Плотность и поверхностное натяжение шлаковых расплавов производства германиевых концентратов

И. Н. Танутров, С. А. Лямкин, М. Н. Свиридова.

АННОТАЦИЯ

Пирометаллургическая технология получения германиевых концентратов из сырья буроугольных месторождений (угля, аргиллитов, алевролитов) сопровождается получением расплавов силикатных шлаков. В шлаках концентрируется минеральная составляющая сырья, достигающая 60% по массе. Очевидно, что технологические показатели процессов в большой степени определяются физико-химическими свойствами шлаковых расплавов. К их числу относятся плотность (ρ) и поверхностное натяжение (σ), отражающие структуру силикатных расплавов. Составы шлаков от переработки углеродистого сырья существенно отличаются от шлаков цветной и черной металлургии: они содержат повышенные количества SiO2 (до 50–55%), Al2O3 (до 20–22%), а также K2O и Na2O (до 5–6%). Кроме того, в шлаках присутствует заметные количества сульфидной серы (до 3%) и микропримесей цветных металлов и редких элементов (до 5%). Отличия в составах шлаковых расплавов германиевого производства от шлаков основной металлургии отражаются на их свойствах и требуют специальных исследований. Объектами являлись промышленные образцы шлаков циклонной плавки и электроплавки. Применили метод полусинтетических образцов, получаемых из промышленных путем добавки SiO2 и CaO, с целью определить влияние состава на ρ и σ. Для измерений использовали метод максимального давления в пузырьке инертного газа, выдуваемом в расплаве, точнее дифференциальный вариант позволяющий повысить точность.

Ячейкой служил исследуемый расплав в алундовом тигле с погруженным в него алундовым капилляром и погруженным в дистиллированную воду капилляром сравнения. Интервал измерений температуры в расплаве находился в пределах 1100–1400○С. В результате измерений установлено, что значения ρ и σ расплавов находятся в пределах соответственно от 2.20 до 4.3 т/м3 и от 218 до 531 мН/м. Величины ρ и σ существенно зависят от основности (отношения суммы содержаний CaO и MgO к SiO2), а также содержания Al2O3. Найдено, что температурные зависимости ρ и σ имеют линейный характер с отрицательными температурными коэффициентами. В общем случае ρ и σ изученных расплавов заметно отличаются, например, от шлаков доменной плавки при равной основности. Результаты исследований полезны для прогнозирования структуры расплавов и их поведения в реальных условиях.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

германиевый концентрат, пирометаллургия, расплав, плотность и поверхностное натяжение.

DOI: 10.31857/S0235010620060134

Размещено в Без рубрики.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *