Плавка с железом

            Плавка состоит в восстановительно-осадительном плавлении руды с избытком соды и ограниченным количеством глета в присутствии избытка железа (в виде крупных гвоздей или прутьев, или полос). Главное различие между этим и другими способами плавки - в применении металлического железа как - восстановителя и десульфуризующего реагента. В основе процесса плавки лежат реакции разложения сульфидов и оксида свинца (II) металлическим железом.

            Если сернистое железо, образующееся в процессе контакта с сульфидами, выводить из сферы взаимодействия реагирующих веществ, то разложение сульфидов железом можно довести до конца. Для этого необходимо получать сильно основной натриевый шлак, который хорошо растворяет сернистое железо.

            При плавке с железом часть серы пирита и других сульфидов улетучивается, часть окисляется небольшим количеством глета. Значительная часть серы растворяется в основном шлаке.

            Весь глет, вводимый в шихту, восстанавливается железом и частично сульфидами по реакции

РвО + Fe = Рв + FeO.

            Количество свинцового сплава равно массе свинца, введенного в шихту в виде глета. Поэтому в шихту добавляют ограниченное количество глета (30-35 г).

            При плавке протекают следующие реакции:

FeS2 = FeS + S;

PbS + 2РbО = 3Рb + SO2;

Cu2S + 2РbО = 2 (Сu, Рb) + SO2;

FeS + 3РbО = 3Рb + FeO + SO2;

РbО + Fe = Рb + FeO.

            После того как восстановление глета окончилось, происходят реакции разложения сульфидов металлическим железом:

PbS + Fe = Рb + FeS;

FeS2 + Fe = 2FeS;

Sb2S3 + 3Fe = 2Sb + 3FeS (в шлак);

Аs2S3 + 5Fe = 2FeAs + 3FeS (в шлак); шпейза

Cu2S + Fe = 2Си + FeS (в шлак).

            Присутствие заметных количеств Sb, As, Bi, Со, Си, Ni, Те и Sn может затруднить и даже сделать невозможной плавку с железом.

            Кроме этих реакций, при плавке с железом протекают реакции разложения сульфидов щелочами:

7PbS + 4Nа2СОз = 4Рb + 3 (Na2S · PbS) + Na2SО4 + 4СО2;

3 (Na2S · PbS) + 3Fе = 3 (Na2S · FeS) + 3Рb.

            Образующийся железонатриевый штейн растворяется в щелочном шлаке.

            Лучшие результаты получаются при шлаках со степенью кислотности 0,5 (субсиликат), в которых около 75 % кремнезема замещено бурой. При данном способе плавки применяют шлак моносиликатный и субсиликатный (К = 1 + 0,5). Способ плавки с железом можно применять в тех случаях, когда не требуется очень сильная точность результатов определения.          

            Потери серебра при этом методе плавки увеличиваются вследствие повышенной растворимости его в щелочном сернистом шлаке.

            При подборе шихты для плавки с железом количество соды принимают равным 200-300% от величины навески. В шихту вводят ограниченное количество буры – примерно 25% от массы соды. При отсутствии или малом количестве  кремнезема в руде добавляют кварц в количестве 20% от массы буры (если руда содержит 2-3 г кремнезема, то последний в шихту не вводят).

            Шихту тщательно перемешивают, загружают в тигель, вставляют в нее 2-3 гвоздя или один прут длиной 8-12 см. Плавку ведут медленно в течение 40-60 мин. По окончании плавки гвозди вынимают, осторожно постукивая о край тигля, и обмывают в шлаке. После удаления гвоздей пробу выливают в изложницу.

            Иногда вследствие избытка кремнезема или недостатка соды в шихте и малой продолжительности плавки образуется штейн.   

            Недостатки способа: ограниченность применения, повышенные потери серебра в шлаках, длительность плавки.