Рафінування чорнового свинцю та свинцево-сурминого сплаву - НВО ССК
Одержуваний тим чи іншим методом чорновий свинець повинен піддаватися рафінуванню, тобто очищенню від цілого ряду домішок, основними з яких є: мідь, вісмут, олово, миш'як, сурма, срібло, кадмій. Початковою стадією рафінування є очищення від міді (безмежування). Першим етапом обезмежування є лікваційний процес, заснований на тому, що мідь мало розчиняється у свинці за низьких температур.
Мідь, що залишилася після ліквації, видаляється за допомогою сірки. Процес заснований на взаємодії розчиненої в свинці міді із сіркою з утворенням сульфіду Cu2S. В якості альтернативи сірці запропоновано цинк. Мідь, утворюючи хімічну сполуку з цинком, легко витягується як знімань. Цинк, що залишився, досить легко видаляється наступним лужним рафінуванням.
Вісмут є важковидалею домішкою, так як є елементом, найближчим по ряду фізико-хімічних властивостей до свинцю. В основу процесу зневисмучування покладено реакції утворення тугоплавких хімічних сполук у системі свинець – вісмут – кальцій – магній – сурма.
Рафінування від вісмуту проводять у дві стадії. На першій стадії вісмут видаляється кальцієм та магнієм. Друга стадія (тонке зневисмучування) проводиться кальцієм, магнієм та сурмою.
Рафінування свинцю від олова, миш'яку та сурми називають пом'якшенням, оскільки ці домішки у свинці роблять його твердим. Домішки As, Sn і Sb мають більшу спорідненість до кисню, ніж свинець, які оксиди нерозчинні в рідкому свинці. Це дозволяє застосувати для видалення олова, миш'яку та сурми окисне рафінування.
Більш кращим до теперішнього часу слід вважати лужний метод, оскільки він має незаперечні перевагиперед окисним.
Метод лужного рафінування полягає в тому, що через шар розплавлених солей (суміші їдкого натру та кухонної солі) пропускають рідкий свинець у присутності окислювача (натрієвої селітри). Процес рафінування здійснюється за температури 420÷450°С.
До недоліків лужного рафінування слід віднести високу вартість реагентів та складність гідрометалургійної схеми переробки плавів.
Оскільки операція знесріблення пов'язана із введенням у розплав цинку, виникає необхідність знецинювання свинцю. Однак, якщо рафінування свинцю або свинцевого сплаву від міді здійснюється за допомогою цинку, процес обезмежування може бути поєднаний із знесрібленням.
Рафінування чорнового свинцю може бути здійснено не тільки пірометаштургійним способом, а й електролізом. Свинець, що підлягає рафінуванню, розплавляється в казані і розливається далі в аноди у вигляді пластин. Дуже важливим при електролітичному рафінуванні свинцю є вибір складу електроліту. В даний час в основному застосовується кремнефторістоводневий або борфтористоводневий електроліти.
Деякі фірми перед електролітичним рафінуванням свинцю проводять обезмежування та лужне рафінування, що дозволяє отримувати чистіший свинець.
Порівнюючи електролітичний метод рафінування з пірометалургійними, слід відзначити його основну перевагу при рафінуванні свинцю з великим числом домішок, так як він дозволяє в одну стадію вивести більшість з них у багатий напівпродукт (шлам).
Істотним недоліком є тривалість, великі капітальні витрати, висока токсичність електроліту.
Економічна доцільність при виборі того чи іншого методу рафінування чорнового свинцю абосвишюпого сплина визначається обсягом переробки, ступенем забруднення свинцю, вартістю енергоносіїв та реагентів.