Рецензенты: докт. техн. наук С. И. Соболь и кольчугинский тех­никум по обработке цветных металлов 6 страница

Современные металлургические процессы получения цветных металлов и, тем более, процессы ближайшего бу­дущего должны удовлетворять по меньшей мере следую­щим основным требованиям:

1) высокая удельная производительность применяемых аппаратов;

2) высокая производительность труда (выпуск продук­ции на одного работника в количественном или стоимост­ном выражении);

3) высокая степень извлечения всех ценных составляю­щих;

4) высокая степень комплексности использования сырья;

5) минимальные энергетические затраты за счет исполь­зования внешних источников тепловой энергии или электри­чества;

6) максимальное использование вторичных энергоресур­сов;

7) обеспечение возможности комплексной механизации и автоматизации всех операций;

8) использование простой, дешевой, долговечной и удоб­ной в работе, пуске, наладке и ремонте аппаратуры;

9) обеспечение возможности создания непрерывных, по­точных, полностью автоматизированных технологических линий получения металлов;

10) обеспечение безопасных и безвредных условий тру­да и охраны окружающей природы.

Совершенствование существующих и создание новых технологий и аппаратов, максимально удовлетворяющих требованиям современности, возможно лишь при условии глубокого понимания структуры металлургического про­цесса и возможностей управлёния скоростями их протека­ния. Любой металлургический процесс представляет собой сложный комплекс последовательно и одновременно про­текающих физико-химических превращений и взаимодей­ствий — элементарных стадий.

По своему характеру физико-химические превращения и

взаимодействия в пирометаллургии представляют три группы явлений. ■

1. Превращения, связанные только с действием высоких температур. К ним относятся нагрев, сушка, термическая диссоциация, плавление и др.

2. Превращения, связанные с действием газовой фазы на твердые и жидкие вещества. Характер таких превраще­ний зависит от действия газовой среды. В окислительной атмосфере, содержащей кислород или другие окислители, происходят реакции окисления сульфидов, металлов, реак­ции горения углерода и т. п. Если среда будет иметь вос­становительный характер, т, е. когда в газовой фазе много оксида углерода или водорода, будут протекать реакции восстановления оксидов металлов, сульфатов, хжсида серы „ (S0₂) и т. д. Нейтральная атмосфера, когда в газовой фазе не содержится заметных количеств окислителей или воо становителей, не будет оказывать существенного влияния на перерабатываемые материалы.

3. Химические взаимодействия между присутствующими в перерабатываемых материалах компонентами.

Каждый металлургический процесс характеризуется собственной, отличающейся от других процессов, структу­рой. Знание структуры используемого процесса очень важ­но для металлургов, так как позволяет грамотно вести и управлять процессом, намечать пути его дальнейшего со­вершенствования или интенсификации.

Многообразие применяемых в цветной металлургии про­цессов не позволяет рассмотреть в данном разделе структу­ру каждого из них. Важнейшие металлургические процессы будут проанализированы с этих позиций при рассмотрении технологии получения конкретных металлов. Остановимся лишь на общей характеристике элементарных стадий наи­более сложного по своей структуре процесса металлурги­ческой плавки рудного сырья. Этот врд плавки включает следующие элементарные стадии:

1) нагрев и сушку перерабатываемых материалов;

2) термическую диссоциацию неустойчивых химических соединений;,

3) окисление сульфидов или восстановление оксидов (в зависимости от характера плавки);

4) расплавление легкоплавких компонентов с образова­нием первичных расплавов;

5) растворение более тугоплавких составляющих в пер­вичных расплавах с образованием штейна или чернового металла и шлака;

6) распределение ценных компонентов между продукта­ми плавки;

7) разделение жидких продуктов плавки.

Все перечисленные стадии рудной плавки идут с раз­личными скоростями и полнотой завершения. Самая мед­ленная из элементарных стадий будет в конечном итоге определять конечную суммарную скорость/ плавки, а сле­довательно, и конечную производительность применяемого агрегата.

