i temperatury. Ustalone związki pomiędzy współczynnikami aktywności składników roztworów a ich składem i temperaturą wykorzystano do wyznaczenia stanów równowagi w układzie Pb-Tl\PbCl2-TlCl. Na tej podstawie obliczano następnie wartość współczynnika podziału (Nernsta) i jego zależność od składu faz oraz temperatury. W dalszej części artykułu opracowano modele matematyczne, na podstawie których porównano dwie różne metody procesu ekstrakcji. W części eksperymentalnej artykułu przeprowadzono testy w skali laboratoryjnej pozwalające na ocenę kinetyki procesu ekstrakcji Tl z Pb oraz weryfikację wyników obliczeń uzyskanych na drodze analizy termodynamicznej.
EN
In the theoretical part of this paper, thermodynamic analysis of the four-component two-phase PbTl\PbCl2-TlCl system has been performed. The analysis included determination of the dependence of activity coefficients of the constituents of two-component Pb-Tl solutions and of pseudo-two-component PbCl2-TlCl solutions on the composition and temperature. The determined relationships between activity coefficients of the solution components and their composition and temperature were used to determine the equilibrium states for the Pb-Tl\PbCl2-TlCl system. Based on that, the value of the Nernst partition coefficient was found and its dependence on the phase composition and temperature has been determined. In the further part of the paper, mathematical models have been developed which were used to compare two different extraction methods. In the experimental part, laboratory-scale tests were performed in order to assess the kinetics of the process of Tl extraction from Pb and to verify results of calculations obtained by means of thermodynamic analysis.
Przedmiotem opracowania jest koncepcja modernizacji techniki i technologii procesu rafinacji ołowiu w HMN SZOPIENICE pod kątem poprawy efektywności oraz zwiększenia elastyczności w odniesieniu do poziomu zanieczyszczeń zawartych w przerabianym ołowiu surowym. Koncepcja technologii sformułowana została w sposób wariantowy w zależności od przyjętych rozwiązań w obszarze odzysku metali towarzyszących. Dokonano przeglądu aktualnego wyposażenia technicznego rafinerii i stosownie do wymogów proponowanej technologii oszacowano rodzaj i wysokość nakładów inwestycyjnych.
EN
The object of elaboration is the modernization of technics and technology of the lead rafination process in HMN SZOPIENICE SA from the point of view of improvement of the effectiveness and elasticity, regarding the level of contamination of the processed crude lead. The technological conception is formulated variantly, depending on the accepted solutions as to the recovery of the accompanying metals. The actual technical equipment of the rafinery has been revised and, according to the requirements of the proposed technology, the bight of the investment outlay and its kind has been evaluated.
Podstawowym celem pracy było rozpoznanie możliwości zastosowania iniekcji tlenu do rafinacji ołowiu surowego charakteryzującego się stosunkowo wysoką zawartością arsenu. Zakres pracy obejmował określenie szybkości procesu utleniania Sn, As i Sb oraz określenie podstawowych wskaźników techniczno-technologicznych procesu. Badania przeprowadzono w warunkach przemysłowych przy wykorzystaniu kotła rafinacyjnego o pojemności ok. 130 Mg ołowiu. Stwierdzono, że w stosowanej instalacji optymalne warunki procesu osiąga się w temperaturze ok. 600÷650 °C i ilości doprowadzonego tlenu 35÷40 Nm3/h. W tych warunkach średnia szybkość utleniania wynosi ok. 0,06 % mas. (Sn+As+Sb)/h, stopień wykorzystania tlenu kształtuje się na poziomie ok. 90 %, natomiast efektywny stopień wykorzystania tlenu ok. 30 %
EN
This work was aimed to check possibility of using oxygen injection for refining boulion lead with relatively high content of arsenic. The scope of work included determination of oxidation rate for Sn, As and Sb, and determination of basic technical and technological indices of the process. Tests were carried out under industrial conditions using refining tank of the capacity of about 130 Mg Pb. It was found that optimal process conditions for this installation are obtained at the temperature of about 600÷650 °C and at the oxygen flow rate of 35÷40 Nm3/h. Under these conditions, an average oxidation rate was ca 0.06 mass % of (Sn+As+Sb)/h, whereas oxygen consumption degree was at the level of 90 % and an effective oxygen consumption was about 30 %.
Przedmiotem opracowania jest uruchomiona w 1998 r. w HMN SZOPIENICE S.A. linia pilotowa przeznaczona do rafinacji utleniającej ołowiu gazem rafinującym o zróżnicowanej zawartości tlenu. W opracowaniu podano podstawowe elementy wchodzące w skład linii pilotowej. W postaci schematów przedstawiono konstrukcję aparatów stosowanych do iniekcji gazu rafinującego do ciekłego ołowiu oraz wyjaśniono zasadę ich działania. Opisano procedury stosowane w trakcie prowadzonych badań kinetyki utleniania Sn, As i Sb zawartych w ciekłym ołowiu. Przedstawiono wstępne wyniki eksperymentów.
EN
The object of elaboration is the pilot-line, set in motion in the year 1998 in HMN SZOPIENICE SA for oxidizing rafination of lead by means of refining gas of diversified oxygen-content. The elaboration contains the basic elements of the pilot-line. The diagrams present construction of the injectors for the refining gas into liquid lead and it is explained the principle of their operation. The procedures applied during study of the kinetics of oxidation of Sn, As and Sb, contained in liquid lead are described and the preliminary results of the experiments are shown.
Przedstawiono wyniki prac prowadzonych w HMN SZOPIENICE S.A. w kierunku nadania żużlom pochodzącym z procesu przerobu półproduktów procesu rafinacji ołowiu, postaci nadającej się do zastosowań przemysłowych lub bezpiecznego składowania. Badania prowadzono w skali przemysłowej w Krótkim Piecu Obrotowym przy wykorzystaniu instalacji pilotowej złożonej z systemu zgazowania tlenu oraz palnika typu tlen-gaz. W ramach prowadzonych badań testowano możliwość zastosowania nowych technologii przerobu wszystkich półproduktów procesu rafinacji ołowiu. Prezentowane są wyniki badań uzyskane w zakresie przerobu alkalicznych zgarów pochodzących z rafinacji końcowej ołowiu przy zastosowaniu nowego zestawu topników. Topniki dobrano w taki sposób, aby otrzymać tzw. żużel szklisty charakteryzujący się niskim stopniem wymywalności metali ciężkich. Na podstawie uzyskanych wyników można stwierdzić, że w stosowanych warunkach możliwe było otrzymywanie żużli szklistych zawierających ok. 0,5 % Pb i ok. 0,5 % Sb. Testy wymywalności przeprowadzone dla otrzymanych żużli wykazują, że jedynie poziom zawartości jonów Pb w roztworze, średnio biorąc, balansuje na granicy stężeń dopuszczalnych, natomiast dla pozostałych jonów jest znacznie niższy od przewidzianego normą.
EN
The authors present the results of the work which is conducted in HMN SZOPIENICE SA, for giving to the slag, from processing the intermediate products from rafination of lead, the form suitable for industrial application or for safe storage. The investigations were conducted in commercial scale, in a Short Rotary Furnace, making use of a pilot installation consisting of a gasmixer for oxygen and a burner of the oxygengas type. The applicability of new technologies for working all the intermediate products from the process of rafination of lead was tested within the investigations. The results gained in processing of the alkaline melting losses of the final rafining of lead, at application of a new set of fluxes, are presented. The fluxes were selected for getting a vitreous slag, characterized by a low degree of elution of heavy metals. It may be stated, on the basis of the obtained results, that, under applied conditions, it is possible winning of vitreous slags containing about 0,5 % Pb and about 0,5 % Sb. The tests of elution, made for the got slags, show that only the content of Pb in solution oscillates on the limit of the admitted concentrations, whereas the concentration of the other ions is considerably lower.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.