Transcript Výroba olova

Výroba Pb
- modrobílý, na čerstvém řezu lesklý
-
11,34g/cm3,
teplota
tavení
kov
327°C
(10,69g/cm3)
- teplota varu 1740°C (550°C se začíná
vypařovat)
- špatný vodič tepla a elektřiny
- nejměkčí z běžných kovů
Použití
- výroba plášťů zemních kabelů
-
ochrany
proti
rentgenovému
radioaktivnímu záření
- broky a jádra střel
- výroba akumulátorových baterií
- slitiny a sloučeniny
a
Použití
- výroba plášťů zemních kabelů
-
ochrany
proti
rentgenovému
a
radioaktivnímu záření
- broky a jádra střel
- výroba akumulátorových baterií
- slitiny: PbSb, pájky - PbSn, ložiskové
kovy - PbSnSb
- sloučeniny: uhličitan, oxidy
Výskyt
pouze ve sloučeninách
Galenit - PbS
Cezurit - PbCO3
Anglezit– PbSO4
- galenit je nejdůležitější a nejrozšířenější minerál
- hlavní nečistoty rud: Cu, Zn, Sb, Fe, As, Sn, Ag, Bi
velké množství jalovin
Výskyt
pouze ve sloučeninách
Galenit - PbS
Cezurit - PbCO3
Anglezit– PbSO4
- selektivní &kolektivní (PbZn)koncentrát: 40-70% Pb
-
jiné
zdroje
(40%):
odpady
jako
akumulátory, kabely atd.
vyřazené
Výroba
Pb se vyrábí výhradně pyrometalurgicky
- Redukční pražení: 90%
- ISP: 5 %
- Jiné: 5%
Výroba olova
Pražení:odstranit síru, převést sirníky kovů na oxid
Aglomerace: zkusovět prachový koncentrát
Redukční tavení
Rafinace surového olova
Pražení a aglomerace
-
probíhají
v
aglomeračním
jenom
zařízení
(aglomerační pás)
-
zajistit
obsah
Pb
v
aglomerátu
pod
(míchání surového koncentrátu s vrátným podílem aglomerátu)
- částečně odstranit Sn and Sb ve formě As2O3 a Sb2O3
2%
Redukční pražení v šachtové peci
Získat co největší množství kovového olova
Rozpustit co největší množství drahých kovů v Pb
všechny složky jaloviny+Zn do chudé strusky
Oddělit měď od olova v podobě kamínku
(větší množství Cu ve vsázce jinak do surového Pb)
Redukční pražení v šachtové peci
- vsázka: aglomerát, koks, vápenec
Hlavní reakce v peci
PbO + CO = Pb + CO2
PbO.SiO2 + CaO = PbO + CaO.SiO2
PbO.Fe2O3 = PbO + Fe2O3
PbSO4 = PbO + SO3
PbS +2PbO = 3Pb + SO2
PbSO4 + 4 CO = PbS + 4 CO2
PbSO4 + Pb = 2PbO + SO2
PbSO4 + SiO2 = PbO.SiO2 + SO3
Redukční pražení v šachtové peci
1. pásmo: do 400°C, vsázka se vysušuje a předehřívá
2. pásmo (redukční): 400-900°C, odstranění vázané voda,
rozklad uhličitanů a síranů, redukce oxidů kovů, měď
sulfiduje.
3. pásmo (tavící): nad 900°C, stéká vyredukované olovo do
nístěje a rozpouští v sobě ostatní kovy (Au, Ag, Cu, As,
Sb, Sn, atd.).
Redukční pražení v šachtové peci
Redukční pražení v šachtové peci
plynulé
olova
(princip
nádob)
vypouštění
z
nístěje
spojitých
Konstrukce olovářské šachtové pece
Produkty redukčního pražení
-surové olovo
90-96% Pb, 0,2-2,5% Cu, 0,5-5% Sb, 0,1-0,8% As, 0,1-1,5%
Sn, 0,06-0,5% Ag
-Struska
25 - 32% SiO2, 34 - 40% FeO, 10 - 16% CaO, 5 - 8% Al2O3 +
MgO, Pb, ZnO
- pecní plyny
CO, CO2, SO2, vodní pára, N2, prach (3-50 g/m3, 40 - 80%
Pb, toxické)
Rafinace surového olova
- odstěrování a odměďování
- odstranění As, Sn, Sb
- odstranění drahých kovů
- odvizmutování.
Rafinace surového olova
odstěrování :
- vymíchávání při teplotách kolem 500°C
- mechanické nečistoty vyplouvají na povrch olovněné
lázně (rozdíl měrných hmotností)
- stahují se jako stírka
Rafinace surového olova
odměďování :
- omezené rozpustnosti Cu v Pb při nízkých teplotách
větší slučivosti Cu se S ve srovnání s Pb
- hrubé odměďování:
snížení rozpustnosti Cu v Pb s klesající teplotou
v plamenné peci (vycezování), v kotli ( likvace)
- jemné odměďování (teplota do 350°C):
vmíchat elementární S nebo sirníkový koncentrát
stahovat
vzniklý
Cu2S,
obsah
Cu
do
0,002%
Rafinace surového olova
odstranění Sn, As, a Sb
- větší afinita s kyslíkem ve srovnání s olovem
- oxidace vzduchem a oxidace ledkem sodným
- oxidace vzduchem:
500°C k odstranění Sn, 700°C-800°C k odstranění
As, Sb
Rafinace surového olova
odstranění Sn, As, a Sb
-
oxidace dusičnanem sodným (Harrisova rafinace)
+
tavenina hydroxidu sodného, teplota 500°C
+ oxidy As, Sb, Sn mají kyselý charakter,vytvářejí za
tepla s kysličníky alkalických
antimoničnanay, a cíničitany
kovů arzeničnany,
Rafinace surového olova
odstranění Sn, As, a Sb
-
oxidace
dusičnanem
2NaNO3 = Na2O +2.5 O2 + N2
2As + 2.5 O2 =AsO5
Sn + O2 = SnO2
2Sb + 2.5 O2 = Sb2O5
As2O5 + 3Na2O = 2Na3AsO4
Sb2O5 + 3Na2O = 2Na3SbO4
SnO2 + Na2O = Na2SnO3
sodným
(Harrisova
rafinace)
Rafinace surového olova
odstraňování drahých kovů Parkesovým způsobem
-
tvorba
s
kovovým
Zn
intermetalické
sloučeniny
(vyšší teplotou tavení a menší měrnou hmotností než olovo)
-
teplota
500°C,
míchání,
ochlazování
zhuhnutí, vznik pěny bohaté na drahé kovy
- vakuové odzinkování
téměř
do
Rafinace surového olova
odstraňování Bismutu
atd1.) Kroll-Betterronův působ (do 1% Bi)
- přidávání litiny Pb-Ca (3- 4% Ca) a kovového Mg
- snížení teploty z 400°C do 360°C, vznik pěny
atd2.) elektrorafinace olova ( obsah Bi >1%)
-
elektrolyt
:
fluorokřemičitan
olovnatý
fluorokřemičitá
- katody z Pb
- Bi a ušlechtilé kovy do anodových kalů
+
kyselina