Не вдаваясь в подробности, отметим, Что из числа эле­ментарных стадий плавки рудного сырь» наиболее медлен­ной будет последняя — разделение жидких продуктов плав­ки. Эту стадию, осуществляемую обычно отстаиванием, можно ускорить путем интенсивного перемешивания рас­плавов, чт'о приведет к увеличению удельной производитель­ности плавильной печи.

§ 4. Некоторые вопросы теории окислительио-восстаиовительных процессов

Изложенный выше материал позволяет сделать три обобщающих вывода, которые в первую очередь и требу­ют теоретического обсуждения:

. 1. Основными химическими соединениями цветных ме­таллов, поступающими в металлургическую переработку, являются сульфиды и оксиды (в свободном СОСТОЯНИИ или в форме карбонатов, гидроксидов, силикатов и т.д.).

2. В основе большинства используемых в цветной метал­лургии процессов и технологий лежат окислительно-восста­новительные взаимодействия.

3. Основным методом разделения получающихся в ме­таллургических процессах продуктов является отстаива­ние.

Поведение сульфидов и оксидов в процессе металлурги­ческой переработки в первую очередь определяется относи­тельной активностью входящих в их состав металлов и от­носительной прочностью этих соединений.

Прочность оксидов, сульфидов, карбонатов и других металлсодержащих соединений при различных температу­рах можно оценивать по изменению энергии Гиббса (изо­барно-изотермического потенциала)/или по величине упру­гости их диссоциации. Чем больше убыль энергии Гиббса (AGt) и чем меньше упругость диссоциации соединения, тем большим сродством к металлоиду обладает рассмат­риваемый металл и тем прочнее будет его соединение.

/ ■

Уравнение диссоциации металлических оксидов в общем виде имеет следующий вид:

2MeOJ2Me-f 0₂. (10)

Если металл и оксид представлены конденсированными фазами (твердой или жидкой), то константа равновесия этой реакции выражается одним парциальным давлением кислорода: К_Р=Ро_г-

При установившемся равновесии каждой заданной тем­пературе соответствует;вполне определенное давление кис­лорода, т. е. система имеет одну степень свободы. Это дав­ление кислорода является величиной, характерной для каждого оксида, и называется упругостью (давлением) дис­социации.

Устойчивость оксидов в реальных системах определяет­ся температурой и Парциальным давлением кислорода в окружающей газовой среде (ро_г) • Эта зависимость в общем виде представлена на рис. 34. Кривая упругости диссоциа-

Рис. 34. Температурная зависимость Рис. 35. Температурная зависи-

упругости диссоциации оксидов мость равновесной упругости

диссоциации оксидов

ции разделяет поле графика на две области. В области I парциальное давление кислорода в газовой фазе выще упругости диссоциации оксида. При этом условии оксид является устойчивым, а входящий в его состав металл будет окисляться (2Ме-^-0₂-^-2Ме0).

В области II упругость диссоциации оксида больше пар­циального давления кислорода в газовой фазе, поэтому ок­сид становится неустойчивым и разлагается.

Таким образом, в атмосфере воздуха с парциальным давлением кислорода (pi) 21 кПа диссоциация оксида бу­дет наблюдаться лишь при температурах выше При тем­пературах ниже Ti, очевидно, будет происходить окисление металла. В атмосфере почти чистого кислорода (р₂) диссо­циация оксида будет происходить при температурах выше

Ti-

Металлы, оксиды которых отличаются высокой упру­гостью диссоциации, на воздухе практически не окисляются ⁴ и называются благородными (золото, платина и др.). Не­благородные металлы в отличие от благородных обладают повышенной химической активностью. Их оксиды имеют низкую упругость диссоциации.

