Войти  |  Регистрация
Авторизация
» » Штейн и шпейза

Штейн и шпейза


Штейн представляет собой сплав сульфидов железа, меди, свинца и цинка. В небольших количествах в штейне содержатся сульфиды серебра и других металлов. При высокой температуре в штейне растворяются железо, свинец, медь, золото и окислы (Ре3О4).
В заводских штейнах, кроме того, встречаются включения шлака. При малом выходе штейна в тяжелом железистом шлаке получают смесь плохо разделяющихся шлака и штейна.
Данные о составе заводских медно-свинцовых штейнов приведены в табл. 31.
Штейн и шпейза

Штейн свинцовой плавки всегда содержит значительное количество свинца. Кроме PbS, в свинцовом штейне растворено значительное количество металлического свинца. Дело в том, что FeS растворяет до 30% Pb. Температура плавления эвтектики — 1000° С.
Штейн при свинцовой плавке, как показали исследования акад. Г.Г. Уразова с сотрудниками, имеет существенное значение. В зависимости от количества и состава штейна между продуктами плавки распределяется не только медь, но и свинец с благородными металлами.
Сложные вопросы структуры медно-свинцовых штейнов, выбора их оптимального состава, распределения меди и других металлов между штейном и черновым свинцом остаются и до настоящего времени еще недостаточно изученными.
О составе и температуре плавления сплавов сульфидов можно судить по диаграмме плавкости. Сульфиды FeS—PbS дают простую эвтектику с 74,2% PbS и температурой плавления 863° С. Cu2S—PbS образуют эвтектику с 49% PbS и температурой плавления 540° С.
Систему PbS—FeS—Cu2S изучали многие исследователи. Особенно тщательно эта система была изучена академиком Г.Г. Уразовым и Н.Н. Ногиновым. Ими было сделано 8 разрезов. Общий вид полученной диаграммы представлен на рис. 50.
Штейн и шпейза

Диаграмма состояния системы характеризуется четырьмя полями первичных выделений.
Поле, обозначенное цифрой 1, соответствует проекции первичных выделений пирротина. Оно со стороны Cu2S—FeS ограничено двойными сплавами состава от 100% FeS до 50%, FeS +50%, Cu2S и со стороны PbS—FeS — двойными сплавами состава от 100% FeS до 30% FeS +70% PbS.
Поле, обозначенное цифрой 2, соответствует проекции поверхности первичных выделений борнитового твердого раствора состава (Сu2, Fe)S, где z>1. Это поле со стороны Сu2S—FeS ограничено сплавами состава от 100% Сu2S до 50% Cu2S +50% FeS, а CO стороны Cu2S — PbS — сплавами состава от 100% CusS до 51% Cu2S +49% PbS.
Поле 3 представляет собой первичное выделение сернистого свинца. По стороне Cu2S — PbS оно достигает сплава 51% Cu2S +49% PbS, а по стороне FeS — PbS — сплава 30% FeS и 70% PbS.
Почти в центре треугольника расположено поле 4, суженное около стороны Cu2S — FeS и расширенное по направлению к полю сернистого свинца. Оно является проекцией поверхности первичных выделений медного колчедана.
Появление здесь медного колчедана в качестве первичных выделений обусловлено тем, что область, которую он занимает, лежит ниже температур его образования в твердом состоянии. Температура плавления медно-свинцовых штейнов в зависимости от их состава колеблется от 850 до 1050° С; сернистый цинк значительно повышает температуру плавления штейна.
Штейны обладают хорошей электропроводностью. Можно считать, что расплавленные сульфиды — это системы в состоянии частичной или полной ионной диссоциации.
Штейн — хороший коллектор благородных металлов. Серебро в штейне находится в виде Ag и Ag2S, а золото — в виде металла. Ag2S с PbS образует эвтектику с 23% Ag2S, плавящуюся при температуре 630° С. Ag2S с Сu2З дает твердые растворы с минимальной температурой плавления 677° С, соответствующей сплаву состава; 30% Сu2З и 70% Ag2S. Полусернистая медь хорошо растворяет золото и серебро в жидком и твердом состоянии.
Сернистое железо хорошо растворяет золото и сернистое серебро.
Содержание золота в штейне невысокое (несколько г/г) даже в том случае, когда полученный при плавке черновой свинец содержит много золота (золото при плавке переходит главным образом в черновой свинец).
Распределение благородных металлов между продуктами плавки зависит от многих причин (химического состава, температуры, выхода продуктов плавки и др.) и колеблется в больших пределах.
Благородные металлы практически не растворимы в шлаке, HO вследствие несовершенного отстаивания продуктов плавки содержание серебра в шлаке достигает 5—10 г/г, а иногда и более (в шлаках, богатых свинцом).
Минералогический состав штейнов свинцовой плавки изучили М.А. Абдеев и А.М. Зайцева. По их данным, свинец присутствует в затвердевшем штейне в виде металла и в незначительном количестве — в сульфидной форме.
Цинк содержится в штейне преимущественно в виде сульфида, который ограниченно растворяется в сульфидах железа и меди и при охлаждении штейна выпадает из раствора.
Выбор оптимального состава штейна фактически сводится к выбору содержания меди в штейне (в процентах), а это определяется обычно степенью обжига.
Шпейза представляет собой сплав мышьяковистых и сурьмянистых соединений металлов или сплав арсенидов и антимонидов металлов. При плавке свинца получают мышьяковистую шпейзу. Сурьмянистую шпейзу получают иногда при переплавке богатых сурьмой отходов рафинировочного цеха.
На свинцовых заводах штейн получается при выплавке свинца из концентратов и при переработке медных шликеров.
В табл. 32 и 33 представлен химический состав шпейз различных свинцовых заводов.
Штейн и шпейза

