Потери драгоценных металлов при анализе во вторичном сырье (часть 2) - От идеи, до результата!

Перейти к контенту

Потери драгоценных металлов при анализе во вторичном сырье (часть 2)

Наряду с летучестью металлов при осуществлении пирометаллургических процессов нельзя не учитывать также склонность в расплавленном состоянии драгоценных металлов и входящих в их сплавы других компонентов к интенсивному поглощению ряда газов и характер взаимодействия с ними. Интенсивное поглощение газов расплавленными металлами сопряжено со столь же интенсивным их выделением из расплавов при кристаллизации, что может вызывать существенные механические потери за счет разбрызгивания. Сколь велика интенсивность поглощения расплавленными драгоценными металлами различных газов и соответственно этому выделения поглощенных газов при кристаллизации расплавов, можно видеть из следующих данных. Например, расплавленное золото способно поглощать до 0,25, а в токе углекислоты до 7,8 частей воздуха на 1000 частей металла. Один объем расплава золота может поглотить 37—46 объемов атомарного водорода и 33—46 объемов кислорода. Серебро в воздушной атмосфере при плавке поглощает до 22 объемов кислорода, который интенсивно выделяется при кристаллизации расплава, вызывая разбрызгивание последнего, а также образование наростов и вздутий на поверхности отлитых слитков. При кристаллизации серебра в восстановительной атмосфере возможность образования газовой пористости в отлитых слитках возрастает вследствие взаимодействия выделяющегося из расплава кислорода с водородом или другим восстановительным газом.
Пары воды и углекислый газ на расплавленное серебро влияют весьма мало, поскольку упругость разложения окиси серебра значительно выше упругости диссоциации этих газов. Атомарный водород растворяется как в твердом, так и в расплавленном серебре. С повышением температуры растворимость вначале растет, а затем падает вследствие повышения упругости паров серебра.

Водород, углеводороды и окись углерода восстанавливают окись серебра, выполняя роль дегазаторов кислорода. Сплавы серебра с медью занимают по отношению к растворимости кислорода и водорода и взаимодействию с ними промежуточное положение между серебром и медью. Кислород в этих сплавах находится в виде закиси меди, которая сама может содержать в растворе небольшое количество закиси серебра. Атомарный водород в этих сплавах растворяется, но не пропорционально составу. Растворимость водорода в расплавах серебра с медью выше, чем в твердых сплавах, вследствие чего при затвердевании расплавов из них выделяется излишек водорода. Аналогично действуют на эти сплавы, хотя и несколько меньше углеводороды. Азот и окись углерода на серебряномедные сплавы вредно не действуют.

Платина и палладий
склонны к поглощению большого объема кислорода, который при литье и кристаллизации расплавов выделяется, вызывая их разбрызгивание и образование пузырей в слитках. Растворимость атомарного водорода в платине значительно меньше; заметная растворимость (4 см 3 в 100 г металла) наблюдается свыше 900° С. Наоборот, палладий очень интенсивно поглощает водород; в порошкообразном состоянии он способен поглотить до 1000 объемов водорода.
Изучение потерь металлов показывает, что потери драгоценных и других металлов (входящих в их сплавы) на угар и неликвидные металлсодержащие отходы при плавке и литье зависят от следующих факторов:


1) Cтепени сродства металлов и сплавов к кислороду (теплоты образования окислов) — чем она больше, тем больше интенсивность окисления и потери металлов на угар и в неликвидные металлсодержащие отходы;

2) Плотности металлов, сплавов — чем меньше плотность, тем, как правило, больше окисление и летучесть;

3) Отношения температуры нагрева металла при плавке и литье к температуре его кипения — чем оно больше, тем интенсивнее испарение;

4) Времени плавки и литья (времени нахождения металла, сплава под нагревом, особенно в расплавленном с перегревом состоянии) —чем оно больше, тем выше потери на окисление и испарение;

5) Технологической совершенности—условий ведения плавки металлов, сплавов и разливки расплавов в слитки.