Если металл имеет несколько степеней окисления, то более высокой упругостью дисеоциации будет обладать ок­сид'с наибольшим относительным содержанием кислорода. Так, прочность оксидов железа будет уменьшаться в ряду FeO—Fe₃0₄ — Fe₂0₃l

На рис. 35 приведены кривые изменения упругости дис­социации ряда оксидов в зависимости от температуры. Как следует из графика, минимальную упругость диссоциации из приведенных оксидов имеет оксид кальция^ а максималь­ную — оксид серебра. Это означает, что наибольшим срод­ством к кислороду обладает кальций, а наименьшим — серебро.

Данные о температурной зависимости убыли энергии Гиббса химических реакций образования оксидов приведе­ны на рис. 36. Из рис. 36 также следует, что и по величине изменения энергии Гиббса наибольшее сродство к кисло­роду имеет кальций, а наименьшее — серебра. Наклон кри­вых на рис. 36 означает, что с повышением температуры устойчивость всех оксидов (кроме СО) падает. С прочно­стью оксидов металлов тесно связана их относительная восстановительная способность.

Пересечение линий СО и С0₂ при 710 °С означает, что ври i<710°C более энергичным восстановителем будет уг­лерод, если он окисляется до СО2, а при £>710°С больше­му химическому сродству отвечает его окисление до СО.

Выше линии 2С0ч±2С+0₂ лежит область карботермиче- ского восстановления (с помощью углеродистых восстанови­телей), а ниже — область металлотермии—восстановление одного металла другим с большим сродством к кислороду.

Карботермическое восстановление с помощью твердого углерода в металлургической практике называется прямым, а с использованием СО — косвенным.

Прямое восстановление имеет ограниченное значение в связи с несовершенством контакта между кусковыми мате­риалами. Главенствующую роль в реальных металлурги­ческих процессах играет газообразный оксид углерода (СО).

Тогда суммарный восстановительный процесс можно, представить следующей схемой:

(11)

Ме + СО = Ме + СО,

2С0

СОг + С ^: t_

—^— Ме + СО,

ме + С ■

(13)

Равновесие реакции.(12) при постоянном давлении оп­ределяется только температурой. Эта зависимость выража­ется кривой Будуара, изображенной на рис. 37. Согласно равновесной кривой’ реакции (12), при любой заданной температуре существует строгое соотношение между кон­центрациями СО и С0₂ и, наоборот, любой заданной кон­
центрации восстановителя в равновесных условиях отвеча­ет строго постоянная температура.

На рис. 37 приведены также равновесные составы газо­вой фазы для реакций восстановления ряда оксидов в за­висимости от температуры. В нижней части диаграммы располагаются оксиды металлов, имеющих малое сродство к кислороду (легко восстанавливающиеся оксиды), а в

Рис. 37. Температурная зависимость равновесных концентраций СО в смеси с С0₂ для реакций восстановления некоторых оксидов

верхней — оксиды металлов с повышенным сродством к кислороду (трудновосстановимые). Для восстановления не­прочных оксидов равновесное содержание СО в газовой фазе может не превышать нескольких процентов, тогда как восстановление, трудновосстановимщ оксидов возможно только газовой фазой, почти полностью состоящей из СО.

Относительная прочность другого важнейшего для цвет­ной металлургии типа химических соединений — сульфидов определяется сродством металлов к сере. Мерой такого сродства также являются упругость диссоциации сульфи­дов (рис. 38) и убыль свободной энергии Гиббса образова­ния сульфидов из элементов (рис. 39). Из рис. 38 и 39 следует, что наибольшим сродством к сере при температу­рах около 1200 °С обладают кальций, марганец, цинк и медь.

Во многих пирометаллургических процессах, использу­емых в цветной металлургии, имеют место химические взаимодействуя с участием сульфидов. Основными видами таких взаимодействий яляются окисление сульфидов кис­лородом и обменные реакции между сульфидами и окси­дами.

(14)

В общем виде окисление сульфидов описывается урав­нением

2MeS + ЗО_г^2МеО + 2SO_z.

