Сплавы металлов свинец серебро

Большая Энциклопедия Нефти и Газа

Свинцово-серебряный сплав

Свинцово-серебряные сплавы являются хорошим протектором для стальных изделий, работающих в солесодержащих водах. [1]

Из свинцово-серебряного сплава , разлитого по железным изложницам, приготовляют ковриги. После плавки последних в купеляцион-ной печи серебро отделяется от свинца, так как одна часть последнего превращается в свинцовый глет, а другая часть — в свинцовый шлих, из которого путем переплавки в печи с дутьем получают освобожденный от серебра свинец. В 1 центнере такого свинца содержится только 1 драхма серебра, в то время как до отделения серебра в каждом центнере его было около 3 унций серебра. [2]

Если отделение свинца от серебра происходит с трудом, то в свинцово-серебряный сплав добавляют медь и измельченный древесный уголь. Если сплав золота с примесью серебра и свинца или серебряно-свинцовый сплав содержат примеси, свойственные руде, к ним добавляют равные части винного камня и венецианского стекла или нашатыря, или же венецианского стекла и венецианского мыла, или же неравные части, например две части винного камня и одну часть железной ржавчины. Иногда к этим смесям добавляют немного селитры. На 1 центнер свинца с серебром добавляют в зависимости от степени его загрязненности / г фунта, фунт или 1 / 3 фунта порошка, удаляющего примеси из сплава. Затем через канавку снимают скребком корку, образовавшуюся на свинце, покрытом древесным углем. [3]

Ванны для электролиза цинка делают деревянными или железобетонными. Материал анода — свинец или свинцово-серебряный сплав ( 1 % Ag), материал катода — алюминий. Чтобы легче сдирать цинк с катода, на его края надевают планки, которые не позволяют цинку срастаться с обеих сторон. Сдирают цинк один раз в сутки. [4]

Для защиты от коррозии больших кораблей катодные установки экономичнее, чем протекторы, хотя они более громоздки и требуют значительного внимания при эксплуатации. Материалом для анодов катодной защиты служат, кроме графита, свинцово-серебряные сплавы , платина, платиновые сплавы, платинированные титан и тантал. Если при эксплуатации возможна частая замена анодов, то могут применяться также и стальные аноды — в виде лома, всегда имеющегося в гаванях. [6]

В случае применения серы и глета ( Pfannenschmied) измельченный сплав, богатый серебром, нагревался с серой, причем образовывалось Ag2S, в котором было рассеяно золото. Для того чтобы собрать золото, прибавляли небольшое количество глета, который давал легкоплавкий свинцово-серебряный сплав . [7]

Другие примеси ( никель, кобальт) переводятся окислителями в окисное состояние и удаляются также гидролизом. Из очищенных растворов цинк извлекают электролизом. В качестве анодов применяют свинцово-серебряные сплавы , катодом служит алюминий. Напряжение составляет 3 5 — 4 в, плотность тока 300 — 400 а / ж2, расход электроэнергии до 3500 квт-ч на 1 m катодного цинка. [8]

Другие примеси ( никель, кобальт) переводятся окислителями в окисное состояние и удаляются также гидролизом. Из очищенных растворов цинк извлекают электролизом. В качестве анодов применяют свинцово-серебряные сплавы , катодом служит алюминий. Напряжение составляет 3 5 — 4 в, плотность тока 300 — 400 а. [9]

На подготовленный горн сначала насыпают солому, а потом кладут чушки свинцово-серебря-ного сплава массой 80 — 100 центнеров. На решетке располагаются дрова, которые, будучи подожжены, нагревают горн. Огонь усиливают слабым дутьем и создают пламя достаточной силы для отделения свинца от серебра. Глет удаляется через расположенное с другой стороны отверстие, ширина которого достаточна для того, чтобы мастер мог влезать в печь. Жители Моравии и Каринтии, редко выплавляющие более / з или 5 / 6 фунта серебра, отделяют от последнего свинец не в печи, построенной наподобие хлебопекарной, и не в горне, закрытом колпаком, а на открытом горне. Заложив чушки свинцово-серебряного сплава , они кладут на них сухие дрова, а сверху — толстые поленья из свежесрубленных деревьев. После того как дрова подожжены, огонь усиливают с помощью мехов. [10]

Источник

Сплавы металлов свинец серебро

Никель — при содержании никеля до 1% замедляется рост зерна, повышая прочность сплава серебра. При содержании никеля более 2,5%, он становится вредной примесью, сплав получится ломким.

