Recycling of bismuth oxides

OBRABOTKAMETALLOV Vol. 23 No. 3 2021 159 MATERIAL SCIENCE Т а б л и ц а 3 Ta b l e 3 Состав шихты для восстановительной плавки висмутистых окислов Composition of the charge for reducing melting of bismuth oxides Опыт / Experiment Окислы , г / Oxides, g Na 2 CO 3 , г / Na 2 CO 3 , g SiO 2 , г / SiO 2 , g Графит , г / Graphite, g 5 100 15 11 7 6 100 15 26 5 7 100 22 13 3 8 100 33 12,5 5 9 100 66 25 5 Для оптимизации операций восстановитель - ной плавки висмутистых окислов варьировали количество флюсов (Na 2 CO 3 , SiO 2 ) и восстано - вителя ( графит ), взятых в массных соотношени - ях ( табл . 3) Количество флюсов взято на основе предва - рительного расчета составов шлаков в бинарной системе Na 2 O–SiO 2 , позволяющего прогнозиро - вать температуру плавления последних . Расчет вели в двух вариантах исходя из возможности формирования как мета -, так и орто - силикатов натрия , для чего долю SiO 2 поддерживали на уровне 45…75 % масс . согласно температуре ликвидуса 800…1100 º С . Критерием оптимальных режимов основ - ных операций восстановительной плавки вис - мутистых окислов является степень извлече - ния целевых металлов в металлическую фазу ( табл . 4 и 5). Расход флюсов является основополагаю - щим на показатели плавки . Для опытов 5, 7 расчетный состав шлаков , %: 42,4…78,2 Na 2 O; 21,8…57,6 SiO 2 исходя из диаграммы состоя - ния двойной системы , должен способствовать расслоению фаз , которое на практике не фик - сируется , что свидетельствует об отсутствии полного расплавления материала . Дополни - тельную информацию можно получить путем перехода к тройной системе Na 2 O–SiO 2 – СаО , где фигуративные точки предполагаемых со - ставов шлака , %: 67,8…70,2/33,8…36,3 Na 2 О ; 19,6…22,4/41,9…46,0 SiO 2 ; 9,9…10,2/20,2–21,8 СаО попадают в области с температурами лик - видуса 1200…1500 º С , значительно превышаю - щими заданную температуру . Аналогичные рассуждения можно приме - нить по составу шлака в системах Na 2 O–SiO 2 – Mg О и Na 2 O–SiO 2 –Fe О . Рассмотрение много - Т а б л и ц а 4 Ta b l e 4 Результаты плавки висмутистых окислов при температуре 1150 º С Results of melting of bismuth oxides at a temperature of 1150 °C Оптимизация состава шихты Optimization of the charge composition Продукт , кол - во , г / Product, Q-ty, g Опыт № 6: Содержание ( β ), % / Распределение ( ε ) компонента , % Experiment No 6: Content ( β ), % / Distribution ( ε ) of the component, % Bi Pb Zn Sb As Sn C плав 67,3/ Alloy 67.3 7,06/89,0 81,64/99,0 0,03/0,4 1,15/32,2 ‒ 0,17/7,2 Шлак 44,8/ Slag 44.8 0,06/0,5 1,81/1,0 6,72/46,9 1,24/23,1 1,55/39,9 1,17/33,6 Пыль 20,8/ Dust 20.8 2,69/10,5 ‒ 16,29/52,8 5,16/44,7 5,03/60,1 4,43/59,1