При температурах большинства пирометаллургическиХ процессов убыль энергии Гиббса образования оксидов AG г выражается значительно более отрицательными ве­личинами, чем для сульфидов, т. е: при данной температу­ре сродство к кислороду у конкретного металла всегда вы-

Рис. 38. Температурная зависимость Рис. 39. Температурная зависимость Сульфидов* ^{УПРУГ0С}™ ^{ДИСС0цнацИИ} ДО» образования сульфидов

ше сродства к сере. По этой причине именно сродство к кислороду будет определять поведение отдельных сульфи­дов в окислительной атмосфере. В случае одновременного присутствия сульфидов нескольких металлов в первую оче­редь и преимущественно будет окисляться тот сульфид, при окислении которого образуется наиболее прочный оксид.

Этими же причинами объясняется характер обменного взаимодействия между сульфидами и оксидами по реакции

Ме’ О + Ме'Ъ^Ме' S + Ме" О. (15)

И в этом случае решающее значение оказывает разность В' величинах сродства Ме' и Ме" к кислороду, а не к сере.

Различия в сродстве к сере лежат также в основе из­бирательного сульфидирования некоторых металлов или их оксидов, например, при плавке окисленных никелевых руд на штейн или при рафинировании чернового свинца or меди.

§ 5. Отстаивание жидких продуктов пдавкц

Разделение взаимно нерастворимых продуктов метал­лургической переработки происходит за счет их расслаива­ния вследствие разницы в плотностях — ликвации. Ликва- ционные явления проявляются в осаждении в нижнюю часть многофазной системы более тяжелой фазы и всплывании более легкой. ' >

В первом приближении скорость расслаивания может быть описана формулой Стокса, выведенной для случая от­стаивания твердых частиц округлой формы в жидкости. Скорость оседания (всплывания) жидких капель в жид­кости может быть рассчитана с помощью той же формулы Стокса (левая часть уравнения) с поправками Адамара и Рибчинского

_р_ ² (Pi — р₂) '² g 3,Qli + т)₂) /₁₆\

9 Лг (3% + 2Л₂) ’

где v — скорость осаждения капли, м/с; g — ускорение си­лы тяжести, м/с²; pi и рг — соответственно плотность более тяжелой и более легкой фаз, кг/м³; r)i и г)₂ — вязкость бо­лее тяжелой и легкой фаз, Па-с; г — радиус капель, м.

Из уравнения (16) следует, что скорость расслаивания фаз прямо пропорциональна квадрату размера включений и разности плотностей взвешенных капель и среды и обрат­но пропорциональна вязкости среды.

Ускорению отстаивания будет способствовать увеличе­ние разности плотностей, размера включений и снижение вязкости.

При pi=p2 расслаивания не будет. Для его заметного протекания в практических условиях необходимо, чтобы' разность плотностей контактирующих фаз была не менее 1.

При осуществлении реальных металлургических про­цессов стремятся работать на сырье постоянного состава и при постоянной (мало изменяющейся) температуре. Оба этих условия обеспечивают примерное постоянство состава, плотностей, а также вязкости получающихся продуктов процесса.

Таким образом, на практике основным наиболее эффек­тивно действующим параметром, ускоряющим процесс от­стаивания, является крупность отстаивающихся включе­ний, так как зависимость скорости отстаивания от размера включений носит квадратичный характер.

Укрупнение (слияние) капель жидкости протекает при их столкновении. С точки зрения термодинамики это вполне естественный процесс уменьшения поверхности раз­дела, а следовательно, и запаса внутренней энергии меж- фазной границы.. Укрупнению частиц включений способст­вуют высокие межфазные натяжения на границе раздела фаз, малые вязкости среды и большая интенсивность пере­мешивания.

Глава 4

ПРОДУКТЫ И ПОЛУПРОДУКТЫ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

§ 1. Общие сведения

Цветная металлургия является комплексной отраслью про­мышленного производства. Ассортимент товарной продук­ции предприятий цветной металлургии очень широк и разнообразен. Помимо металлической продукции, метал­лургические заводы выпускают в'больших количествах до­полнительную продукцию, в том числе и продукцию, не относящуюся непосредственно к металлическим материа­лам.