Как видно из табл. 32 и 33, шпейза, получаемая при плавке свинцовых руд и концентратов, содержит главным образом железо и мышьяк с небольшим количеством свинца, меди и серы. Это объясняется тем, что при плавке концентратов и руд получается бедный штейн, в котором концентрируются медь и свинец.
При плавке шликеров, содержащих незначительные количества серы, никеля и кобальта и много свинца, получается шпейза с высоким содержанием до 60% меди и 15—26% свинца.
Шпейза обычно содержит большое количество золота и серебра. Главные растворители золота в шпейзе — металлическое железо, арсениды и антимониды меди. Никеля и кобальта в шпейзах свинцового производства мало.
Минералогическое исследование шпейз свинцового производства показало, что медь в основном находится в виде зернисто-кристаллического арсенида состава Cu3As. Присутствие сульфида меди в шпейзах объясняется растворимостью штейна в шпейзе, зависящей от состава штейна и температуры продуктов плавки, и механическим увлечением штейна.
Свинец присутствует в шпейзе в виде металлического, в основном растворенного в арсениде меди.
Шпейза содержит железо в виде арсенида типа Fe2Аs, иногда в виде FeAs2, и тройную эвтектику Cu3As — Fе2As — Fемет.
Предполагается, что никель в шпейзе содержится в виде NiAs. Содержание сурьмы в свинцовых шпейзах незначительно. Обычно она находится в виде коричневого арсенид-антимонида железа Fe2(As, Sb).
Шпейза может образоваться при шахтной плавке в том случае, если в шихте имеется достаточное количество мышьяка или сурьмы, на практике шпейзу получают редко. Только при переработке свинцовых концентратов, содержащих никель и кобальт, желательно эти металлы сконцентрировать в шпейзе так же, как обычно концентрируют медь в выплавляемом штейне. Шпейза более тугоплавкая и тяжелая, чем штейн.
Добавлено Serxio 28-02-2017, 23:17 Просмотров: 861
Добавить комментарий
Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent