Научная электронная библиотека
Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания
1.4.5. Удаление остаточного мышьяка с марганцем
Проблема безопасного вывода остаточного мышьяка из олова решается связыванием мышьяка в тугоплавкое интерметаллическое соединение с марганцем. Марганец оказался более практичным с точки зрения доступности приготовления лигатуры для обеспечения дозировки. Для связывания растворенного остаточного мышьяка вместо алюминия использован марганец, который образует более тугоплавкие соединения с температурой плавления Mn2As (1029 °С), MnAs (925 °С), чем мышьяк с оловом AsSn (605 °С) [47]. Однако марганец также образует тугоплавкие соединения с оловом MnSn2 (548 °С), Mn2Sn (897 °С) и Mn3Sn (989 °С) [48]. На основе этих сведений предложен способ удаления остаточного мышьяка связыванием его с марганцем [49]. При остаточном содержании мышьяка 0,04–0,2 % в расплавленное олово предложено вмешивать марганец-оловянную лигатуру при температуре 340–600 °С с последующей центробежной фильтрацией расплава через сыпучий материал. Однако, оказалось для получения кондиционного содержания мышьяка в олове обнаруживается не постоянные результаты центробежной фильтрации, зависящие от расхода марганца и температуры ее вмешивания.
Для снижения выхода олова в съемы авторами [50] предложено вмешивать в металл марганцевый сплав до соотношения марганца к мышьяку 0,5–0,9 и затем вмешивать при температуре 280–320 °С древесные опилки с последующей фильтрацией. Более устойчивые результаты получены по варианту, когда рафинируемый металл покрывают древесными опилками и вмешивают марганцевый сплав вначале до соотношения марганца к мышьяку 0,5–0,9, а на конечной стадии рафинирования до соотношения 1,5–2,0.
Для удаления остаточного мышьяка расплавленное олово загружалась SnMn лигатура с содержанием 6,5 %Mn при температуре 350 °С до разных соотношений Mn/As (табл. 1.16).
Таблица 1.16
Влияние расхода марганца на выход марганец-мышьяковой пены
|
№ |
Процент As в металле |
Расход Mn |
Выход пены, % |
Содержание в пене, % |
Процент очистки от As |
Процент As в металле |
Выход Sn/(As + Mn) |
||
|
весовой |
атомный |
As |
Mn |
||||||
|
1 |
0,35 |
0,4 |
0,55 |
6,45 |
1,6 |
0,64 |
30,1 |
0,26 |
43,67 |
|
2 |
0,33 |
0,6 |
0,82 |
5,7 |
2,9 |
1,76 |
52,3 |
0,16 |
20,27 |
|
3 |
0,29 |
0,8 |
1,09 |
6,4 |
3,5 |
3,08 |
80,1 |
0,06 |
14,18 |
|
4 |
0,3 |
1 |
1,36 |
7,21 |
3,8 |
3,86 |
95,2 |
0,015 |
12,07 |
|
5 |
0,32 |
1,1 |
1,5 |
9,2 |
3,2 |
3,57 |
97,3 |
0,009 |
13,76 |
|
6 |
0,31 |
1,3 |
1,77 |
10,9 |
2,7 |
3,46 |
98,9 |
0,004 |
15,34 |
|
7 |
0,34 |
1,5 |
2,05 |
15,6 |
2 |
3,01 |
99,3 |
0,003 |
18,93 |
Результаты в табл. 1.16 показывают, что кондиционное содержание мышьяка в отрафинированном олове достигается при весовом относительном расходе марганца (Mn/As)ves = 1 или (Mn/As)at = 1,36. Но при таком расходе марганца мышьяковые соединения выделяются в виде плохо фильтруемой пены, но легко отделяются с поверхносного слоя.
Рис. 1.26. Влияние удельного весового расхода марганца на выход пены
Рисунок 1.26 показывает, что при удельном расходе на единицу содержания мышьяка Mn/As > 1 выход пены увеличивается, но снижаются потери (выход по отношению удаляемому количеству мышьяка) олова с пеной. Это свидетельствует о том что мышьяк связан марганцем. В этих условиях пена лучше отделяется, чем фильтруется.