ПРОИЗВОДСТВО ВИСМУТА
Основное количество висмута, по крайней мере 80%, получают попутно со свинцом. Собственные минералы его: висмутин Bi2S3, тетрадимит — Bi2TeS и пр. числом более 50 весьма редки. Чаще всего этот металл дает изоморфную примесь в галените либо в сульфидах меди и железа. В свинцовых концентратах висмута тысячные, но иногда десятые доли процента, в медных и оловянных — тысячные и сотые доли процента.
При выплавке свинца висмут сопутствует основному металлу, девять десятых его прямо переходят в черновой свинец, а остальной циркулирует в оборотах и частично теряется. Съемы грубого обезмеживания уносят в оборот до одной трети висмута; однако с внедрением плавки на свинцово-натриевый штейн эта цифра снизилась более чем вдвое. Значительные количества висмута теряются с товарным свинцом. Они тем больше, чем ниже марка металла. Свинец С2 уносит его в пять раз больше, чем С1, а потери в металле марки С00 сравнительно с последним в одиннадцать раз ниже.
В производстве меди висмут из концентратов и руд переходит преимущественно как возгон Вi2О3 в обжиговые и конверторные пыли, меньше его попадает в шламы электролиза, концентрация висмута здесь выше, но извлечение труднее.
Количество концентратов, получаемых из редких руд висмутина, самородного висмута и некоторых других минералов, весьма невелико, хотя они подчас богаты. В общем производстве металла доля собственно висмутового сырья не более 15%. Округляя ориентировочные, данные, можно составить следующий перечень источников висмута, %:
Свинцовые концентраты…..80
Пыли медеплавильных заводов……10
Прочее сырье……. 10
Огневое рафинирование висмутовых съемов, как известно из предыдущего, начинается переработкой материала, в котором 5—7% висмута (иногда до 20%), 0,6% кальция, 1 % магния, остальное свинец. После плавки со щелочью и селитрой при температуре 500°С из них получают сплав (6% Bi), при хлорировании которого можно получить висмут чистотой 99%. Съемы обезвисмучивания иногда также плавят под слоем РbСl2, окисляющим кальций и магний:
РbСl2 + Са(Mg) = СаСl2(MgCl2) + Pb
После удаления шлака сплав обрабатывают при температуре 540° С элементарным хлором. Свинец хлорируется прежде висмута в результате реакции:
3Рb + 2ВіСl3 = 3РbСl2 + 2Вi
ΔZ800°C= — 270 кДж.
Способ прост, но дает металл низкого качества и требует переработки хлоридного шлака.
Электролиз анодов из первичного висмутового сплава в кремнефтористом электролите требует более сложной установки, но дает металл высокого качества.
Аноды отливают массой по 150 кг, размеры их 750Х650Х ХЗО мм.
Катоды из чистого свинца на 20 мм шире и длиннее, толщина их б мм. В ванне помещают 7 анодов и 8 катодов.
Электролит, состоящий из 0,2-м раствора PbSiF6 (45 г/лРb) и 0,4-м H2SiF6 (60 г/л), циркулирует со скоростью 15 л/мин, температура его 45° С. Анодная плотность тока 210 А/м2, расстояние между электродами 50 мм, напряжение на ванне 0,75 В.
Шлам счищают с анодов еженедельно, а остатки плавят на новые аноды.
Катодный свинец соответствует марке СО, но содержит до 0,1% висмута, его возвращают на обезвисмучивание.
Шлам после промывки и сушки имеет следующий состав:
Элемент …. Pb В і Сu Ag Аu
Концентрация, % .3 90 0,3 0,15 0,001
(1500 г/т) (10 г/т)
При влажности 7% шлам плавят с содой (2%) и углем (4%) при температуре 1100° С, получая черновой висмут и оборотный шлак. Последний после накопления плавят с содой и коксом, получая черновой висмут и отвальный шлак (0,1% Bi).
Статья на тему Производство висмута