![]() |
![]() |
![]() |
![]() |
1 ... 28 29 30 31 32 33 34 ... 48 сокращено добавочной нагрузкой. При изучении П. можно строить кривые, связывающие время падения с массою падающей системы; для лаков, лаковых красок и т. п. зависимость получается линейная, тогда как пластичные масляные краски дают зависимость иного вида. Если обозначить время истечения из вискозиметра через т^, а время падения диска в мобилометре через т, , то настоящие жидкости, т. е. не обладающие П., удовлетворяют, как бы вязки они ни были, соотношению = Ат, где А-постоянная, колеблющаяся между 21 и 23; пластические же системы, обладая в разных случаях различными наименьшими значениями и притом не пропорциональным уд. в. соответственных тел, постоянства величины А не дают. Пластичность пластоидпых систем может испытываться пластометром Бингама-Грина, позволяющим работать при различных давлениях. Результаты испытаний такого рода, проведенных Бингамом и Иатсом над красками из пигментов различной мелкости растирания с маслами различной текучести и при различньгх количественных содержаниях, показали, что наименьшее значение подобных систем не зависит от вязкости масла и что текучесть пластоидов определенного состава в малой степени зависит от размера частиц пигментов. Выводы названных исследователей таковы. 1) С возрастающей длительностью растирания наименьшее значение сперва падает, а затем по прошествии 30 час. растирания устанавливается постоянное; текучесть же при этом сперва возрастает, но затем, пройдя через максимум, соответствующий 30-час. растиранию, начинает быстро падать. 2) Кремнекислота и тонкий литопон при одной и той же весовой концентрации дают пластоиды весьма различной П., но при равных объемных концентрациях как TeicTiecTH, так и наименьшие значения разнятся между собой мало; величина частиц при опыгах была весьма различна, 3) При сравнении пластоидов с одной и той же концентрацией одного и того же пигмента, но растертых один на продутом льняном масле, а другой-на масле, освобожденном от кислот, обнарулшлось.что наименьшее значение от вязкости масла независимо, тогда как текучесть пластоида убывает вместе с текучестью масла. 4) Стеа-рат алюминия и другие подобные коллоиды полярного характера, напротив, только незначительно изменяют текучесть пластоида, но весьма повышают наименьшее значение. 5) П. красок весьма зависит даже от небольшого содержания влажности, например уже 0,5% влажности повышает наименьшее значение с 90 до 3 450 и вместе с тем понижает текучесть на 25% ее первоначального значения. 6) Так как вязкость льняного масла зависит от степени его окисленности и поли-меризованности, то изменение текучести при длительном растирании обьшно объяснялось 1шенно изменениями свойств самого масла; однако текучесть краски убывает также и при растирании в атмосфере азота; кроме того установлено, что краска, растертая в атмосфере углекислоты, получает в три раза большее наименьшее значение, чем при растирании в воздухе. Лит.: Остром ысленский И. И., К вопросу о природе эластич. и пластич. состояния материи, Ж , 1893, т. 47; Л е-Ш ателье А., Кремнезем и сили-па.ты, пер. с франц., стр. 328, Л., 1929; В е й н б е р г Б. П., Задачи физики твердого тела и успехи по некоторым ее вопросам за последние годы, Вопросы физики , СПБ, 1913, вып. 2;КурнаковН. С. и Ш е м ч у ж н ы й с. Ф., Давление истечения и твердость пластич. тел, Изв. СПБ политехнич. ин-та , СПБ, 1913, т. 19, стр. 323; Т е р ц а г и К., Основания-механики грунтов, пер. с англ., М., 1926; Кузнец о в В. Д., о релаксации и упругом последействии! твердых тел, Ш , ч. физич., 1927, т. 59, 1, стр. 15- 28; П и н е с Б. Я., К вопросу об упругом последействии, релаксации и трении в твердых телах, там же,. 