Дистилляция серебристой пены
|
Сухая пена или серебристоцинковый сплав содержат свинец, цинк, серебро, золото и в небольших количествах медь, мышьяк, сурьму и другие металлы. Пену или сплав подвергают последовательно двум металлургическим операциям; 1) дистилляции цинка, при которой цинк отделяют от свинца и благородных металлов; 2) купеляции, при которой свинец отделяется от благородных металлов. Дистилляция пены основана на разности температур кипения металлов, составляющих пену: цинк кипит при 906° С, свинец — при 1750° С, серебро и золото — при температурах выше 2000° С. При нагревании до 1100—1200° С цинк испаряется и остается сплав свинца с благородными металлами, называемый богатым свинцом. Раньше (а на некоторых заводах и до сих пор) этот процесс проводили в небольшой графито-шамотной реторте, обогреваемой снаружи топочными газами. К реторте приставляют конденсатор, служащий для сжижения цинковых паров. Вся установка помещается в чугунной аппаратуре, подвешенной на цапфах для удобства разгрузки реторты. Более современный способ переработки пены или сплава — электротермическая плавка. Такой метод переработки серебристой пены освоен на Усть-Каменогорском свинцовом заводе. Установка состоит ив печи, конденсатора и инерционного пылеуловителя, представленных на рис. 126.  Электропечь — круглая, трехфазная, закрытого типа, заключена в стальной орошаемый водой кожух. Подина и стены выложены хромомагнезитовым кирпичом, купольный свод — шамотом. Для выпуска расплавов служат две летки — на отметке подины и на высоте 120 мм от нее. На высоте 1300 мм от подины имеется отверстие для загрузки шлака и осмотра печи. В своде имеются три отверстия для ввода электродов и одно для загрузки пены. Электроды диаметром 200 мм питаются от трансформатора мощностью 400 ква при напряжении 85 в. Пену загружают поршневым питателем, расположенным над печью. Пары цинка и газы из печи отводятся в конденсатор, представляющий прямоугольную, стальную, футерованную кирпичом камеру, наполненную на 1/3 жидким цинком. Через свод конденсатора в цинк на 70—100 мм опущен импеллер, вращающийся со скоростью 950 об/мин. Внутренний размер конденсатора 2,7х1х0,5 м. По продольным сторонам конденсатора имеются зумпфы, соединенные с цинковой ванной конденсатора; один зумпф — для выпуска цинка, другой — для его охлаждения. Пыль и газы из конденсатора поступают в инерционный пылеуловитель и после очистки направляются на тонкую очистку. Печь и конденсатор работают под давлением 40—50 н/м2, регулируемым автоматически. Искусственный шлак, содержащий 42% SiО2, 30% СаО, 18% Na2O и около 7% суммы ZnO, FeO и Аl2О3, наплавляют в предварительно нагретой печи, после чего начинают загрузку пены с добавкой около 1 % мелкого кокса. В разогретом конденсаторе наплавляют цинковую ванну глубиной 300 мм и начинают разбрызгивание металла. Температуру под сводом печи поддерживают в пределах 1000—1100° С, цинка в конденсаторе 520° С. В результате плавки в печи получают серебристый свинец и шлак, в конденсаторе — цинк и дроссы, а в инерционном пылеуловителе — пыль. Серебристый свинец по мере накопления выпускают в изложницы и направляют на купеляцию. Цинк через порог зумпфа отливают в 300 кг блок, направляемый в котел для обессеребренния. Дроссы, удаляемые из конденсатора раз в сутки, и пыль из инерционного пылеуловителя загружают с пеной в электропечь. (Выход их составляет около 3% от веса перерабатываемой пены.) Шлак обменивают раз в 7—10 дней и направляют в шахтную плавку. (Выход шлака 2% от веса пены.) При плавке пены, содержащей около 63% Pb, 23% Zn, 8 кг/г Ag, в серебристый свинец переходит 99,5% Pb, 5% Zn и 99,5%) Ag. В металлический цинк извлекается 87% Zn. Проплав достигает 3,5—4 кг пены на 1 м2 пода печи. Описанный процесс имеет очевидные преимущества перед ретортным. Процесс непрерывный, позволяет получать основную массу цинка в виде компактного металла, в серебристый свинец концентрируется все серебро и свинец, аппаратура дешева, проста и надежна в эксплуатации. |
