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

содержании его в .газовой смеси заряд капли штейна определяется пе­ реходом железа из шлака в штейн:

Femi, Fe2+ -f- 2e.

При малом же содержании СО2 имеем обратную картину.

В высокожелезистом шлаке (см. рис. 49, кривая 2), по-видимому, имеет место только переход железа из шлака в штейн независимо от

•соотношения СО и СО2 в газовой фазе.

опыты по отстаиванию шлака Карсакпайского медеплавильного заво­ да при температуре 1300° с добавкой к нему 20% окиси кальция и без нее. Для этого использовали графитовые тигли (рис. 51), стенки кото­ рых изолировали от расплава шлака фарфоровой трубкой.

Приведенные в таблице 8 результаты по отстаиванию шлака без добавки к нему окиси кальция свидетельствуют о невозможности сни­ жения содержания в нем меди независимо от длительности опыта. Разница между исходным содержанием меди в шлаке (0,7%) и содер­ жанием в полученном шлаке после опыта очень мала. Эта же законо­ мерность наблюдается для свинца и цинка. При добавлении к шлаку 20% окиси кальция получено значительное снижение в нем содержа­ ния меди (до 0,2—0,3%).

По-видимому, времени для полного отстаивания и в этом случае недостаточно. Поэтому нами была сделана попытка увеличить скорость осаждения частиц штейна путем увеличения электропроводности шла­ ка посредством добывки 2% сульфида после его расплавления.

123

Проведенные опыты показали лучшие результаты по остаточному содержанию в нем ценных металлов, особенно меди (см. табл. 8). В этом случае штейны получались относительно бедные медью (22— 24%) и богатые свинцом (3,4—4,8%).

В связи с тем, что в настоящее время почти все предложенные ме­ тоды по переработке шлаков основаны на применении электротермии, целесообразно заменить питание электропечи

меди, но и меди, начиная с плотности тока 0,5 а/см2. Снижение содержания меди в штейне до 40% путем ввода пирита практически полностью прекращало ее растворение при той же плотности тока. Поэтому небольшая добавка к шлаку пирита при осаждении частиц штейна под действием постоянного тока резко уменьшит или полностью прекратит анодное растворение меди из. осевшего на подину штейна.

Систематические опыты по отстаиванию шлака с наложением по­ стоянного тока проводили в тиглях (см. рис. 51). Ток к шлаку подво­ дили с помощью нихромового токоподвода 2 и графитового электро­ да 3, опускаемого в шлак сверху. Напряжение на ванне составляло

124

40—45 6, сила тока 5 а, а плотность тока, рассчитанная по сечению тигля, не превышала 0,4—0,45 а/см2.

Для сравнения проводились опыты с наложением на ячейку пе­ ременного тока и постоянного в обратном направлении от принятого (табл. 9). Данные показывают, что при наложении на ячейку перемен­ ного тока, а также постоянного в обратном направлении и тех же па­ раметров, снижение содержания меди, свинца и цинка в шлаке оказа­ лось менее значительным, чем при наложении постоянного тока, когда

Т аблица 10

Содержание свинца, меди и цинка в шлаке и в полученном штейне после отстаивания

(продолжительность 1 час, t 1300°)

Сдобавлением

подина служила анодом. По-видимому, при наложении на ячейку пе­ ременного тока возникающие конвективные потоки шлака ухудшали отстаивание, а при постоянном токе, когда подина служила катодом, затруднялось осаждение частиц штейна в результате их противопо­ ложного движения, вызванного действием тока. Почти полное осаж­ дение меди из шлака было и при простом отстаивании, однако содер­ жание в штейне свинца и цинка оставалось высоким.

Наименьшее количество свинца в штейне при наложении постоян­ ного тока, когда подина служит анодом. Очевидно, при протекании тока свинец и железо растворялись из штейна с последующим восста­ новлением и улетучиванием свинца на катоде (см. табл. 9).

Таким образом, опыты доказали целесообразность использования постоянного тока для достаточно полного извлечения из шлаков меди в богатый штейн, а свинца и цинка — в возгоны.

Для выявления оптимального количества вводимой в шлак окиси кальция проводились опыты с добавлением к нему 5, 10 и 15% СаО и 2% FeS2, подина служила анодом, плотность тока 0,4 а/см2(табл. 10).

125

ценных металлов, следует считать 20 %.

С целью установления возможности сокращения времени отстаи­ вания были проведены опыты с оптимальным количеством добавок в течение 15, 30, 60 и 120 мин. Подина тигля, как и в предыдущих опытах, служила анодом, плотность тока поддерживалась в пределах

0,38—0,4 а/см2(табл. 11).

Т аблица 11

Содержание меди, свинца и цинка в шлаке и в полученном штейне после отстаивания

Данные показывают, что за 15 и 30 мин медь из шлака почти пол­ ностью отстаивается, но снижение содержания в нем свинца и цинка невелико. Увеличение продолжительности опыта до двух часов позво­ ляет практически полностью осадить медь, как и в опытах при мень­ шем времени отстаивания, а также отогнать в возгоны свинец (до 0,1—0,07%) и цинк (до 0,02—0,05%). При этом содержание свин­ ца в штейне также снижается до 1,3%.

126

«Циклонно-электротермические способы переработки медного и полиметаллического сырья». Алма-Ата, 1968.

6. О н а е в И. А., К о ж а х м е т о в С. М. Некоторые особенности теории и перспективы применения циклонного процесса в цветной металлург™. В сб.: «Энер­ готехнологические циклонные, комбинированные и комплексные процессы», ч. II.

М., 1972.

7.Ш а X н о в с к и й М. А. Плавка медных сульфидных концентратов на кис­

стехиометрических и тепловых расчетов при кислородной плавке медных сульфид­ ных концентратов. «Цветные металлы», 1963, № 10.

13. Е г о р о в Ф. Г., Б о ч к а р е в Л. М., Б ы х о в с к и й Ю . А. Некоторые тер­ мохимические закономерности и стехиометрические соотношения процесса плавки медных сульфидных концентратов с кислородом. В сб.: «Металлургия цветных ме­ таллов и методы анализа». М., 1965.

Термодинамические исследования в области цветной металлургии. В сб.: «Обзор фи­ зико-химических и теоретических работ по цветной металлургии». М.— Л., 1937.

М., 1933.

25.A s h e r o f t E . А. — «Trans. Electrochem. Soc.», 1953, 63, 23.

127