Свинец — 0,05% и более делает сплавы серебра хрупкими при нагреве. Серебро со свинцом уже при 304°С образуют эвтектику, расположенную по границам зерен, поэтому нельзя допускать присутствия свинца в сплаве.

Олово — незначительное количество снижает температуру плавления сплава. Чистое серебро может растворить в себе до 19% олова. Если в сплаве Ag-Cu содержание олова превысит 9%, то образуется хрупкое соединение Cu4Sn. Олово при плавлении окисляется и хрупкость сплава возрастает из-заобразования SnO2.

Читайте также:  Качественные реакции для обнаружения свинца

Алюминий — до 5% растворяется в твердом сплаве, однако при более высоком содержании алюминия образуется хрупкое соединение AgAl. При отжиге и плавке образуется также соединение Al2O3, которое располагаясь по границам зерен, делает сплав хрупким и ломким.

Цинк и кадмий — являются важнейшими присадками для получения припоев, снижающих температуру плавления. Температуры испарения и горения цинка и кадмия невелики, при добавке их в расплав следует соблюдать особую осторожность.
Содержание цинка в сплаве Ag-Zn не должно превышать 14%, этом случае сплавы не тускнеют на воздухе, имеют хорошие пластичность и полируемость, присодержании цынка более 20% сплав становится хрупким. Несколько десятых процента цинка, добавленных в расплав Ag-Cu перед разливкой, значительно превышает жидкотекучесть сплавов. При изготовлении припоя Ag-Cu-Zn — берут сплав Ag-Cu и добавками цинка понижают его температуру плавления, причем разность температур плавления основного сплава и припоя должна быть не менее 50°С. Сплавы Ag-Cu-Zn устойчивы к потускнению на воздухе, имеют хорошие пластичность и обрабатываемость. Медь совершенно не растворяет кадмий, а образует с ним хрупкое химическое соединение Cu2Cd, однако при достаточном количестве серебра в сплаве кадмий растворяется в серебре, такой сплав тягуч, пластичен и весьма устойчив к потускнению. Из Четырехкомпонентных сплавов Ag-Cu-Zn-Cd готовят низкотемпературные припои.

Кремний — растворяется в серебре до 1,5%, при большем содержании, избыток кремния располагается по границам зерен, сплав становится очень хрупким.

Углерод(графит) — не реагирует с серебром и не растворяется в нем. располагается по границам зерен, сплав становится очень хрупким.

Фосфор и сера — образуют с серебром и медью твердые соединения, которые могут располагаться как по границам зерен, так и внутри них. Сплавы от этого становятся хрупкими, быстро тускнеют, на них плохо ложатся гальванические покрытия. При плавке (газовой или бензиновой) горелкой, двуокись серы, поглощается металлом, а при затветдевании выделяется, делая сплав пористым, кроме этого образуются Cu2S и Ag2 S на границах зерен. Примеси серы более 0,05% делают сплав серебра хрупким, темнеющим, на него плохо наносится гальваническое покрытие. Источниками попадания серы в сплавы могут быть содержащие серу исходные материалы, горючий газ, остатки травильных растворов. Незначительные следы фосфора делают сплав красноломким и быстротускнеющим. Фосфор может попасть в сплав при раскислении расплава фосфорной медью, когда она не расходуется полностью для раскисления(удаления окиси меди).

