Общая характеристика процессов рафинирования свинца

     AgZ_nm + [Au]Pb = [Ag]Pb + AuZ_nm 
 

     2.5 Очистка свинца  от цинка

     Очистка свинца от цинка. После операции обессеребрения, при которой в металл был введен металлический цинк, содержание его в свинце достигает 0,5–0,7 %. Поэтому в общем цикле рафинирования свинца от при месей предусмотрена специальная операция обесцинкования, которая проводится после удаления благородных металлов.

     Очистку свинца от цинка можно осуществить различными способами: окислительным, щелочным и вакуумным.

     Окислительное рафинирование основано на большем сродстве кислорода к цинку, чем к свинцу, и на низкой растворимости соединений окисленного цинка в жидком свинце.

     Рафинирование осуществляется путем продувки через свинец воздуха, водяного пара или кислорода. Окисление воздухом ведут при температуре 800–900 °С в отражательных печах.

     Основная  реакция процесса:

     [Zn]Pb + 1/2O₂ = (ZnO) 

     В процессе окисления на поверхности свинца образуются порошкооб-разные цинксодержащие дроссы, которые периодически удаляют шумовкой. Окислительным рафинированием можно снизить содержание цинка в свинце до 0,0004 %.

     Окислительное рафинирование имеет существенные недостатки: длительность процесса (до 24 ч); значительные потери свинца с отходящими газами и со съемами; вредные и тяжелые условия труда.

     Щелочное  рафинирование свинца от цинка проводят таким же образом, как и щелочное рафинирование свинца от мышьяка, сурьмы и олова. Отличие состоит только в том, что вводить в расплав селитру (NaNO3) не нужно, так как цинк хорошо окисляется и кислородом воздуха, и едким натром (NaOН):

     4[Zn]Pb + 8NaOH = (Na₂O·4ZnО) + 3(Na₂O) + 4H₂

     4[Zn]Pb + 2О₂ + 2NaOH = (Na₂O·4ZnО) + H₂О 
 

     2.6 Очистка свинца от висмута

     Очистка свинца от висмута. Концентрация висмута в черновом свинце редко превышает десятые доли процента (до 0,4 %). По своим физико-химическим свойствам этот металл очень близок к свинцу, самостоятельных руд не образует. В кристаллической решетке галенита замещает свинец.

     Мировое производство этого металла относительно невелико (около 4 500 т) и целиком связано со свинцовой подотраслью.

     Очистка свинца от висмута осуществляется с помощью способа Кролля-Бетгертона. В основу метода положена способность висмута образовывать интерметаллические соединения с кальцием и магнием, обладающими высокой температурой плавления. 
 

     2.7  Качественное рафинирование  свинца (от кальция  и магния).

     Качественное  рафинирование свинца (от кальция и магния). После обезвисмучивания в свинце остается 0,03–0,07 % кальция и 0,12–0,18 % магния, а также некоторые количества сурьмы и цинка.

     Цель  качественного рафинирования –  очистка свинца от этих примесей реагентов. Для их удаления проводят окончательное рафинирование свинца продувкой его воздухом (при 750–800 °), хлорированием (при 400–500 °С) или щелочным способом. Чаще всего применяют последний способ.

     Процесс проводят в обычных рафинировочных котлах с добавкой щелочи (NaOH) и селитры (NaNO3). Кальций, магний и сурьма обладают высоким сродством к кислороду и поэтому легко окисляются непосредственно селитрой, кислородом воздуха или глетом, образующимся при взаимодействии NaNO3 с жидким свинцом:

     5Са + 2NaNO₃ = 5СаО + Na₂O + N₂

     5Mg + 2NaNO₃ = 5MgО + Na₂O + N₂

     2Sb + 4NaOH + 2NaNO₃ = 2Na₃SbO₄ + N₂ + 2H₂O 

     Расход  щелочи небольшой и рассчитан на получение твердых плавов, которые снимают с поверхности свинца шумовкой. Выход плавов составляет 3–5 % от массы свинца, содержание свинца в них 45–55 %. В плавы переходит от 1,5 до 3,8 % свинца в виде PbO и Pb3O4.

     Практика  проведения процесса заключается в следующем. После обезвисмучивания свинец разогревают до 400–420 °С, и на поверхность расплава при перемешивании загружают щелочь и селитру. За счет экзотермических реакций окисления примесей и свинца температура ванны поднимается до 600–650 °.

     Заводы, проводящие совместную очистку от кальция, магния, сурьмы и цинка, расходуют 2,5–3,6 кг щелочи и 1,5–2,8 кг селитры на 1 т свинца. Если до обезвисмучивания свинец был очищен от цинка, то расход реагентов снизится на 50–70 %.

     Плавы качественного рафинирования перерабатывают совместно с общей шихтой, направляют их на агломерацию или непосредственно в шахтную печь.

     Полученный  после этой заключительной операции свинец разливают на карусельной или ленточной разливочной машине в чушки массой 30–40 кг, которые являются конечной продукцией заводов.