Продукцией отдельных предприятий цветной металлур­гии могут быть:

1) цветные металлы и сплавы в виде слитков, катодов, проката и т. д.;

2) химическая продукция: серная кислота, элементар­ная сера, медный и никелевый купорос, кальцинированная сода, поташ, различные химические реактивы (соли, окси­ды, гидроксиды и т. д.);

3) минеральные удобрения: суперфосфат, амофос и др.;

4) строительные материалы: цемент, минераловатные и асбошиферные изделия, щебень, гранулированный шлак, шлаковая брусчатка и т. д.;

5) тепловая и электрическая энергия;

6) кислород и аргон.

Нормы и требования к качеству и размерным характе­ристикам сырья, материалов и изделий металлургического, производства устанавливаются Государственными стандар­тами (ГОСТ), отраслевыми стандартами (ОСТ) и техни­ческими условиями (ТУ).

Стандарты и 'технические условия устанавливаются на группу изделий и материалов или отдельные виды продук­ции и определяют ‘полную техническую характеристику сырья или выпускаемой продукции.

ГОСТы имеют силу закона и обязательны для исполне­ния во всех отраслях народного хозяйства, во всех орга­низациях союзного, республиканского и местного подчине­ния.

Отраслевые стандарты регламентируют взаимоотноше­ния между производителями определенного вида продукции и ее потребителями внутри основной отрасли. При произ­водстве цветных металлов в нашей стране такой отраслью является цветная металлургия СССР.

ОСТы, как правило, определяют требования к сырью, материалам, полупродуктам и продуктам металлургическо­го производства, которые потребляются только внутри от­расли.

Технические условия утверждаются в тех случаях, ког­да на продукцию отсутствуют стандарты или когда требу­ется установление специальных требований на выпускае­мую продукцию. Технические условия на промышленную продукцию обычно определяют взаимоотношения между узким кругом заказчиков и производителей в строгом соот­ветствии с согласованными условиями и сроками их дейст­вия.

Кроме товарной продукции, получающейся при перера­ботке руд цветных металлов, на предприятиях цветной ме­таллургии получают многочисленные отходы и полупродук­ты металлургического производства. К ним относятся шла­ки, штейны, пыли, газы, агломераты и спеки, кеки, шламы, растворы и т. д.

В данной главе рассмотрены общие характеристики ос­новных продуктов и важнейших полупродуктов металлур­гической технологии, получающихся при переработке боль­шинства сырьевых материалов.

§ 2. Металлы

Металлы являются основным видом продукции метал­лургического производства. В цветной металлургии в зави­симости от применяемой технологии и состава получающих ся металлов различают черновые и рафинированны^ ме­таллы. Товарной продукцией, поступающей к потребителю для дальнейшего использования по прямому назначению, как правило, являются рафинированные металлы.

Черновыми металлами называют металлы, загрязнен­ные примесями. В число примесей входят вредные и ценные элементы — спутники основного металла. Вредные примеси ухудшают характерные для данного металла свойства

(электропроводность, пластичность, коррозионную стой­кость и т.п.) и делают их непригодными для непосредст­венного использования. Ценные спутники — благородные металлы, селен, галлий, индий, висмут и многие другие — необходимо попутно обязательно извлекать.

Качество черновых металлов во многих случаях уста­навливают отраслевыми стандартами. Черновые металлы обязательно подвергают очистке от примесей — рафиниро­ванию.

Сортамент рафинированных цветных металлов велик. ГОСТы устанавливают выпуск до 6—10 и более марок каж­дого конкретного металла.

В небольших количествах некоторые предприятия цвет­ной металлургии выпускают металлы повышенной (осо­бой) чистоты. Получение таких металлов связано с боль­шими дополнительными затратами труда, времени и средств. Поэтому их выпуск ограничен и производится в строгом соответствии с требованиями специальных заказ­чиков. Выпуск и качество сверхчистых металлов регламен­тируются техническими условиями, заключенными между поставщиком и заказчиком.

§ 3. Штейны

Штейном называется сплав сульфидов тяжелых цвет­ных металлов (меди, никеля, свинца, цинка и др.) с суль­фидом железа, в котором растворены примеси. Штейны являются промежуточными металлсодержащими продук­тами, получение которых характерно для пирометаллургии меди, Никеля и частично свинца.

В практике цветной металлургии получают медные, медно-никелевые, никелевые и полиметаллические штейиы (табл. 10). Они образуются в жидком состоянии и практи­чески не смешиваются с жидкими шлаками, что позволяет отделять и^х друг от друга путем отстаивания. Для успеш­ного разделения штейнов и шлаков необходимо, Чтобы раз-

Таблица 10. Состав заводских штейнов, %

Вид штейна	Си	»	РЬ	Zn	F'e	s
Медный....	10—60	До 0,5	До 1	1—6	30—50	23—26
Медно-никелевый	5—10	5—13	—	—	40—60	24—27
Никелевый...	0,1—0,3	12—20	—	—	55—60	15—22
Полиметалличе­ский................	*10—30	—	10—20	5—10	20—40	13—22

ность их плотностей была не менее 1. Чем она больше, тем быстрее идет отстаивание. Так; если шлак имеет плот­ность около 3000 кг/м³, то плотность штейна должна быть более 4000 кг/м³. \

Основными компонентами медных штейнов являются сульфиды меди и железа (Cu₂S и FeS). В медно-никелевых штейнах преобладают NisS₂, Cu₂S и FeS.

Характерными особенностями медных и медно-никеле­вых штейнов являются примерное постоянство в *них содер­жания серы и обязательное присутствие кислорода в форме растворенных оксидов железа (Рез0₄). При выполнении металлургических расчетов содержание серы в таких штей­нах принимают равным 25% (правило проф. Мостовича). Концентрация кислорода уменьшается с увеличением в штейнах содержания основного металла (Си или Ni+Cu), т. е. чем беднее штейн (чем больше в нем железа), тем больше будет содержаться в нем кислорода. Ниже приве­ден расчетный состав медных штейнов, %:

Си ' 10 20 30 40 50 60 Fe 57,7 49,3 41,0 32/7 24,8 16,2

2 6,54 5,38 4,21 3,02 1,90 0,70

Медные и медно-никелевые штейны являются хорошими¹ растворителями (коллекторами) всех благородных метал­лов. Кроме того, они обязательно содержат селен и теллур и ряд других примесей (мышьяк, сурьму, висмут, кадмий и др.).

В никелевых штейнах содержание серы переменно. Оно зависит от количества образовавшегося при плавке фер­роникеля (сплава металлического железа с никелем). Чем большей будет металлизация штейна, тем ниже содержа­ние в нем серы. Кислорода в никелевых штейнах практи­чески нет.

Штейновые расплавы отличаются очень небольшой • вязкостью. При температурах плавки (1200—1300 °С) их вязкость не превышает 5-10³ Па-с. Вязкость штейнов сни­жается при увеличении температуры, а также содержания серы и железа. Очень бедные штейны настолько жидкоте­кучи, что легко проникают в мельчайшие поры и трещины футеровки.

Плотность расплавленных штейнов возрастает при уве­личений содержания меди и никеля от 4000 до 5700 кг/м³. При высокой металлизации штейнов их плотность может достигать больших значений (до 7 т/м³).

Ниже приведен расчет состава и количества медного штейна:

Пример 3. Предположим, что плавке подвергается 100 кг мед­ного концентрата состава, %: Си—12; Zn—1,5; Fe—35,5; S—43,5; Si0₂— 5; CaO—1; прочие^[3] — 1,5.

