7.11 Схема рафинирования олова пирометаллургическим способом

Выбор схемы рафинирования олова зависит от состава чернового металла и требований, предъявляемых к товарному олову.

Последовательное удаление примесей: железа, меди, мышьяка, сурьмы, свинца и висмута с получением металла высокой чистоты пирометаллургическими способами применяется только в Советском Союзе. Заводы других стран работают по сокращенным схемам либо пользуются для очистки олова электролизом. Ниже приводится описание одного из вариантов схемы полного-рафинирования олова.

Все операции этой схемы проводятся последовательно в одном котле, режим работы которого зависит от состава чернового олова, так как повышение содержания той или иной примеси увеличивает время, необходимое для ее удаления.

Продолжительность отдельных операций зависит также от требуемых пределов очистки.

При рафинировании чернового олова с получением металла марок Ш и О4 удаления сурьмы и висмута обычно не требуется, поэтому продолжительность процесса рафинирования сокращается до 26—28 ч.

Металл разливают в изложницы емкостью 24—25 кг на прямолинейной разливочной машине.

Олово разливают летом при температуре 330° С, а зимой при 360° С. Температуру при розливе контролируют термопарой, перегрев металла не допускается.

Изложницы перед розливом очищают от пыли, положение их должно быть строго горизонтальным. Образуемые при розливе поверхностные пленки снимают деревянными скребками. Застывшие чушки очищают рашпилем от заусенцев и неровностей.

Прямое извлечение олова в марочный металл при рафинировании составляет 87—88%, остальная часть, извлекается из оборотов.

8 Производство свинца

8.1 Введение

Низкая механическая прочность и высокая ползучесть свинца ограничивают области его применения как конструкционного материала.

Свинец широко применяется при изготовлении пластин аккумуляторов, при производстве кабелей для покрытия их химически устойчивой и достаточно эластичной оболочкой. В химической промышленности и цветной металлургии свинец широко используется для защитных покрытий химической и электрохимической аппаратуры, в частности внутренних поверхностей башен при производстве серной кислоты, травильных и электролитических ванн и др. Значительное количество оксида свинца используется в народном хозяйстве при производстве красок и хрусталя. Как хороший поглотитель различного вида излучений свинец находит широкое применение в атомной энергетике и рентгенотехнике.

Помимо чистого свинца, широко применяемся сплавы на его основе — антифрикционные, типографские и припои.

8.2 Руды и концентраты

Самородный свинец в природе не найден.

Монометаллические свинцовые руды встречаются очень редко. Наибольшее распространение имеют свинцово-цинковые руды, реже встречаются медно-свинцовые. Часто руды, кроме свинца и цинка, содержат медь, золото, серебро, кадмий и другие металлы. Такие руды называются полиметаллическими.

Кадмий часто присутствует в полиметаллических рудах в виде минерала гренокита CdS. Но во многих случаях кадмий находится в цинковой обманке в виде тончайшей механической или изоморфной примеси сульфида.

Железо и избыток серы, не связанный c сульфидами цветных металлов, нередко присутствуют в полиметаллических рудах в виде пирита.

Сурьма присутствует в полиметаллических рудах в форме комплексных сульфоантимонитов свинца и серебра (бурнонит, буланжерит, пираргирит).

Мышьяк входит в состав комплексных сульфоарсенитов свинца и серебра и арсенитов свинца (миметезит, бэдантит). В рудах некоторых полиметаллических месторождений мышьяк присутствует в форме арсенопиритов.

Руды классифицируют: на 1) сернистые или сульфидные руды, в которых свинец и цинк содержатся в сульфидной форме, и 2) окисленные руды, содержащие окислы металлов. Наиболее распространены в природе сульфидные руды, в которых свинец находится главным образам в виде галенита (свинцового блеска) PbS, а цинк — в виде цинковой обманки (сфалерита) ZnS.

В окисленных рудах свинец находится обычно в виде церуссита РbСО₃, а цинк — в виде смитсонита ZnCO₃ и каламина H₂Zn₂SiO₅.Окисленные руды называют карбонатными.

К свинцовым концентратам, перерабатываемым на современных заводах, предъявляются жесткие требования: содержание свинца должно быть не ниже 70 -75%.

Усредненный состав свинцовых концентратов, %: 70 Pb, 0.25 Cu, 3.13 Zn, 15.53 S, 5.9 SiO₂, 0.32 CaO, 3.2 Fe, 0.66 Al₂O₃.

Чем богаче свинцовый концентрат, тем выше извлечение свинца и тем меньше шихты требуется проплавить на 1 т получаемого металла. Если в концентрате содержится много меди, то потери свинца при плавке значительно повышаются.

Цинк, содержащийся в свинцовых концентратах, отрицательно влияет на извлечение свинца, хотя и не так значительно, как медь.

В тех случаях, когда в концентратах содержатся в повышенных количествах одновременно медь и цинк, их отрицательное влияние усиливается.

Висмут не оказывает вредного действия ни на обжиг, ни на плавку. Из концентрата он почти полностью переходит в черновой свинец.