Recycling of bismuth oxides

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 3 2021 162 МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ аналогичных производств , что может создать серьезные затруднения при прямой пироэлек - трометаллургической переработке висмутистого свинца . Подтверждением этому служат результаты лабораторного эксперимента по электролитиче - скому рафинированию висмутистых дроссов , %: 0,1…1,2 Bi; 0,6…12,0 Zn; 0,3 Sb; остальное Pb филиала ПСЦМ АО « Уралэлектромедь ». Элек - тролитом служил расплав эквимолярной эвтек - тической смеси PbCl 2 и KCl, температура про - цесса ‒ 823 К (550 º С ). Установлено , что наряду с висмутом (6,4…30 % Bi) в анодном продук - те в большом количестве накапливалась более электроположительная сурьма (16,5 % Sb), ис - ключающая возможность получения висмута чернового . В связи с этим необходимо предус - мотреть реагентную обработку сплава ( обезме - живание , щелочное смягчение ), аналогичную для рафинирования Pb- чернового при мини - мальных потерях висмута с Cu- шликерами и щелочными плавами . Сплав после реагентной обработки пригоден для пироэлектрометаллур - гического способа . Выводы 1. Совместная плавка (1100…1150 º С ) вис - мутистых окислов , карбоната натрия , диокси - да кремния и углерода , взятых в массовом со - отношении 100 : (15…66) : (11…25) : (5…7), позволяет перевести 89,0…93,6 % висмута и 99,5…99,7 % свинца из исходных окислов в вис - мутистый свинец , содержащий 7,06…7,32 % Bi и 80,6…81,6 % Pb. Основной фазой свинцово - висмутового сплава является элементный сви - нец . Выделяемый сплав пригоден для дальней - шей переработки по известным технологиям с разделением висмута и свинца . 2. Повышенный расход флюсов ведет к росту количества бедных по целевым металлам обо - ротных силикатных шлаков , %: 0,06…0,08 Bi; 1,23…1,81 Pb; 3,3…6,7 Zn; 0,6…1,2 Sb; 0,7…1,6As; 0,5…1,2 Sn; 17,9…21,6 SiO 2 ; 22,5…36,7 Na 2 O; 3,9…7,4 MgO; 2,5…6,3 CaO, в которые пере - ходит , %: 1,4 Bi; 2 Pb; 47 Zn; 23 Sb; 33 Sn. Ос - новные фазы шлака : Na 2 CaSiO 4 , Na 4 Mg 2 Si 3 O 10 , MgO, Pb, ZnS, PbS. 3. Совместная плавка (1150 ° С ) висмутистых окислов , карбоната натрия , диоксида кремния и углерода , взятых в массовых соотношениях 100 : 15 : 26 : 5 и 100 : (33–66) : (13–26) : (5–7), позволяет выделить висмутистый свинец ( выход 61,8…74,0 % от содержания окислов ) состава , %: 7,1…8,0 Bi; 81,3…86,1 Pb; 0,08 Zn; 2,54 Sb; 0,76 As; 0,70 Sn; 0,99 Cu; 0,03 Ag. Извлечение металлов в сплав , %: 95,6 Bi; 94,6 Pb; 0,8 Zn; 71,3 Sb; 30,4 Sn; 67,5 Cu. Основная фаза сплава – элементный свинец . 4. Повышенный расходфлюсов (66%Na 2 CO 3 , 25 % SiO 2 от Bi- окислов ) обеспечивает получе - ние легкоплавкого оборотного силикатного шла - ка ( выход 73…103 % от Bi- окислов ) состава , %: 0,03…1,20 Bi; 0,3…15,4 Pb; 5,9 Zn; 0,25 Sb; 0,99 As; 0,76 Sn; 0,02 Cu; 24,0 SiO 2 ; 55,6 Na 2 O; 7,7 MgO; 6,9 CaO; 0,5 FeO. В шлак извлечено , %: 6,6 Bi; 7,7 Pb; 78,2 Zn; 8,7 Sb; 41,0 Sn; 4,8 Cu. Основные фазы : Na 2 CaSiO 4 , Na 4 Mg 2 Si 3 O 10 , MgO, Pb. 5. Определен оптимальный режим вос - становительной плавки висмутистых окислов (100 %) с получением висмутистого свинца , %: 66 Na 2 CO 3 , 25 SiO 2 , 5…7 С ; температура процес - са – 1150 º С . Наличие примесей обусловлива - ет необходимость введения в технологическую схему переработки висмутистых окислов опера - ций реагентной обработки висмутистого свинца . Обезмеживание и щелочное смягчение позволят получить Pb-Bi сплав , пригодный для перера - ботки пироэлектрометаллургическим способом . Список литературы 1. Юхин Ю . М ., Михайлов Ю . И . Химия висмуто - вых соединений и материалов . – Новосибирск : Изд - во СО РАН , 2001. – 360 с . – ISBN 5-7692-0404-4. 2. Эмели Дж . Элементы . – М .: Мир , 1993. – 256 с . – ISBN 5-03-002422-0. 3. Смирнов М . П . Рафинирование свинца и пере - работка полупродуктов . – М .: Металлургия , 1977. – 280 с . 4. Полывянный И . Р ., Абланов А . Д ., Батырбеко - ва С . А . Висмут . – Алма - Ата : Наука , 1989. – 316 с . – ISBN 5-628-00259-3. 5. Федоров П . И . Химия и технология малых ме - таллов . Висмут и кадмий . – М .: МИХМ , 1986. – 92 с . 6. Mechanism of debismuthizing with calcium and magnesium / D. Lu, Z. Jin, Y. Chang, S. Sun // Transactions of Nonferrous Metals Society of China. – 2013. – Vol. 23. – P. 1501–1505. – DOI: 10.1016/S1003- 6326(13)62622-9. 7. Castle J.F., Richards J.H. Lead re fi ning: current technology and a new continuous process // Advance in