Металлургия цветных металлов. Практикум

81  Для анодного (огневого) рафинирования используют следующие типы печей:

1)  поворотные (типа «конвертер») печи;

2)  электропечи;

3)  стационарные отражательные печи;

4)  индукционные печи;

5)  печи типа КС (кипящего слоя).

82  Основной источник тепла при огневом рафинировании меди:

1)  реакции окисления примесей;

2)  реакции восстановления примесей;

3)  реакции окисления сульфидов;

4)  сжигание топлива;

5)  протекание электрического тока.

83  При анодном (огневом) рафинировании удаляются главным образом примеси:

1)  имеющие более высокую валентность;

2)  имеющие более высокую склонность к окислению (большее сродство к кислороду);

3)  имеющие наименьшую растворимость оксидов в металлической меди;

4)  только неметаллические (сера, кислород и др.);

5)  более электроположительные.

84  Примеси, остающиеся в меди при огневом рафинировании:

1)  Fe;

2)  Ag;

3)  Zn;

4)  Al;

5)  Au.

85  Разделение примесей при электролитическом рафинировании меди осуществляется:

1)  на основе технической классификации металлов;

91

2)  в зависимости от положения металлов в электрохимическом ряду напряжений;

3)  в зависимости от сродства металлов к кислороду;

4)  в зависимости от электропроводности металла;

5)  нет правильного ответа.

86  При электролизе меди благородные металлы в основном: 1)  переходят в раствор электролита; 2)  осаждаются на катоде; 3)  переходят в шлам;

4)  остаются в анодном скрапе;

5)  переходят в газовую фазу.

87  Дляфутеровкиваннприэлектролиземедииспользуются: 1)  стекло; 2)  листовой свинец;

3)  кислотоупорный пластик;

4)  нержавеющая сталь;

5)  титан.

88  При электролизе меди никель в основном: 1)  осаждается вместе с медью на катоде; 2)  остается в анодном скрапе; 3)  переходит в раствор; 4)  переходит в шлам;

5)  переходит в газовую фазу.

89  Оптимальный диапазон температур при электролитическом рафинировании меди, °С:

1)  35…45;

2)  45…55;

3)  55…65;

4)  65…75;

5)  75…78.

90  Выход по току при электролизе меди – это:

1)  количество электроэнергии, затраченной на процесс электролиза;

92

2)  сила тока в процессе электролиза;

3)  отношение практически выделившейся меди к теоретическому количеству;

4)  отношение теоретического количества выделяющейся меди к практическому;

5)  отношение количества электроэнергии к количеству выделившейся меди.

91  На катоде при электролизе меди протекает основ-

ная реакция:

1)  Cu0 + 2e = Cu2+;

2)  Cu2+ – 2e = Cu0;

3)  Cu0 – 2e = Cu2+;

4)  Cu2+ + 2e = Cu0;

5)  Cu0 – e = Cu+.

92  При электролитическом рафинировании меди используется:

1)  трехфазный переменный ток с напряжением на электродах 4 В;

2)  двухфазный переменный ток с напряжением на электродах 0,3…0,4 В;

3)  постоянный ток с напряжением на электродах 4 В; 4)  постоянный ток с напряжением на электродах 0,3…

0,4 В;

5)  электроэнергия не используется.

93  При электролитическом рафинировании меди получают следующие продукты:

1)  анодная медь;

2)  медный раствор;

3)  катодная медь;

4)  шлам;

5)  шлак.

94  При электролизе меди используется электролит на основе:

1)  солевого раствора;

93

2)  H2SO4;

3)  щелочного раствора;

4)  HNO3;

5)  HCl.

95  При электролитическом рафинировании меди в основном переходят в шлам:

1)  Ni;

2)  Au;

3)  Pb;

4)  Ag;

5)  Zn.

96  Плотность тока рассчитывается как: 1)  отношение силы тока к площади анодов;

2)  отношениесилытокакплощадисеченияпроводников;

3)  отношение силы тока к площади катодов;

4)  отношение силы тока к площади электролизной ванны;

5)  отношение количества электроэнергии к количеству выделившейся меди.

3.2  Металлургияолова

Олово известно человечеству и применяется с древнейших времен. Металл обладает исключительными свойствами – относительной легкостью выплавки из руды, высокой пластичностью, низкой температурой плавления и способностью образовывать сплавы со многими металлами. Содержание олова в рудах, которые бывают коренными и россыпными, обычно составляет 0,1…5,0 %. Содержание основного металла в концентратах, полученных методами гравитации и флотации и предназначенных для плавки, – 40…70 %. Технологическая схема переработки оловянных концентратов представлена на рисунке  3.2.

94

Рисунок  3.2 – Технологическая схема переработки оловянных концентратов

95

Мышьяк и серу, находящихся в оловянных концентратах в виде минералов арсенопирита, пирита или пирротина, удаляют при обжиге при температуре 650…850 °С. Газы, выделяющиеся при обжиге, улавливают и очищают. Уловленные мышьяковистые возгоны содержат до 75 % As и являются техническим As2O3.

Выщелачивание огарка или концентратов 30%-ной соляной­ кислотой проводят с целью очистки их от железа, свинца, вольфрама, сурьмы, висмута и других примесей. В настоящее время в отечественной практике операция выщелачивания утрачивает практическое значение, так как удаление основных примесей проводят на переделах плавки и рафинирования.