1927, 2, стр. 157-160; К у з н е ц о в В. Д., Ответ Б. я. Пинесу, там же, 1927, т. 59, 1-6, стр. 485-488:; его же, Релаксация и течение кристаллов каменной соли, там же, 1927, т. 60, стр. 445-460; К .ч а с с е н-НеклюдоваМ.В., О природе пластич. деформации, там же, 1927, т. 59, 5-6, стр. 509-516; е е ш е. Закономерности скачкообразной деформации, там же,. 1927, т. 60, 5, стр. 373-382; К у 3 н е ц О в В. Д., Бессонов Н. А. иПичининН. Ф., Определение методом шлифования точки перехода каменной соли-из хрупкого состояния в пластичное, Шурн. при- клади, физики , М.-Л., 1927, т. 4, вып. 4, стр. 13- 17; 3 е м я т ч е н с к и й П. А., Глины, их физич., химич. и технич. свойства, ч. 1-Пластичность, М.,. 1927; Труды Гос. исследов. керамич. ин-та , М., 1927, вып. 7;0мининЛ.В.,К вопросу о пластичности глин и каолинов, Срезывающие усилия и водосодср-жание как способ выражения пластичности, там те, 1928,вып.13;К у знецовВ.Д. иЧесноков И.Д.,. Релаксация олова при кручении, Ж , ч. физич., 1929 т. 61, 1, стр. 29-44; Куманин К., Исследование пластич. свойств глинистых материалов ио методу Броньара, Труды Гос. исследов. керамич. ин-та , М., 1929, вып. 22; Л а 3 а р е в П. П., О пластичности вещества и о причинах, к-рые вызывают ее, Известия Ин-та биологич. физики , Москва, 1929, т. 6, вып. 2,. стр. 107-114; Шурн. прикладной физики , М.- Л.,. 1929, т. 6, вып. 1, стр. 107-114; Воларович М., Исследование пластичных свойств глины методом вращающегося цилиндра, там же, 1930, т. 7, вып. 5, стр. 25-32; Петухов, Заметка о пластичности № разрушении глины водою, Ж , ч. физич., 1909, т. 41, стр. 665; Ш и ш о к и н В. П., Давление истечения; металлов и их сплавов при различной темп-ре, Журнал прикладной химии , М.-Л., 1929, т. 2, вып. 6,. стр. 663-673; его ж е, О твердости метал.пов и их. сплавов при различной темп-ре, там же, 1929, т. 2, вып. 6,стр. 675-688; Кузнецов В. Д. и Ш в и р к-Л. А., Влияние величины кристаллитов на упругость, и пластичность олова при кручении, Журнал прикл.. физики , М.-Л., 1926, т. 3, 2, стр. 165-176; Иоффе A. Ф., Лекции по молекулярной физике, 2 издание стр. 285, П., 1923; его же. Физика кристаллов. М.-Л., стр. 43-62, 1929; К у з н е ц о в В. Д. и Ш в и р к Л. А., Растяжение монокристаллов олова, Шурн. прикладной физики , М.-Л., 1927, т. 4, i\ стр.74-87; Д о б р о в и д о в А. Н. и Л я м 3 и н П. П.,. К вопросу о поверхностях скольжения в металлич.. кристаллах, там же, 1927, т. 4, стр. 27-35; Spring W., Recherches sur la propriete que prsentent les corps de se souder sous Taction de la pression, Bruxelles, 1880; Becker R., Physikalische Ztschr. , Lpz., 1925, B. 26, p. 919; В e с к e r R., Ztschr. Г. techniscbe-Physikft, Lpz., 1926, p. 547; G г a m m e 1 R., Mechanik d. elastischen Korper, Handbuch d. Phvsik, hrsg. v. H. Geiger und K. Scheel, B. 6, В., 1928; В e с к e r R., Elastische Nachwirkung u. Plastizitat, Ztschr. f. PIiy-sik , B.-Brschw., 1925, B. 33, p. 185; S с h mi d E.,. Ргос. of the First Int. Congress for Appl. Mech. , Delft, 1924, p. 342; HaasseO. u. Schmid E., Ztschr. f. Physik , B.