Пирометаллургия

Пирометаллургия - старейшая технология металлургии, связанная с протеканием высокотемпературных металлургических процессов. К видам пирометаллургических процессов относятся обжиг, плавка, рафинирование, конвертирование и дистилляция. Пирометаллургиче- ская схема получения металлов состоит из обогащения сырья с выделением концентрата, разложения концентрата, восстановления концентрата до металла. Последняя стадия базируется на углетермии, металлотермии и электролизе.

В пирометаллургии находит применение подготовительная стадия, протекающая при температурах, не превышающих температур плавления сырья. На этой стадии удаляются вредные примеси, и происходит агломерация. Важное место в процессе занимает концентрирование и очистка сырья от примесей. Для этого используется технологический прием - плавка, при которой образуются не смешиваемые слои жидкостей. Это металлический расплав, шлак (сложные оксиды), штейн (сплав сульфидов), солевые расплавы.

Металлы могут быть получены посредством термической диссоциации химических соединений [43]:

При диссоциации обычно образуются соединения промежуточной валентности, например:

где Ъь bj-, п, т, q,p- стехиометрические коэффициенты.

В качестве примера можно привести последовательные реакции:

Для извлечения и разделения металлов применяют хлорирование сульфидов или оксидов металлов:

Хлорирование оксидов протекает по схеме:

В табл. 12 представлены значения AG подобных реакций для некоторых оксидов [43]. Очевидно, что хлорирование оксидов двувалентных металлов протекает легко. Для металлов более высокой валентности AG даже при 1000°С имеет положительные значения.

Таблица 12

_Значения АС хлорирования оксидов_

Реакция

AG, кДж/моль

500°С

1000°С

РЬО + С12 ->• РЬСЬ + 1/202

-100,83

-104,60

CdO + С12 -> CdCl2 + 1/202

-88,70

-94,98

МпО + С12 МпС12 + 1/202

-51,46

-41,42

NiO + С12 —? NiCl2 + 1/202

-38,49

-26,78

ZnO + С12 -> ZnCl2 + 1/202

-37,23

-73,64

SnO + С12 -> SnCl2 + 1/202

-35,56

-69,45

FeO + С12 —? FeCl2 + 1/202

-31,80

-21,76

Мо02 + С12 -> МоС12 + 1/202

+ 16,74

+25,94

1/ЗСг203 + С12 ->• 2/ЗСгС13 + 1/202

+59,83

+77,82

l/2Ti02 + С12 -» l/2TiCl4 + 1/20,

+79,50

+66,53

1/ЗА1203 +С12 ->• 2/3 А1С13 +1/202

-

+39,33

Ag20 + С12 2AgCl - 1/20,

-188,28

Хлорирование облегчается в присутствии веществ, поглощающих кислород, например:

На практике часто приходится встречаться с обжигом сульфидных концентратов:

К восстановительным процессам можно отнести:

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >