Нужна помощь в написании работы?

            Реакции, протекающие при тигельной плавке, могут быть подразделены на три группы: реакции восстановления глета до свинца, реакции окисления свинца и избытка восстановителя и реакции шлакования компонентов породы при взаимодействии их с основными или кислыми флюсами. Свинец из глета восстанавливается как содержащимися в самой руде восстановителями, так и восстановителями, специально вводимыми в шихту. Действие вводимого углерода можно представить следующими реакциями:

PbO + C = Pb + CO

PbO + CO = Pb + CO2

2PbО + С = 2Pb + СО2

            Первая реакция становится заметной при температуре 400-500ºС и энергично протекает при 600-700ºС. Появляющийся же внутренний восстановитель (СО) способен восстанавливать свинец из глета значительно раньше, вторая реакция начинается при 160-185ºС и проходит при 400ºС и выше.

            Одновременно с глетом могут восстанавливаться и другие легко восстанавливаемые оксиды металлов. К ним относятся оксиды меди, сурьмы, мышьяка, олова и др. Восстановленные оксиды, а также некоторые сульфиды растворяются в свинцовом сплаве и делают его твердым, хрупким и зернистым в изломе. Наличие примесей  в сплаве затрудняет соединение восстановленных мельчайших капелек свинца и приводит к потерям частиц их в шлаке.    Присутствие серы, мышьяка, сурьмы и других примесей в руде может вызвать серьезные затруднения вследствие образования штейна и шпейзы, коллектирующих в себе благородные металлы. Такие загрязненные свинцовые сплавы необходимо подвергать очистительному плавлению (шерберованию).

            Избыток восстановителя в шихте может также привести к получению чрезмерно большого выхода свинцового сплава, что нежелательно для последующей его обработки.

            Руды и продукты, содержащие сульфиды и легковосстановимые примеси, требуют применения особых приемов анализа.

            При плавке сульфидных руд и концентратов необходимо вводить в шихту определенное количество окислителя. Кроме того, сульфиды могут быть окислены предварительным обжигом до плавки.

            В качестве окислителя чаще всего применяют калийную селитру. Она плавится без разложения при 339ºС. При температуре выше 400ºС разлагается с выделением кислорода и образованием нитрита калия:

KNO3 = KNO2 + ½O2.

            При дальнейшем взаимодействии нитрит калия разлагается по реакции

KNO2 = ½K2O + ½N2O + ½O2.

            По этим реакциям в перерасчете на 1 моль селитры (102 г) выделяется 1 моль кислорода, что теоретически достаточно для окисления 2 молярных масс атома свинца (414 г)

2Pb + O2 = 2PbO.

            Ход реакций окисления в значительной мере зависит от состава применяемой шихты. Так, в отсутствие щелочных металлов и при наличии кремнезема сера окисляется по следующей реакции:

2KNO3 + FeS2 + SiO2 = K2O·FeO·SiO2 + 2SO2 + N2.

            В более основной шихте, содержащей избыток соды и глета, при малом количестве кремнезема (или в отсутствие его) сульфиды окисляются с образованием высших оксидов, как это следует из реакции:

6KNO3 + 2FeS2 + Na2CO3 =

          Fe2O3 + 3K2SO4 + Na2SO4 + 3N2 + CO2.

            Оксид железа плохо растворяется в шлаках, а  в основ-ных шлаках  совершенно не растворяется. Образование его нежелательно, и поэтому при составлении шихты в нее вводят кремнезем в количестве, необходимом для шлакования железа (получения  моносиликата). Окисляющее действие селитры при этом может быть представлено реакцией:

28KNO3 + 10 FeS2 + 6Na2CO3 + 5SiO2 =

          5(2FeO·SiO2) + 14K2SO4 + 6Na2SO4 + 14N2  + 6CO2.

            Эффективность окисления понижается с увеличением кислотности шихты. На величину окислительной способности селитры, кроме того, влияют температура и скорость ее повышения. В зависимости от указанных условий окислительная способность селитры обычно изменяется от 3,7 до 4,7 свинца. К высшему значению она приближается при отсутствии в шихте кремнезема и буры и при избытке глета и соды.

            Основные продукты тигельной пробы – свинцовый сплав и шлак.  Для полного извлечения золота и серебра в пробирном анализе выход свинцового сплава должен составлять 28-30  г (15 % от массы шихты).

            Количество коллектора зависит не только от величины навески и массы шихты, но и от дисперсности благородных металлов в анализируемых продуктах; оно должно быть тем больше, чем выше дисперсность частиц золота и серебра.

            Для руд, содержащих благородные металлы в виде крупных частиц, необходим меньший выход коллектора, чем для продуктов, содержащих золото в виде солей.

            Для полного извлечения золота и серебра количество восстановленного свинца при массе навесок до 30 г должно быть не менее навески руды, а при больших навесках составлять 30-40 % от величины навески. Считается, что 28 г свинца могут извлечь все золото и серебро из 50 г навески.

            Иногда на поверхности затвердевшего шлака образуется слой щелочных металлов или сульфидов, возникающий всегда в результате окисления сульфидов селитрой при плавке сульфидных проб.

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Узнать стоимость
Поделись с друзьями