-Brschw., 1925, B. 33, p. 413; S a с h s G-., Grundbegriffe d. mechanischen Technologie d. Metalle, Lpz., 1925; S m e к a 1 A., Ztschr. f. techn. Physlk , Lpz., 1926, p. 535; T a 1 w a 1 к e г T. W. a. ParmeleeC. W., Measurement of Plasticity, Journal of the American Ceramic Society*, Colombus, Ohio, 1927, V. 10, 9, p. 670-685; К б r b e r Fr. u. S i e-b e 1 E., Zur Theorie d. bildsamen Formanderung, Die Naturwissenschaften , Berlin, 1928, Jg. 16, H. 22, p. 408-412; S с h m i d E., Ztsclir. 1. Metallkundes. B 1928, Jg. 20, p. 69; P 0 1 a n у i M. u. S с h m i d Zur Frage d. Plastizitat, Die Nnturwissenschaften , В., 1929, Jg. 17, H. 18-19, p. 300-304; Boas W. u. S chm 1 d E., Ztschr. 1. Physik , В.-Brschw., 1929, B. 54, p. 16; G e n i n G., D<5finition et mesure de la plasticite, Revue erenerale des matieres plastiques ,. P., 1929, p. 635; Forest, Some Experiments on iht- Plastic Elongation of Wire, Proceedings of the Ame- -rican Society of Testing Materials*, Philadelphia, 1916; RosenhainW., Introduction to the Study of Metallurgy, L., 1919;ItoK., Science Report of the Tohoku Imp. University , Sendai, 1923, v. 12; Metallkunde , 19 25, B. 92; С 1 e m e n t et R i v i ё г e, Les matleres plastiques et les soles artificielles, p. 5-11, P., 1924; Bingham E. C. a. Y a t e s A. G., Ind. Eng. Chem. , -1923, p. 1933. П. Фпоренекий. ПЛАТАН, крупные деревья из сем. Р1а-tanaceae со стройным цилиндрич. стволом, достигающим размеров 37-46 м в высоту, при диамегре от 2 до 3 л*, с густой развесистой кроной, иногда приобретающей пирамидальную форму. Естественно в пределах СССР, в Закавказьи произрастает Platanus orientalis, к-рый встречается также в Греции, Турщ1и, М. Азии, Персии и Туркменистане, искусственно на Ю. разводится американский платан -Platanus occidentalis, кроме того в Америке встречаются Р. racemosa, Р. Wrightii. Кора у восточного платана темносерая с голубоватым оттенком, отваливается пластинками. Это дерево быстро растет и отличается долговечностью, предпочитает легкую глубокую влажную почву, богатую перегноем. Разводится семенами, черенками и отводками, обладает хорошей порослевой способностью. Благодаря развитию богатой корневой системы пригоден для укрепления горных склонов на юге. Древесина восточного П. твердая, легкая (об. вес в сухом состоянии 0,55), крупнопори-*:тая, на поперечном разрезе имеет до 50% сердцевинных лучей с красноватого цвета оболонью и бурым, слабо вьфаженным ядром; хорошо полируется; она находит себе применение в столярном и токарном деле, иногда древесину П. употребляют на по-стройку судов (напр. в Персии), но в общем древесина не очень прочна. Лищ.: М едведев Я., Деревья и кустарники Кавказа, 3 изд., стр. 286, Тифлис, 1919. Н. Кобранов. ПЛАТИНА, Pt, элоамент VHI группы периодич. системы, представитель группы т. н. платиновых металлов (рутения, родия, палладия, осмия и иридия-см. ниже); ат. в. 195,2, порядковый номер 78, ат. объем 9,12. П.-металл серого цвета, по цвету и блеску напоминает олово; в сплавленном состоянии П. мягка и тягуча, легко вытягивается в проволоку и прокатывается в тонкие листы (жесть); при обработке твердеет; примесь других металлов (гл. обр. иридия) увеличивает твердость и уменьшает ковкость. Уд. вес литой П.: 21,463; платиновой проволоки и жести: 21,2-21,7; губчатой платины: 16,32-21,24. Тв. по шкале Моса 4,3. Коэфициент сжимаемости 0,4-10~* CMjm; прочность на разрьш 19 кг/лш; удельная теплоемкость (в пределах 17-100°) 0,0326; 1°пл. 1 770°, в вакуум-печах (при 2 мм давления Hg) 1 745°; тончайшая илатиновая проволока в мм толщины плавится в пламени стеариновой свечи; <° . 