35
Оксиды SiO2 FеO CaO Al2O3 MgO MnO ДП 35-40 до 1 40-46 8-17 2-10 до 4 ПЦМ 28-46 18-65 2-20 8-12 4-12 -
Из приведенных данных видно, что шлаки различаются лишь содержанием оксидов железа, а в основе их лежат системы CaO-SiO2 и CaO-FeO-SiO2. Для каждого металлургического процесса и применяемого для этого аппарата установлен оптимальный состав шлаков, отвечающий определенным технологическим и экономическим требованиям. Прямой плавкой не всегда удается получить этот оптимальный состав и поэтому приходится добавлять флюсы Оксиды, образующие шлаки, по химической активности подразделяют на кислые (SiO2, Al2O3), основные (CaO, FeO, MgO и др.) и амфотерные (Fe2O3, ZnO и пр.). В зависимости от соотношения указанных оксидов шлаки подразделяют на кислые и основные. К кислым относятся шлаки, содержащие более 40 % (SiO2 + Al2O3), а к основным – менее 40 % указанной суммы оксидов. Однако эти критерии условны и дают представление лишь о промышленной классификации шлаков. Для правильного выбора параметров процесса необходимо знать важнейшие свойства шлаков: температуру плавления, вязкость, плотность, растворимость в шлаках извлекаемого продукта и поверхностные свойства. Оксиды, образующие шлаки, имеют высокую температуру плавления, С: 1713 – SiO2; 1370 – FeO; 1540 – Fe3O4; 2570 – CaO; 2800 – MgO; 2050 – Al2O3. Однако температура плавления шлака значительно ниже температуры плавления чистых оксидов. Физикохимические свойства шлаков зависят от их химического состава и температуры, а также от их строения в расплавленном состоянии. Вязкость шлаков характеризует жидкотекучесть, от величины которой зависит скорость отстаивания жидких продуктов плавки. Электропроводность шлаков имеет определяющее значение для работы рудотермических печей, которые широко применяются в черной и цветной металлургии. Плотность шлаков зависит от соотношения в них легких и тяжелых шлакообразующих компонентов. Плотность оксидов в твердом состоянии составляет (г/см3): SiO2 – (2,2-2,65); FeO – 5,7; CaO – 3,32; MgO – 3,65; Al2O3 – 3,99; Fe3O4 – 5,2; BaO – 5,72; Na2O – 2,27. Для получения шлаков оптимального состава часто в качестве
36
флюсов используют кварциты и известняки. В цветной металлургии иногда в качестве флюса используют низкосортные золотые концентраты и кварцевые хвосты золотоизвлекательных фабрик, что позволяет без затрат извлекать при плавке в штейн или черновой металл благородные металлы. Для разжижения шлаковых расплавов в ряде случаев используют плавиковый шпат CaF2, соду Na2CO3 и др.
3.3