1.5.6. Вогняне рафінування чорнової міді

Під час вогняного рафінування чорнової міді домішки окси­дують і оксиди вилучають із металу. Процес відбувається у полуменевій печі місткістю до 400 т. Піч вогняного рафінування подібна до печі для отримання штейну. На під печі завантажу­ють зливки міді або заливають розплавлену мідь, у яку по труб­ках вдувають повітря, що оксидує її до Си₂0:

Оксид Cu₂0 добре розчиняється в міді й вступає у реакцію з домішками металів (Me):

Me + Cu₂0 = МеО + 2Cu. (1.5.7)

Утворені оксиди МеО переходять у шлак.

Так вилучають основну частину розчинених у міді алюмі­нію, цинку, заліза, нікелю, свинцю. Одночасно оксидується також сірка за реакцією (1.5.5). Оксиди цинку та свинцю сублі­муються і разом з сірчистим ангідридом потрапляють у димові гази, а оксиди алюмінію й заліза переходять у шлак. Золото й срібло залишаються розчиненими в міді. Шлак згортають в міру його нагромадження. Після зливання шлаку мідь відновлюють метаном:

4Си₂0 + СН„ = 8Си + 2Н₂0 + С0₂. (1.5.8)

Рафінування міді у зливках триває близько 20 год, а рід­кої міді — 12...14 год. Наприкінці процесу в міді залишаєть­ся 0,5...1 % домішок. З цієї міді отримують зливки для виробництва сплавів або анодні плити, які йдуть на електро­літичне рафінування. В них може бути близько 0,1 % золота й срібла.

1.5.7. Електролітичне рафінування міді

Електролітичне рафінування використовують для отри­мання високоякісної міді, на яку переробляють до 95 % чорно­вої міді. Електролізна ванна (видовжений резервуар прямокут­ного перерізу), наповнений електролітом, що складається із 10...16 % водяного розчину сірчаної кислоти та мідного купоросу. Його виготовляють з дерева або бетону й вистеляють пластмасою. До мідної штанги підвішують пластини чорнової міді завтовшки 40...50 мм — аноди, до іншої штанги підвішують листи електро­літичної міді завтовшки 0,5...0,7 мм — катоди. До штанг ванни підводять постійний струм напругою 0,3...0,35 В. Під час про­ходження струму мідний купорос у розчині дисоціює:

а катіони Купруму Си нейтралізуються й осідають на катоді:

Си + 2е = Си. (1.5.10)

В свою чергу Купрум анода розчиняється в електроліті:

Cu-2e = Cu'. (1.5.11)

Розчинення анода триває 25...30 днів. Витрата електроенер­гії на 1 т катодної міді становить 250...350 кВт год. Чистота електролітичної міді доходить до 99,98 %.

Частина металів (цинк, нікель, залізо) розчиняється в елек­троліті й поступово забруднює його. Золото, срібло, селен і те­лур в електроліті не розчиняються й збираються на дні ванни як шлам, який періодично вибирають, вилучаючи з нього кори­сні елементи.

Розділ 1.6 виробництво титану

Титан відкрив ще в 1791 р. англійський аматор-мінералог У. Грегор, хоч промислове його виробництво розпочалося тіль­ки в 50-х pp. XX ст. Титан використовують для легування ста­лей, виготовлення твердосплавних інструментальних матеріа­лів, виробництва титанових білил та емалей тощо. Сплави ти­тану мають найбільшу питому (відносно маси) міцність, високу жароміцність і корозійну тривкість, а їх температура плавлен­ня перевищує 1650 °С. Завдяки цим властивостям їх широко застосовують в авіаційній техніці, ракетобудуванні, кораблебу­дуванні й хімічному машинобудуванні.