Серебро легко окисляется озоном с образованием очень прочного черного окисла серебра, активно вступает в реакцию с серосодержащими соединениями, образующаяся черная пленка не препятствует продолжению реакции. На практике серебро защищают — гальваническим родированием, покрытием тонким слоем никеля или слоем прозрачного лака, так же используют пассивирование воском для длительного хранения.

Источник

Извлечение золота и серебра в свинцовом производстве

Технология пирометаллургического производства свинца включает в себя следующие стадии (рис. 10.1):

— агломерирующий обжиг концентрата;

— восстановительную плавку огарка;

— рафинирование чернового металла.

Aгломерирующий обжиг обычно проводится на спекательных (агломерационных) машинах. В процессе агломерации флотационных концентратов происходит окускование материала, смешивание его с флюсами и осуществляется окислительный обжиг с переводом свинца из сульфида в оксид PbO. Как правило, золото и серебро в спеке присутствуют в металлическом состоянии, а серебро — также в виде сульфида Ag:S. В процессе восстановительной плавки спека в шахтной печи происходит восстановление оксида свинца до металла, при этом образуется жидкий свинец (веркблей) и шлак. Основная масса золота и серебра при плавке концентрируется в веркблее.

При наличии в спеке сульфидов меди, цинка, мышьяка и сурьмы образуются дополнительные продукты плавки — штейны и шпейзы, которые являются хорошими растворителями благородных металлов. Образование штейнов и шпейз при свинцовой плавке нежелательно, так как в этом случае возникает необходимость дополнительной переработки этих продуктов с целью доизвлечения золота и серебра, что сопряжено с излишними потерями металлов и дополнительными затратами. Поэтому при наличии в концентратах меди, сурьмы и мышьяка агломерирующий обжиг целесообразно производить до полного удаления серы, мышьяка и сурьмы в газовую фазу.

Полученный в результате плавки металлический сплав — веркблей обычно содержит около 96 % свинца и до 0,5 % суммы благородных металлов. В основном содержание золота и серебря в веркблее зависит от их содержания в исходном концентрате, нередко их количество имеет значительную ценность, а иногда даже превышает ценность самого свинца.

Читайте также:  Что нагревается быстрее медь или свинец

Выделение золота и серебра из веркблея в товарную продукцию производится на стадии рафинирования чернового свинца с использованием операции «обессеребривания».

Перед обессеребриванием свинец освобождается от излишних примесей, в частности, меди. Металл плавится при низкой температуре и размешивается. Присутствующая в нем медь при этом всплывает на поверхность и снимается в виде так называемого шликкера. При дальнейшем повышении температуры расплава из него удаляются олово, мышьяк, сурьма и другие металлы в виде оксидов, с некоторым количеством образующегося глета. В присутствии значительного количества меди основная масса благородных металлов переходит в шликкера, и медь не полностью удаляется из веркблея. Для предотвращения этого медь переводят в сернистое соединение, которое обладает меньшей коллектирующей способностью по отношению к серебру (и золоту). Это осуществляется при добавлении в расплавленный металл чистого свинцового блеска. Происходит обменная реакция, в результате которой медь сульфидируется и в виде Cu2S всплывает на поверхность, a cвинец из сульфиде переходит в металлическое состояние. Лучшие результаты получаются при добавлении в расплавленный свинец чистой измельченной серы.

Обессеребривание веркблея может быть осуществлено по методу Паттинсона или Паркеса, а в отдельных случаях — купеляцией или электролитом.

При многообразии применяемых на заводах приемов и схем по обессеребриванию чернового свинца, все они по существу сводятся к двухстадиальному процессу, принципиальная схема которого представлена на рис. 10.2.

Для извлечения благородных металлов из чернового свинца, содержащего до 50 г/т золота и 5 кг/г серебра, применяют металлический цинк.

Использование цинка продиктовано тем. что он образует с золотом и серебром ряд интерметаллических соединенно (AuZn, AuZn3, Ag2Zn3 и др.) и твердых растворов, имеющих относительно высокую по сравнению со свинцом температуру плавления: меньшую по сравнению с расплавом свинца плотность и при этом практически не расширяющихся в расплаве свинца.