3 806° в электрической печи (450 А и 600 V). Коэф. линейного расширения (при 20°) 0,892-10 ; теплопроводность чистой П, (при 0°) 0,167 са1/сл*ск-°С; теплота плав,тения 27,2 са1/г; электропроводность (при 0°) 9,1-10* мо; температуря, коэф. сопротивления 367-10~;уд, магнитная восприимчивость (при 18°) 1,1 l6~, il,-из всех металлов наиболее стойкий, менее всех подвергающийся изменешшм; при нагревании до 1 300 в электрич. печах сопротивления теряет в весе 0,019% своего веса; в окислительном пламени бунзенов-ской горелки П. покрьшается серым слоем, не изменяя при этом веса, следовательно здесь происходит молекулярное изменение. При прохождении электрич. тока при нагревании П. превращается в порошок. Пары водорода диффундируют через накаленную П., скорость диффузии возрастает с 1°; другие газы этим свойством по отношению к П. не обладают, кроме HaS и nh3, к-рые при этом разлагаются, и водород диффундирует через платину. Химические свойства П. Платина характеризуется стойкостью к к-там; даже сильные к-ты, как НС1, HNO3, пе действуют на П.; нагретая конц. H2SO4 растворяет П. и тем сильнее, чем концентрированнее раствор: 94%-ная H2SO4 в платиновом сосуде растворяет 0,6 г П. (на 1 т), 97%-ная- 2 3 и дымящая до 1 кг; в сплавах П. с золотом потеря П, уменьшается; царская водка растворяет П., образуя платинохлористоводо-родную к-ту HaPtClg. Из галоидов только хлор легко действует на губчатую П.; фтор- только в смеси с парами плавиковой к-ты; бром и иод почти не действуют. С углеродом П. соединяется при накаливании; коптящее пламя ацетилена или каменноугольного газа покрьтает поверхность платинового сосуда слоем сажи, содержащим П., и превращает металл в пористый; при 600° углерод разрушает П,; поэтому нагревание платиновых сосудов в коптящем пламени портит их; коррозия уменьшается, ести нагревание протекает при доступе избытка воздуха (пламя паяльной трубки, бунзеновская горелка); по этой же причине нельзя углеродсо держащие вещества подвергать длительному нагреванию в платиновых тиглях. Щелочи при накаливании с П, разлагаются и образуют окись П,-PtOa; с большинством металлов П. дает сплавы (см. Лигатура и Спр. ТЭ, т. И). Hg не растворяет П., но с губчатой П. дает амальгаму в присутствии амальгамы натрия; для П. характерно образование комплексных соединений (см. Платины соединения). При прокаливании солей П.-гл, обр, (NH4)2PtCl6-получается т, н. губчатая платина (см,), платиновая губка, в виде пористой массы серого цвета; для получения ее П, растворяют в царской водке, образуя PtCli; действием нашатыря, NHjCl, получают (NH4)2PtCle, из которой прокаливанием выделяют П, в виде губчатой массы. Губчатая П. отличается высокими каталитич. свойствами; в ее присутствии SOg свободным кислородом окисляется до SO3; для этого смесь SO2 с кислородом пропускают через накаленную губчатую платину или через т. н. платинированный асбест, асбест, смоченный раствором солей П. и прокаленный и вследствие этого приобретающий свойства катализатора; губчатую П. применяют для получения серной кислоты (см. Серная кислота, контактный метод получения). Разновидностью губчатой П. является т. н. платиновая чернь, которая получается из раствора хлорной или нашатырной платины (действием формальдегида) в виде тонко размельченного черного порошка, отличаюшегося также- каталитич. свойствами и растворяющегося в воде. Раствор такой П., очищенный диализом (металл не проходит через перепонку) дает т. наз. коллоидную П.