Расчет состава и выхода штейна можно вести по заданному содер­жанию в нем меди или по величине степени десульфуризации. Расчет начнем по первому варианту.

Примем, что содержание меди в штейне должно быть равио 40 %. Дополнительные условия: извлечение меди в штейн 96 %; цинк распре­деляется между штейном и шлаком поровну (условно); содержание кислорода при 40 % Си в штейне состанляет 3 % (см. выше); содержа­ние прочих в штейне 2 % • '

Количество меди, перешедшей в штейн при заданных условиях, со­ставит:

12-0,96 = 11,52 кг.

Общее количество штейна с учетом 40 %-ного содержания меди определим из пропорции:

11,52 кг —40%

х, кг — 100%,

11,52-100 откуда х = — = 28,8 кг.

Количество серы в штейне принимаем равным 25 % (по правилу Мостовича).

В штейне будет содержаться серы: 28,8-0,25=7,2 кг.

Степень десульфуризации в этом случае составит:

43,5—7,2

D =------- ЮО = 83,5%,

43,5

т. е. в газы при плавке удалится 43,5-0,835=36,3 кг серы.

Количество в штейне цинка, кислорода и прочих соответственно составит:

1,5:2 = 0,75 кг Zn; 28,8-0,03 = 0,87 кг 0₂;

28.8- 0,02 = 0,58 кг прочих.

По разности определим количество содержащегося в штейие железа:

28.8— (11,52 + 7,2 + 0,75 + 0,87 + 0,58) =7,88 кг.

Результаты расчета следующие:

	кг	%
Си....	... 11,52	40,0
Zn...................	... 0,75	2,6
Fe....	... 7,88	27,4
S......................	... 7,2	25,0
О*....	... 0,87	3,0
Прочие...	... 0,58	2,0
Всего...	... 28,8 •

По второй методике расчета задаемся степенью десульфуризации. Для получения сопоставимых данных примем 0=83,5 %. Тогда в штей­ны перейдет серы:

100 — 83,5= 16,5% или 43,5-0,165 = 7,2 кг.

' Приняв содержание серы в штейне равным 25 %, получим общее ко­личество штейна:

(7,2:25)/100 = 28,8 кг.

Дальнейший расчет ведем аналогично рассмотренному выше.

§ 4. Металлургические шлаки

Шлаки являются вторым обязательным продуктом большинства металлургических плавок. Они образуются за счет ошлакования пустой породы и флюсов и состоят в основном из оксидов. Кроме шлакообразующих компонен­тов, реальные заводские шлаки обязательно содержат не­которое количество извлекаемых металлов.

При относительно низком содержании ценных компо­нентов получающиеся в большинстве рудных плавок шлаки являются отвальным продуктом, т. е. отходами металлур­гического производства. Однако шлаки можно считать от­вальными лишь условно. С развитием металлургической техники они могут вновь стать ценным сырье^ для получе­ния ряда цветных металлов, а также железа и других цен­ных составляющих.

В отдельных видах металлургических плавок и особен­но в рафинировочных процессах шлаки получаются очень богатыми. Такие шлаки требуют обязательного обеднения. Их часто используют в качестве оборотных материалов од­ного из основных металлургических процессов или подвер­гают специальной переработке.

Выход шлаков при плавках руд или концентратов цвет-. ных металлов обычно большой и составляет 60—120 % от массы рудной фракции шихты. Повышенный выход шла­ков, близкий к 100 % или превышающий эту величину, имеет место при плавке очень бедных руд с добавкой больших количеств флюсов.

Роль шлаков в рудных плавках очень велика. Они яв­ляются той средой, в которой протекают основные физико­химические взаимодействия и реакции получения металл­содержащего, продукта и шлака конечного состава, а так­же происходит разделейие жидких продуктов плавки. Масса и свойства шлаков определяют расход тепла при плавке и оказывают очень большое, часто решающее влия­ние на конечные показатели плавки. От выхода и свойств

Дата добавления: 2015-08-29