Например, если плавке подвергнуто 200 000 г шихты, содержащей 87,5%, или 175 000 г, серебра и 12,5%, или 25 000 г, меди, плавку вели при температуре 1150° С в течение 0,75 ч, т. е. с перегревом сверх температуры расплавления для серебра (1150—960) = 190 град и для меди (1150—1083) =67 град, то минимальные расчетные потери на угар при плавке и литье составят: относительные, согласно формулам (76, 77) или данным табл. 8 и абсолютные, согласно формулам (78, 79), серебра: Уср=0,024% и Пср = 175 000* 0,00024=42 г; меди: У м= =0,050% и Пм=25 000-0,00050= 12,5 г; шихты в целом: Пш=42+12,5=54,5 г.
Следовательно, расчетный выход сплава и компонентов составит от загрузки: сплава: 200 000—54,5= = 199945,5 г; серебра в сплав: 175 000—42=174 958 г; меди в сплав: 25 000—12,5=24987,5 г.
Достоверность расчетных потерь компонентов шихты и шихты в целом можно проверить по результатам продуктов ее переработки (взвешиванием полученных слитков сплава и его апробированием по содержанию компонентов) .
Вместе с тем, данную методику можно применить и для определения расчетных потерь драгоценных и других металлов при опробовании этих металлов во вторичном металлическом и заметалличенном сырье, усредненном перед пробоотбором пирометаллургической обработкой в индукционных печах без магнитопровода. При этом расчетные абсолютные величины потерь металлов определяют не от количеств металлов, загружаемых в плавку (поскольку они точно неизвестны), а от их фактического выхода во все продукты пирометаллургичес- кого усреднения, в которых они могут быть опробованы.

Если перед пирометаллургическим усреднением отходы сплава взвешивали и, следовательно, известна их фактическая исходная масса, то ее величина может быть критерием проверки достоверности произведенного расчета (по итоговому результату). Однако такая проверка далеко не всегда возможна при апробировании вторичного сырья. В частности, она теряет смысл в тех случаях, когда сырье содержит полностью выгорающие компоненты и примеси либо когда в продуктах апробирования фактически определяют не все, а только часть компонентов, содержащихся в исходном сырье и перешедших в том или ином состоянии в эти продукты.

Физическая природа и величина потерь драгоценных металлов при опробовании этих металлов во вторичном сырье с применением других способов его усреднения определяются всецело сущностью этих методов и аккуратностью их осуществления. Например, при усреднении сырья дроблением, истиранием и механическим перемешиванием потери материала в основном связаны с его пылением и тем в большей степени, чем выше степень его измельчения и истирания, чем меньше в нем адсорбированной влаги и интенсивнее его пересыпание и чем больше неплотностей в аппаратуре и укрытиях, применяемых для выполнения этих процессов, а также чем интенсивнее отсос пыли из рабочей зоны аппаратуры. При усреднении сырья химической или электролитической обработкой (травление в кислотах и щелочах с последующим осаждением из полученных солевых растворов шламов или электролитическое их получение, отделение их от маточных растворов, отмывка от остатков травителя и обезвоживание на фильтрах и т. д.) потери драгоценных металлов в основном связаны с уносом их частиц с парами влаги и травителя в вентиляционные отсосы, с проливами растворов, с проскоками частиц шламов через фильтры и т. п.
Для всех этих (не пирометаллургических) процессов пока не выработано никаких методов теоретического расчета потерь драгоценных металлов. Однако многолетний опыт работы показывает, что потери драгоценных металлов во вторичном сырье при его переработке в аффинированные металлы составляет примерно следующие величины: при размоле, истирании, перемешивании, пересыпании и т. п. процессах, связанных с пылением, от 0,03 до 0,1%; при химическом или электролитическом обогащении и усреднении от 0,02 до 0,04%.


Читайте далее:, Основные направления сокращения потерь драгоценных металлов при анализе...

Назад к содержимому