-в виде жидкости темносинего цвета, прозрачной в тонком слое; из этого раствора П. осаждается в виде платиновой черни. Получение коллоидной П. (по Паалю) происходит след. обр.: 1 ч. лизальбинового натрия растворяют в 30-кратном количестве воды и вводят туда количество Na, несколько больше, чем это нужно, чтобы связать С1 платинохлори-стоводородной к-ты, 2 ч. к-рой растворяют в воде и прибавляют к полученной вьшхе смеси; полученную коричнево-красную жвд-кость осаждают гидратом гидразина; при вспенивании выделяется азот; после 5-часового СТ0ЯШ1Я раствор подвергают диализу и осторожно выпаривают на водяной бане; получается черная, рыхлая, блестящая масса (коллоидная П.), легко растворимая в воде. Для аналитического определения П. пользуются следующими свойствами платины. NH4CI и КС1 с конц. растворами HaPtClg дают соли (желтые кристаллы) состава (NH4).,-PtCle и KaPtClg, труднорастворимые в воде, в 75%-ном спирте и в концнтр. растворах КС1 и NH4CI; этим их свойством пользуются для качественного и количественного определения П. и для отделения ее от других металлов. Щелочные соли иода окрашивают HjPtCle в темноко-ричневый цвет, образуя KgPtJg; при содержании 0,01 ч. П. в 1 л спустя несколько мин. образуется розовато-красное окрашивание. tgS при нагревании с П. осаждает тем-нокоричневый сульфид П., PtSg; эти реакции служат для качественного определения П. Количественный анализ П. производят, пользуясь растворением П. в царской водке; раствор образовавшейся при этом HgPtCle действием NH,C1 переводят в аммиачную соль (NH,)2PtCle, к-рую накаливанием восстанавливают в ме-тал.тич. П. Сплавленная с серебром П. растворяется в азотной к-те, чем П. отличается от золота; поэтому присутствие П. в сплаве узнают действием на него азотной кислоты; на золото, сплавленное с серебром, кислота не действует. В природе П. встречается почти исключительно в самородном состоянии; главное месторождение-Ср. Урал (Нижнетагильск). В канадских золотоносных песках найден и описан минерал сперрилит, содержащий двумышьяковистую П., PtASa; из других стран, добывающих П., можно указать Бразилию, Ю. Америку (Колумбия, штат Гоко), Алжир и Капскую землю; золотоносные пески Калифорнии и Клондайка также содержат платину; рейнские пески содержат 0,0004% П. В настоящее время почти вся добываемая П. получается с Урала. До мировой войны 1914-18 гг. е.негодная добыча вне России была равна 0,3-0,5 т в год. См. Платиновые руды. Применение П. основывается гл. обр. на ее стойкости к химич. воздействиям: из нее приготовляют посуду (тигли, чаши, проволоки) для лабораторных целей. В технике платиновыми сосудами пользовались рань- ше для концентрирования серной к-той, т. к. высококонц. серная к-та слабо растворяет П.; сейчас для этой цели пользуются сплавом П. с золотом. В электрич. промышленности П. служит для приготовления контактов в ивдукционных аппаратах, электрич. звонках и т. д. П. служит также материалом для электродов, в особенности при получении препаратов хлора. Проволока из П. и fe сплавов с иридием служит для приготовления термоэлементов. П. применяют так/ке для остриев громоотводов. В виду того что коэфициент расширения П. близок к коэ-фицненту расширения стехсла, платино ую проволоку применяют в лампах накаливания. В последнее время П. получила большое применение в ювелирной промьпплен. ности как оправа для бриллиантов и для