При введении металлического цинка в свинцовый расплав указанные соединения образуют «серебристую пену», которая может быть легко отделена от расплава и в дальнейшем подвергнута самостоятельной металлургической переработке.

Обессеребривание начинают с растворения богатой оборотной пены предыдущем операции в расплаве исходного чернового свинца находящегося в рафинированном котле. Пену в виде блоков загружают на поверхность ванны свинца и при 530 °C интенсивно перемешивают. Обычно количество оборотной пены равно 10-12 % массы ванны. Затем при снижении температуры до 510-480 °С богатую товарную пену, всплывшую на поверхность, снимают. При выходе пены, составляющем 1,5-2 % массы свинца, она содержит 60-110 кг/г серебра, 100-200 г/т золота, 25-30 % цинка, 60-70 % свинца. В товарной пенс до 10 % Pb и Zn находится в виде оксидов.

В свинце после съема богатом пены должно содержаться не более 150-300 г/г серебра. На поверхность такого свинца загружается расчетное количество цинка при 480 °C. Затем при интенсивном перемешивании ванны растворяют цинк в свинце. Обычная продолжительность растворения 40-60 мин. После окончания растворения приступают к съему оборотной пены при непрерывном охлаждении ванны от 480 до 330 °C.

В зависимости от режимов охлаждения съемы оборотной пены подразделяют на 2 группы. Первая — богатая пена, снятая в интервале температур 450-480 °C, и вторая — бедная пена, снятая при 380-330 °C. Богатые и бедные пены складируют отдельно. Процесс заканчивают охлаждением ванны до 330-325 °C при содержании серебра в свинце не более 5 г/т.

Весь цикл обессеребривания проводят в одном когда. Продолжительность цикла в котлах вместимостью 260-350 т составляет 18-20 ч.

Расход цинка зависит от исходного содержания серебра, степени очистки свинца. При содержании Ag 1-2 кг/т обычно расходуется 8-15 кг/г цинка. После обессеребривання в свинце содержится 0,6-0,7 % цинка. что составляет 40-60 % от исходного количества. Остальной цинк переходит в товарную пену.

Процесс обессеребривания может быть осуществлен и в непрерывном режиме, с использованием специальных рафинировочных аппаратов, что позволяет значительно сократить продолжительность обработки и произвести более глубокую очистку свинца от благородных металлов (содержание серебра в обессеребренном свинце 0,7-1,5 г/т).

Пену, получаемую при периодическом или непрерывном обессеребривании свинца, подвергают дистилляции с целью удаления и утилизации цинка, полученный остаток (серебристый свинец) купелируют.

Дистилляцию цинка проводят обычно в ретортах при атмосферном давлении и температуре 1200 °С. С целью улучшения санитарно-гигиенических условий труда на данной операции и исключения «дроссо-образования» в ретортах разработан вакуумный способ обесцинкования пены, позволяющий за 40 мин обработки при температуре 600 °С и вакууме 1 мм рт.ст. достичь остаточных содержаний Zn в серебристой пене ниже 0,1 %. Вакуум-дистилляционный способ переработки серебристого свинца успешно освоен на Чимкентском свинцовом заводе (Казахстан). В сплав с суммарным содержанием благородных металлов около 50 % извлечение серебра составляет 97,5 %.

Читайте также:  Свинец что за материал

Процесс купеляции основан на более высоком (по сравнению с Au и Ag) сродстве к кислороду свинца, а также других компонентов пены: Zn, Cd, As, Sb, Tc, Se, Bi. Купеляцию проводят в отражательной печи, имеющей небольшую выдвижную ванну — купель, выложенную из магнезитового кирпича в плоской металлической коробке и нагреваемую пламенем, проходящем над ней от одной стенки к другой.