Олово из концентратов, поступающих на плавку, восстанавливается оксидом углерода по схеме

SnО2 → SnO → Sn.

Плавку ведут в отражательных и электротермических печах при температурах 1150…1350 °С. Шихта состоит из концентрата, реагента-восстановителя (угля или кокса) и флюсов (известняка), служащих для ошлакования пустой породы. Прямое извлечение олова в черновой металл при восстановительной плавке составляет 90…95 %, остальное количество распределяется между оборотными пылями (25…55 % Sn) и шлаком (5% Sn), направляемым на доработку с целью доизвлечения из него олова методом фьюмингования. Температура в фьюминговой печи составляет 1250…1400 °С. Степень отгонки олова – до 90…98 %, конечное содержание олова в шлаках, направляемых в отвал, – 0,10…0,12 %.

Получаемый в результате восстановительной плавки черновой металл очищают огневым или электролитическим рафинированием. В последние годы освоены физические методы рафинирования олова – центробежный и вакуумный.

Марки олова – ОВЧ 000 (99,999 % Sn), О1пч (99,915 %), О1 (99,900 %), О2 (99,565 %), О3 (98,49 %), О4 (96,43 %).

96

Контрольные вопросы

1  Олово входит в состав сплавов: 1)  баббит; 2)  константан; 3)  бронза; 4)  электрон; 5)  силумин.

2  Минералы олова: 1)  касситерит; 2)  баббит; 3)  ковеллин; 4)  электрум; 5)  сфен.

3  Технологическая схема металлургической переработки оловянных концентратов включает:

1)  обжиг;

2)  рафинирование;

3)  выщелачивание;

4)  окислительную плавку на черновое олово;

5)  сорбцию.

4  Цель обжига концентратов Sn: 1)  удаление примесей As и S; 2)  получение SnO;

3)  удаление примесей Sb и Bi;

4)  разложение химически неустойчивого касситерита;

5)  нет правильного ответа.

5  Печи для обжига концентратов Sn: 1)  трубчатые вращающиеся; 2)  многоподовые; 3)  отражательные; 4)  кипящего слоя; 5)  Ванюкова.

97

6  Газы, выделяющиеся при обжиге концентратов Sn: 1)  целесообразно очищать от Sn-содержащей пыли; 2)  содержат возгоны As для получения технического

оксида As;

3)  возвращают на обжиг;

4)  выбрасывают в атмосферу;

5)  используют для производства серной кислоты.

7  Цель выщелачивания Sn огарков: 1)  очистка от Fe, Pb, W, Sb;

2)  очистка от Al, Mg, Ti, Ca;

3)  обогащение концентрата по Sn;

4)  обогащение концентрата по Fe, Pb, W;

5)  получение Sn особой чистоты.

8  Реагент для выщелачивания Sn-огарков: 1)  HCl;

2)  HNO3;

3)  H2SO4;

4)  H2O;

5)  NaOH.

9  Цель фьюмингования:

1)  получение чернового олова;

2)  доработка шлаков восстановительной плавки;

3)  перевод Sn в форму летучих соединений;

4)  получение Sn особой чистоты;

5)  доизвлечение Sn.

10  Способы рафинирования чернового олова: 1)  огневое; 2)  вакуумирование;

3)  электролитическое;

4)  карбонильное;

5)  хлорное.

98

11  Области применения олова:

1)  нанесение покрытия лужением;

2)  производство баббитов;

3)  производство антифрикционных сплавов;

4)  производство фольги;

5)  производство припоев.

99

4  Металлургиядрагоценныхцветныхметаллов

Согласно промышленной классификации к драгоценным металлам относят золото, серебро и шесть металлов платиновой группы (МПГ) – платина, палладий, осмий, иридий, рутений и родий. По сравнению с другими металлами драгоценные металлы имеют более высокую химическую устойчивость в различных средах, в первую очередь в отношении образования кислородных соединений. Драгоценные металлы и их сплавы имеют широкое применение в современной технике и в быту. Это связано с разнообразием их физи- ко-химических свойств, а также с некоторыми их особыми свойствами. По мере возрастания химической устойчивости драгоценные металлы могут быть расположены в следующем порядке:

наименее устойчивые: серебро, палладий, осмий;

устойчивые: платина, золото;

весьма устойчивые: рутений, родий;

наиболее устойчивый: иридий.

При воздействии кислот на МПГ при обычных температурах никаких соединений не образуется. При повышенной температуре и в дисперсном состоянии платиновые металлы химически менее устойчивы, причем по отношению к различным реагентам ведут себя неодинаково. Растворителями золота являются царская водка – смесь азотной

исоляной кислот в объемном соотношении 1:3 и растворы цианидов, главным образом натрия и калия. Характерная особенность всех драгоценных металлов – склонность к образованию при выщелачивании (растворении) комплексных соединений.

Золото, обладая уникальным комплексом физических

ихимических свойств, – очень технологичный металл. Основная масса золота используется в сплавах, главным образом для изготовления ювелирных изделий. Это сплавы системы Аu – Аg – Сu с добавками Zn, Ni, Co, Pt, Pd и других цветных металлов.

100