изготовления браслетов, цепей и др. В зубоврачебной технике из П. приготовляют штифты для искусственных зубов; ок. Va ежегодной продукции П. идет на эту отрасль промышлешюсти. В последнее время П. нашла очень широкое применение при каталитич. реакциях (пол^тхение серной кислоты из SO2, азотной к-ты из аммиака). Кроме того П. применяю для получения ее солей (см. Платины соединения). Н. Ельцина. Металлургия платины. Добыча плат1И1Ы и ее спутникив производится путем следующих процессов: 1) промьшки платиносодер-жапдих песков (см. Гидравлические разработки. Дражное дело; 2) пи( оме1аллурги-ческих процессов, в результате которых получается медь или медно-никелевый сплав; при электролизе последних получают шлам-мы,содержацще металлы платиновой группы (Седбери в Канаде): 3) э.71ектролиза золота, при KdTipoM в электролите накапливаются платиновые металлы (см. Вольвиля 7гроцесс); последние высаживают из раствора прибавлением хлористого аммония и осажденные хлорплатинаты прокаливают, получая губчатую платине) (см.). За последнее время в Ю. Африке начали применять для извлечения П. из руд амальгал1ацию, хлоринацию и флотацию. Амальгамация платиновых руд, процесс извлечения П. по Enzliny и Eklundy, применима к сульфидным и окис-.пенным платиновым рудам. Измельченная руда или конирнтрат приводится в соприкосновение с цинковой а.мальгамой в присутствии активатора (т.к. такая амальгама сама по себе не активна по отношению к П.), причем П. амальгамируется и удерживается амалы-амой, гл. обр. на Я':елезной и никелевой поверхности. Широко распространенным активатором является водный раствор хпорной ртути, хлористого цинка, соляной к-ты и свободного хлора. Лучших результатов достигают в присутствии хлористой щелочи (например хлористого натра). Процесс амал1,гамации П. объясняется И след. обр. Как известно, П. подобно ряду других металлов непосредственно не амальгамируется, но при действии ртути на хлористые соединении платиновых металлов в момент восстанов.чения П. ртутью образуется амальгама. При действии хлора, содержащегося в растворе, происходит образование пленки хлорной платины на новерхно- сти зерен извлекаемого металла. Цинк, содержащийся в амальгаме, особенно энергично восстанавливает платину на поверхности частиц и в этот момент последние покрываются слоем амальгамы. Амальгамированные с поверхности частицы легко смачиваются ртутью и поглощаются амальгамой (или ртутью), образуя полидисперсную систему, аналогичную амальгаме золота (см. Золото, металлургия). Для выполнения процесса амальгамации руда измельчается в растворе, содержащем хлор (а также и некоторые вышеупомянутые соли). Измельчение доводят до величины частиц, проходящих через сито с 200 отверстиями на длине в 2,5 см. Затем к пульпе прибавляют небольшое количество соляной к-ты; пульпа после под-кисления проходит по железной или никелевой поверхности, покрытой слоем цинковой амальгамы, которая удерживает драгоценный металл. При этом соляная кислота реагирует с амальгамой и образует некоторое количество ртутных и цинковых солей, к-рые переходят в раствор. После прохождения по амальгамированной поверхности твердая часть пульпы, после отделения ее от раствора отстаиванием, удаляется в отвал. Осветленный раствор проходит через элек- Схема амальгамации руд благородных металлов. Раствор- Измельчающее устройство Пульпа i V Соляная кислота Амальгама с благородными Подкисленная пульпа Отгонка амальгамы Металлич. цинк D ртуть с