Операцию осуществляют следующим образом. На поверхность расплавленного металла направляется струя воздуха, который окисляет свинец (до глета PbO) и другие примеси. Последние растворяются в глете, всплывают вместе с ним на поверхность ванны и удаляются воздушным потоком в купель. Процесс протекает в непрерывном режиме: в печь загружают чушки серебристого свинца и непрерывно сгоняют глет. Когда ванна заполняется серебром, загрузку свинца прекращают, окисляют остаток свинца и серебра. Сплав серебра с золотом (97 % по сумме благородных металлов) отливают в чушки и направляют на аффинаж.

В работе рассмотрен усовершенствованный способ купеляции серебристого свинца, в cooтветствии с которым данный процесс осуществляется не в отражательной, а в шахтной печи со стальным кессонированным кожухом. Максимальное извлечение серебра в металл Доре (более 97 %) достигается при температуре 1050 °С. Способ, прошедший апробацию на опытном заводе Мельбурна (1987 г.), успешно внедрен на одном из заводов Австралии.

Возможны и другие способы переработки серебристой пены.

Так. на заводе Сан-Гавино (Италия) исследован и внедрен процесс переработки пены, заключающийся в удалении из нее цинка едким натром, отливке полученного серебристого свинца в аноды и рафинировании последних в сульфаминовом электролите. В результате электролиза получают чистый электролитный свинец и анодный шлам, богатый серебром. Считается, что этот процесс является экономически более выгодным, чем описанный ранее.

Свинец может быть обессеребрен и электролитическим путем. «Сырая» свинцовая чушка используется в качестве анода, а катодом служат листы высокочистого свинца. Электролит представляет собой раствор свинца в кремнефтористоводородной кислоте. Чистый свинец осаждается на катоде, а серебро, золото и другие примеси переводятся в анодный шлам и осаждаются на дне ванны. Способ обработки шлама зависит от его состава. Однако простого и дешевого способа обработки, позволяющего извлечь все ценные металлы, заключающиеся в шламе, пока не найдено.

Наряду со стандартной технологией агломерации и плавки в шахтной печи (доля которой в мировой добыче свинца в 1984 г. составила 90, а 1992 г. — 71 %), интенсивно разрабатываются и внедряются в промышленность новые методы пирометаллургической переработки свинцовых концентратов. К их числу относятся: свинцово-цинковая шахтная плавка, КИВЦЕТ и некоторые другие, не требующие предварительной агломерации. Применение этих методов позволяет существенно сократить токсичные выбросы в атмосферу, более полно утилизировать тепло экзотермических реакций окисления сульфидов и за счет применения кислородного дутья получать более концентрированные по SO2 отходящие газы.

Тем не менее, несмотря на указанные выше преимущества прямых способов плавки, классический двухстадиальный способ (агломерация + шахтная плавка) остается пока в мировой практике более предпочтительным

Описанная выше технология извлечения благородных металлов из свинцовых руд и концентратов является достаточно сложной и энергоемкой. Поэтому использование ее на отдельных, даже крупных золотодобывающих предприятиях представляется мало вероятным.

Однако вполне возможна централизованная переработка упорных золотосодержащих концентратов путем совместной плавки их со свинецсодержащими полупродуктами. Институтом металлургии Уральского отделения АН СССР и Казахским политехническим институтом, совместно со специалистами одного из предприятий цветной металлургии СССР, разработан и внедрен процесс аккумулирующей электроплавки золото-серебросодержащих продуктов (гравитационных концентратов, флюсовых руд, руд малых месторождений). В качестве аккумулирующих свинецсодержащих компонентов используются продукты от рафинирования чернового и сурьмянистого свинца (шликкера, спрудина), гранулированные продукты разделки аккумуляторного лома, высокосортные свинцовые концентраты, а также свинцовые полупродукты (глет купелирования, изгарь, паста и др.). Конечным продуктом электроплавки является черновой свинец, обогащенный благородными металлами, который может быть переработан на месте (по схеме, представленной на рис. 10.2) или направлен в качестве товарного продукта на специализированный свинцовый завод.

Источник

Adblock
detector