Тигельная плавка руд III класса
Лекция 10. Тигельная плавка руд III класса
План
1. Особенности тигельного плавления руд III класса.
2. Расчет исхода флюсов и требуемого количества восстановителя
Особенности тигельного плавления руд III класса
Руды этого класса содержат высшие оксиды железа (Fе2О3; Fе3О4) и марганца. Что бы эти оксиды могли войти в состав шлака, их необходимо восстановить до оксида железа (II).
Присутствие высших осидов железа и марганца обусловливает окислительную способность анализируемого вещества, что видно из следующих реакций:
Fе2О3 + С = 2FеО + СО;
Fе3О4 + С = 3FеО + СО;
Рекомендуемые материалы
Рb + Fе2О3 = РbО + 2FеО;
Рb + Fе3О4 = РbО + 3FеО;
Рb + МnО2 = РbО + МnО.
Если бы шихта, приготовленная для этих руд, содержала только обычное количество восстановителя, то оно было бы полностью израсходовано для восстановления оксидов и на получение свинцового сплава не хватило бы восстановителя. Поэтому перед плавкой руд этого класса ставят предварительную пробу для определения окислительной способности руды. Анализ руд и огарков ведут таким же способом, как и для руд I класса с добавлением требуемого избытка восстановителя.
Иногда при плавке окисленных руд и огарков вследствие неполного восстановления высших оксидов до низших получаются железистые шлаки, значительно затрудняющие плавку. Один из основных факторов вызывающих потерю металлического свинца, а с ним и благородных металлов, - большая вязкость шлаков, содержащих оксид железа (III). Переход оксида железа (III) в шлак способствует удержанию в нем металла в виде мелких корольков. Для предупреждения потерь благородных металлов оксид железа (III) должен быть восстановлена до оксида железа (II).
Плавка руд и продуктов, содержащих большие количества оксида железа (III) и оксида хрома (III)
Наличие в опробуемом материале больших количеств оксида железа (III) и оксида хрома (III) приводит к получению заниженных результатов при определении золота и серебра, что вызывается тугоплавкостью этих соединений. Повышенная вязкость шлаков замедляет осаждение, как капель расплавленного свинца, так и частиц золота, которые не успевают собраться в общий свинцовый сплав. Кроме того, свободные оксиды железа и хрома вызывают эмульгацию расплавленного свинца, вследствие чего за время плавки он не успевает осесть на дно тигля.
Для получения надежных результатов рекомендуется удалять оксида железа (III) растворением в соляной кислоте в присутствии хлорида олова (II) и остаток анализировать обычным пробирным методом. Можно также проводить плавку с предварительной сульфатизацией или плавку на железонатриевый шлак. При наличии оксида хрома (III) навеску следует обрабатывать царской водкой с последующим осаждением золота из растворов и определением его пробирным путем.
Расчет исхода флюсов и требуемого количества восстановителя
Руды этого типа не содержат сульфидов при наличии в них высших оксидов железа (Fе2О3 и Fe3O4) и марганца (МnО2), являющихся сильными окислителями. Чтобы получить шлак, необходимо провести предварительное восстановление указанных высших оксидов до низших (FeO и МnO). При подготовке к плавлению материалов III класса проводят расчет исхода флюсов и требуемого количества восстановителя для подавления окислительной способности компонентов навески материала и восстановления заданной массы свинцового сплава. Перед расчетом шлакования с учетом действия восстановителя по переводу высших оксидов железа и марганца в низшие корректируют состав исходного материала в направлении: Fе2О3 > 2FeO; Fе3О4 > 3FeO; MnO2 > MnO. Учитывая высокое содержание в шлаках данной плавки оксидов железа при наличии некоторого количества высших оксидов за счет их неполного восстановления (что влечет за собой получение вязких шлаков), в данную плавку необходимо вводить буру в количестве от 10 до 12 % от массы навески. Расчет процесса шлакования в данном виде плавления ничем не отличается от ранее рассмотренных случаев при рекомендуемой кислотности шлаков К = 0,5-1,0.
Для расчета требуемой загрузки восстановителя предварительно сводят специальную плавку для определения окислительной способности (ОС) проплавляемого материала. Для этого предварительное плавление ведут по следующей стандартной шихте: глет – 60 г; сода – 10 г; бура – 5 г; кремнезем – 5 г; навеска материала – 10 г.
К этой шихте добавляют активированный уголь в количестве А, чуть большем величины В, которое необходимо для восстановления содержащихся в 10-граммовой навеске материала высших оксидов железа и марганца по реакциям:
2Fе2О3 + С = 4FeO + СО2;
2Fе3O4 + С = 6FeO + СО2;
2МnО2 + С = 2МnО + СО2.
Итого сумма углерода = В.
Поскольку в шихту задается количество восстановителя больше, чем его необходимо для восстановления природного окислителя в навеске материала, избыток углерода (А-В) пойдет на восстановление свинца из глета. Поэтому после этой плавки обязательно появится свинцовый сплав. Этот свинец после остывания продуктов плавки отбивают от шлака, проковывают и взвешивают (обозначим полученную массу свинца через M1). Далее рассчитывают, сколько граммов свинца было бы получено, если бы материал в проведенном плавлении не обладал окислительной способностью. Эту массу свинца обозначим через М2. Расчет ведут на основе реакции:
2РbО + С = 2Рb + СО2;
ОС анализируемого материала определяется следующим образом:
ОСматер = (М2 – M1)10 г Рb.
Требуемый расход активированного угля при плавлении рассматриваемого материала составит:
Мугля = (OCматер ·P + 28 - 4)/ВСугля,
Лекция "2 Понятия и категории статистического наблюдения" также может быть Вам полезна.
где Мугля – требуемая загрузка угля в шихту, г;
ОСматер – окислительная способность материала, г Рb/г материала;
Р – навеска материала на плавление, г;
28 – принятый выход свинцового сплава, г;
4 – восстановительная способность бумажного пакета, г Рb; ВСугля – восстановительная способность угля, г Pb/г угля.
Контрольные вопросы:
- Какие компоненты содержат руды III класса?
- Почему оксиды железа, хрома, марганца мешают проведению плавки?
- Как рассчитывают окислительную способность руды?