Амальгамация Пульпа Пввлеченные драгоценные металлы Сеттлер Раствор Металлич. цинк и ртуть Электрачити-ческая ванна Раствор, насыщенный хлором >к Фиг. 1. тролитич. ванну, в к-рой часть цинка и ртути отлагается на катоде. Хлор, освобожденный электролитич. путем, переходит в раствор и с ним поступает в мельницу для измельчения дальнейших количеств руды в качестве активатора. Амальгаму периодически снимают с амальгамированной поверхности и выпаривают, чтобы отогнать цинк и ртуть, к-рые м. б. в дальнейшем утилизированы. Процесс схематически представлен на фиг. 1. В случае еперрилита (PtASj), в к-ром П. содержится в виде химич. соединения, такая обработка производит изменение незначительного поверхностного слоя зерен (отчего они переходят в амальгаму), вся же остальная масса зерна остается неизменной. Другой метод амальгамаши П. состоит в обработке концентрата с ртутью (или лучше с цинковой амальгамой) и сернокислой медью в присутствии серной кислоты. Медь восстанавливается из раствора цинком или же- лезом и образует слой цементной меди па поверхности металлич. частиц, к-рые затем легко.увлекаются в состав амальгамы благодаря поверхностной амальгамации. На фиг. 2 представлена схема обработки платиновой руды в Трансваале (Ю. Африка) с применением амальгамации для извлечения П. и на фиг. 3-схема амальгамации концентрата. Хлоринация платиновых руд введена в промышленную практику в Ю. Африке после открытия П. в норитах (при довольно высоком содержании ее). Указанные выше руды содержат П. в виде еперрилита, а также в виде сульфидов. Мок-ръш обогащением извлекали из этих руд не более /g платиновых металлов; амальгамация оказалась также неприменимой в виду того, что П. и другие металлы ее группы находятся в состоянии твердого раствора или в ультрамикроскопич. рассеянии в сульфидах. В результате применения флотации был получен концентрат, составляющий 5% по весу от руды и содержащий 87% П. от общего содержания ее в руде (среднее содержание в концентрате 257-342 г/т). Флотационный концентрат в дальнейшем обрабатьшается путем хлоринации. Для этого производится обжиг в атмосфере хлора при 1° 500-600° в продолжение 4 часов. Слой концентрата на поду печи достигает около 10 см. Процесс извлечения П. заканчивается осаждением меди агитацией раствора с порошкообразным известняком в течение нескольких часов. Медь осаждается в виде основного карбоната, в плотной зернистой форме, причем небольшое количество металлов платиновой группы увлекается с осадком. Платина составляет ок. Vs драгоценных металлов, осаждаемых т. о. Медный осадок содержит от 15 до 22% Си и путем плавки м. б. превращен в металл, из к-рого м. б. извлечены драгоценные металлы. Выщелоченные осадки содержат золото, к-рое вместе с небольшим количеством П. и нек-рьпи количеством палладия извлекается цианистьши солями. Крупная платина, к-рая не вполне подвергалась действию хлора, м. б. извлечена из остатка концентрацией (по уд. в.) или амальгамацией. Интересно отметить, что благодаря селективному действию при 87% общего извлечения драгоценных металлов хлором, м. б. извлечено приблизительно 92% самой П. В настоящее время в Ю. Африке (в Рустенбурге) выстроен и действует хлоринационный з-д (первый з-д этого рода) для обработки платиновых концентратов. Руда из рудника отправляется по узкоколейке в бункер, из к-рого при помощи ленточного питателя поступает в измельчение. На пути к измельчению руда сортируется. После измельчения