Макет страницы
Остаток от спекания, содержащий диспут, свиней и щелочные металлы
Зажигание спет путем нагревания на воздухе
I
Адтогенное сгорание
Флюс, например PbC)2
I
Порошок, содержащий Bi, Pb1PbO и окислы щелочных металлов
Селективное растворение окислов
Шлж\
Ранее концентрирование висмутидов проводилось либо путем Механического прессования шлака либо ожижением с использованием флюса. При прессовании шлака стальными пластинами гидравлического пресса происходит выдавливание некоторого количества расплавленного свинца из частиц висмутида. Однако, в результате сильного сжатия поры твердой массы спекшихся висмутидов скоро оказываются блокированными и дальнейшее удаление свинца становится невозможным. В результате этого в спеке висмутидов остаются значительные количества расплавленного свинца, частично или полностью окружающего частицы висмутида.
Кроме того, прессованный спек является практически непроницаемым для воздуха, хотя последующее извлечение висмута по процессу фирмы «Азарко» требует подачи воздуха во внутреннюю часть спека щелочных висмутидов. При использовании метода ожижения необходимо считаться с большими расходами, поскольку значительные количества висмута возвращаются в свинец, а применяемый хлоридный флюс является дорогостоящим. Кроме того, в этом случае возникает проблема удаления образующихся солевых шлаков, которая довольно трудно разрешима. Процесс ожижения также требует применения высоких температур — около 700 °С.
В процессе, разработанном К. Р. Ди Мартини и В. Л. Скоттом (патент США 4039323, 2 августа 1977, фирма «Азарко Инкорпорейтед»), висмут извлекают в виде металла или сплава со свинцом из сконцентрированного спека шлаков девисмутизации путем нагревания спека до температуры воспламенения в атмосфере воздуха. Воспламенившаяся смесь сгорает аутогенно, как правило без образования пламени; при этом происходит окисление щелочных металлов и части свинца. Образовавшийся при сгорании порошкообразный остаток состоит из висмута, свинца, оксида свинца и оксидов щелочных металлов. Затем оксиды свинца и щелочных металлов селективно растворяют в подходящем флюсе, например расплавленном хлориде свинца, и флюс, содержащий оксиды, сгребают с поверхности образовавшегося сплава свинца с висмутом. В случае необходимости выделения элементарного висмута свинец, находящийся в сплаве, может быть отделен, например путем взаимодействия взвешенных капель или макрочастиц расплавленного сплава с Cl2, приводящего к образованию PbCl2. С той же целью можно применить метод электролиза или продувать расплавленный в тигле Pb—Bi-сплав воздухом, в результате чего образуется глет, который может быть удален.
Схема процесса показана на рис. 19. Воздухопроницаемый спек, содержащий висмутиды щелочных металлов, например висмутид кальция-магния CaMg2Bi2 и свинец, воспламеняют, нагревая до температуры воспламенения в открытом сосуде в присутствии воздуха; обычно нагрев проводят до температуры =s450—490 СС (в случае висмутида кальция-магния). Воспламенившийся спек сгорает с образованием порошкообразного остатка металлического висмута, металлического свинца, оксида свинца PbO и оксидов щелочных металлов, например CaO и MgO. Природа висмутидного спека такова, что она позволяет воздуху проникать в его внутреннюю часть и поддерживать процесс горения до полного сгорания и образования порошкообразного остатка.
Pb-Bi - сплав
Разделение Pb и Bi
Рис
19. Схема процесса" выделения висмута из шлаков девисмутизации
