Способ определения магнетита в шлаках

 

ПАТЕ1!7!

ОйчО.":.

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ (») 459724

Союз Соеетскик

Социалистических

Реслублнк

К АВТОРСКОМУ е.ВИДЕТЕ,ПЬСТВУ г %,ф "ф„.

° (61) Зависимое от авт. свидетельства (22) Заявлено 05.01.73 (21) 1868647, 26-25 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.02.75. Бюллетень № 5

Дата опубликования описания 28.04.75 (51) М, Кл. 601н 31/00

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 543.21.546.72 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. Ф. Курочкин, И. А. Онаев и М. Турисбгков

Институт металлургии и обогащения АН Казахской CCP (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАГНЕТИТА В 3ИЛАКАХ

Изобретение относится к количественным способам определения магнетита в расплавленных шлаках и может быть применено в пирометаллургии тяжелых цветных металлов.

Большая часть шлаков цветной и черной металлургии содержит железо в виде соединений двух- и трехвалентного элемента; эти соединения железа и особенно феррита его закиси — магнетита, взаимодействуя с металлом или сульфидом металла, создают большие потери цветных металлов со шлаками. Поэтому необходимо проводить количественное определение в шлаках не только общего железа, но и магнетита при изучении распределения ценных металлов, например меди, в системе металл — шлак или сульфид (штейн) — шлак.

Опытным путем установлено, что количество магнетита в твердом и расплавленном шлаке — совершенно несопоставимые величины, поэтому известные прямые способы определения магнетита в холодных шлаках непригодны для определения магнетита в расплавленных шлаках. Это объясняется тем, что при прямых способах нельзя обособить магнетит, прореагировавший с металлом или сульфидом в расплаве; не учитывается изменение содержания магнетита в шлаке при охлаждении шлака и в результате реакций синтсза и разложения закиси железа:

4FeO ф Fe,o, + Fe, (1) а также реакции диссоциации фаялита

2FeO SiO, РеО+ FeO SiO, (2) не учитывается степень разложения по реакции (1) закиси железа, образующейся в ре. зультате взаимодействия магнетита шлака с металлом или сульфидом по реакции:

Fe,0, + Ме = 3FeQ+ МеО (3)

Известны следующие способы количественного определения магнетита в рудах и шла15 ках:

1) химические, основанные на определении магнетита с помощью определения химическим путем содержания двух- и трехвалентного железа;

20 2) магнитно-химические, заключающиеся в предварительной магнитной сепарации пробы и определении в магнитной фракции химическим путем двухвалентного железа с последующим пересчетом на магнетит;

25 3) физические, основанные на измерении магнитной восприимчивости пробы холодного шлака, которая находится в прямой зависимости от содержания магнетита в этой пробе.

459724

Принципиальное отличие и надежность предложенного способа количественного определения магнетита в шлаках заключаются в том, что он позволяет определять магнетит, характерный только для данного шлакового расплава при какой-либо заданной температуре, и в том, что определение осуществляется косвенным путем, через определение количества металла, прореагировавшего с магнеСодержание, вес.,б в расплавленном шлаке нри определении предложенным способом в холодном шлаке при определении "стлндартным способом в случае плавки с предварительным расплавлением шлака в случае плавки с наложением холодного шлака на металл

Ре,,зщ р 3+ (в магнетите) сз (в магнетите) Fe + (в магнетите) Си

Рсд04

Си

Fe,O

FesO4

0,11

0,096

0,61

0,535

0,200

3,92

1,89

13,42

0,21

0,185

2,13

1,17

0,383

1,027

7,38

3,56

26,52

0,316

0,36

3,28

1,80

1,582

0,656

I0,72

5,17

36,57

П р и м е ч а н и е. Медь в шлаках определялась как общая химическим путем, но при расчетах учитывалось, что она находится только в виде закиси, что было установлено заранее опытами. го производства, в том числе в расплавах, соПредложенный способ может быть исполь- держащих эталонный и другие цветные металзован для количественного определения магие- 45 лы, но не имеющих в своем составе окислов тита B шлаковых расплавах металлургическо- переходных металлов, например ванадия.

Эти способы имеют общие недостатки:

1) непостоянство результатов, зависящее от скорости охлаждения расплава при любом способе прямого определения двух- и трехвалентного железа или общего магнетита и ферритов; с

2) невысокая точность по указанным в п. 1 причинам и вследствие невозможности надежного разделения магнитных фракций (при физических способах определения) или общего трехвалентного железа и трехвалентного железа магнетита (при химических способах определения).

3) невозможность определения содержания магнетита в расплавленных шлаках в зависимости от температуры расплава.

Цель изобретения — повышение точности количественного определения магнетита в шлаковых расплавах, находящихся в равновесии с расплавом металла или сульфида при заданной температуре.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что предварительно расплавленный шлак приводят в контакт с избытком расплавленного эталонного металла, например меди; полученный равновесный расплав фиксируют при заданной температуре, например, закалкой, и в охлажденной пробе определяют известными способами содержание эталонного металла с последующим пересчетом на магнетит согласно реакции:

Fe,O, + Ме = 3FeO+ МеО. титом и полностью растворившегося (в виде окиси или закиси) в шлаковом расплаве; опыты показали, что окислившийся эталонный металл (см. реакцию (3) ) в массу металла прак5 тическим не переходит.

Предложенный способ определения магнетита в шлаках осуществляется следующим образом:

Равные навески (по 40 г) эталонного ме10 талла (меди) и испытуемого шлака помещают в разные тигли, расплавляют в нейтральной газовой среде и затем с помощью способа

«сдвоенный тигель» приводят в контакт друг с другом; по достижении равновесного состояния (через 1 час после достижения заданной температуры) при заданной температуре (1350 С) производится закалка расплава путем подачи большого количества холодного инертного газа (аргона), что исключает

20 окисление шлака. Затем в охлажденном шлаке определяют химическим путем общее содержание эталонного металла с последующим пересчетом на магнетит по реакции (3).

В качестве эталонного металла может быть

25 взят любой тяжелый цветной металл, нелетучий, достаточно легкоплавкий, легко окисляющийся и растворяющийся в шлаке и не растворяющийся в металле, например медь.

Предложенный способ количественного on30 ределения магнетита в шлаках опробован в лабораторных условиях с положительным результатом; в качестве шлаков использованы синтетические шлаки следующего состава:

Feot.ù SiOq СаО А1яОз

13,42 51,70 16,82 14,21

26,52 40,10 8,71 8,71

36,57 30,60 8,96 6,96

40 Результаты опробования способа применительно к системе металл (медь) — шлак приведены в таблице:

459724

Предмет изобретения

Составитель В. И. Одинцов

Техред О. Гуменюк

Редактор Т. Орловская

Корректор A. Дзесова

Заказ 948/9 Изд. № 463 Тираж 902 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Способ определения магнетита в шлаках химическим путем, отличающийся тем, что, с целью более точного количественного определения магнетита, предварительно расплавленный шлак приводят в контакт с избытком расплавленного металла, например меди, полученный равновесный расплав фиксируют при заданной температуре, например, закалкой, в охлажденной пробе определяют

5 содержание эталонного металла известными способами, по которому судят о количестве магнетита в шлаках.