Файл: Циклонная плавка. (Теоретические основы, технология и аппаратурное оформление).pdf

Таблица 8

Содержание меди, свинца и цинка в обедненном шлаке после отстаивания заводского шлака в контакте со штейном (продолжительность опыта 1 час, t 1300°)

Таблица 9

Содержание меди, свинца и цинка в шлаке в полученном штейне после отстаивания шлака Карсакпайского медеплавильного завода при добавке к нему

20% СаО и 2% FeS2 (продолжительность опыта 1 час, t 1300°)

лось поверхностное натяжение шлака, масса из лодочки растекалась во внутреннюю поверхность жаровой трубы. Особенно резко это было Еыражено при плавке железистых шлаков.

В первой серии опытов шлаки плавились в контакте с белым маттом в атмосфере сернистого газа. Как видно из рисунка 43 {кривые 1, 2, 3), ни в одном из шлаков, контактировавших с 'белым маттом,

107

содержание меди с ростом давления сернистого ангидрида в газовой фазе не повышается. Отмечается лишь различие по содержанию меди в шлаках. Так, например, в высокожелезистом шлаке 1 во всем ин­ тервале изменения Psos (от десятых долей до 40%) в газовой фазе концентрация меди в шлаке остается в пределах 0,35%. В высоко­ кремнеземистом шлаке 3 при том же изменении давления сернисто-

менно, но почти в два раза ниже ( —^0,18 %), чем в высокожелезистом, и в шлаке 2 — около 0,25 %.

108

газовой фазе от 3 до 40% сравнительно невелико (рис. 43, кривые б}, 9). Поэтому растворимость меди в форме сульфида меди в этом же пределе изменения Psoa должна оставаться одинаковой. Образо­ вание закиси меди в шлаке за счет окисления белого матта с ростом Psoj должно возрастать, однако этого не наблюдается в опытах.

Изложенное позволяет заключить, что медь в шлаках почти пол­ ностью присутствует в форме растворенного сульфида меди. Косвенно такой же вывод следует и из исследования системы C112S—SO2 [177].

Одновременно нужно отметить, что с ростом парциального дав­ ления сернистого ангидрида в газовой фазе наблюдается небольшое изменение содержания железа и меди в белом матте (см. рис. 43, кри­ вые 4—9). Эта зависимость особенно четко выражена при работе с высокожелезистым шлаком, контактирующим с сульфидом меди. Согласно рисунку 43 (кривые 4, 7), при сравнительно малых значени­ ях Pso. исходная концентрация меди в штейне снижается (с 78 до 70%), а концентрация железа растет (с 0,6 до 5,5%). Переход FeO из шлака в сульфид меди в таком количестве, по-видимому, исключен. Петрографическим анализом установлено присутствие в белом матте железа в форме FeS. Появление его в штейне объясняется взаимодей­ ствием FeO шлака с сульфидом меди по реакции

возможна, если учесть малое значение активности меди, растворяю­ щейся в штейне, и небольшую концентрацию сульфида железа по сравнению с C112S и FeO.

Со снижением концентрации закиси железа в шлаке (например, шлаки 2 и 3) эта реакция сдвигается влево.

Сувеличением Pso. концентрация железа в штейне уменьшается,

амеди — возрастает. Такое изменение состава штейна, очевидно, свя­ зано с его окислением. Возможны два пути взаимодействия сернисто­ го газа со штейном и шлаком. Первый из них относится к окислению сернистым газом закиси железа шлака при высокой ее активности:

Термодинамическая возможность протекания реакции (II) под­ тверждается отрицательным значением ее стандартного изобарного потенциала (—20 000 кал при t = 1250°). Во втором случае, когда актив­ ность закиси железа мала по сравнению с сульфидом железа, про­ исходит преимущественное окисление FeS, растворенного в штейне,

109