она подается ленточным конвейером на концентрацию. Ф-ка обработки концентратов состоит из следующих отделений: 1) дробильного отделения, шаровых мельниц, классификаторов и вибрационных грохотов; 2) отделения для концентрации на Песковых столах Джемса; 3) отделения для вторичного измельчения, где руда подвергается дальнейшему измельчению в шаровых мельницах; 4) отделения для вторичной концентрации, обработки на столах Джемса. Концентраты направляются на хлоринационный з-д, а ила-на Из рудника Щековая дробилка Блека схема ЦЕГО1 аппаратов фабрики для обработки платиновой руды в онвервлхтв
Движение руды ----Движение концентрата 10 пестов для толчопип до 36 меш. loooooib ooool Покрытые материей Ловушка Ч- <очистка еженедельно)I 100 m в 24 ч + СО 47,71 / + 90 12,87 /о + 200 б.бТв/о - 200 30,85% Ловушка (очистка еженедс.чьно) конический классификатор 2-fl конус Ловушка i (озистка еженедельно) р Ловушка (очистка ежедневно) Шаровая мельница Ила 14 m ?4 ч. 86 m в 24 ч. 8 столов Видьфлея для первой концентрации Средний продукт 1.3 m в 24 ч. Хвосты после 1 коицентр>ацйи 17 ш в 24 ч. Конус для уплотнения ![]()
Столы Джемса для вторичной концентрации 2 иловых стала Джем( 13,8 т',в 24 ч. \ 84.2 /яв 24 ч 6 плисовых шлюзов для выделения концентрата из песка 2 иловых плисовых шлюза% , 4- r-Jf .-t-. ♦ . . у .. <4 Хвосты с плисовых шлюзов G3,8 в 24 ч. §1 для извлечения шлюзов (Ё| (faj концентрата вз илов у Хвосты со ШДЮ31 ео13,6 тв 24 ы Хвосты в отвал 97,4 от в 24 ч. Фиг. 2.
Столы Джемса для доводки концентрата Обработка амальгамацией Песок яз ловушек Обработка ва столах Тяжелый шлих из ловушек шаровых трубных мельниц Концентрат с I столов Концентрат со II столов Концентрат со шламовых столов Концентрат с плясовых шлюзов для песка Концентрат о плисовых шлюзов для влов Пропускается черев сетку в 20 меш Металлич. часть, \ Концентрат I ВшарГовые Промывка вручную Хвосты в, трубные 1 шаровые трубные мельницы --гг-1 Y мельницы Обработка аа столах Джемса Средний продукт Металлич. часть Хвоста адО. (10 /о) HNOst (10 / ) КРУПНАЯ СЬШАЯ ПЛАТИНА * 20 меш Ручваяпроиывкв Хв (сты В шаровые трубные мельницы Мейюл □росеввание череэ сито в^ 40 меш -40 меш +40 Ъш Промывка после обработки кислотой Промывка, декантация и фильтрация Сушка и прокаливание в муфеле 4- НС1 (конц.) Промывка в обогащение на столах Джемса i Обработка с ESQ, Промывка и обогащение аа столах Джемса (еженедельно) Металлическая Концентрат Й^Е Хво ларь W, в Промежуточный jjif продукт Металл HjSO HNO, Повторная обработка на столах Джемса Металлическая часть Х^с Отмывка, вручную Хвосты I - 20 ут. Концентрация на отодйх Джемса нтрат Выгрузка череа продрге Рвстиравяе в бочке .II соеднвв проду^тг вашгерд и столы Концентрат с вашгерда т Средний' продукт Шлам накашшвается Плисовые шлюзы (Ларь №Г)< Обогащение ва аются в вумперах Металлическая часть, солержащая ртуть' .(107о) ;ЛКАЯ СЫРАЯ ПЛАТИНА Фиг. 3. Губка Просеивание через сито 20 меш -20j 4-20 tern HjSO. (10%) I Обработка на стола 1сты Обработка HjSO, Огаьшка, промывка, обогащение ва столах концентрата Хвосты 1 Кон1нтраТ , Шинковал амальгзча Б бочку+J Ртуть IHjSO. Измельчение 1,6 ч, Амальга 1эц11я 1,5 ч, Выгмгвка через вашгерд в обогащение на столе -* Шлам Амальгаме из пресса HjSOJdOVo) Промывка В декшгацйя Ама;п>гамз Отжимка Амалама и концентрат с вашгердов Растирается в чаше механического вашгерда в течение 20 м. с NaOH Промывка Просеивается через сВто 40 меш Концентрат со столов Ртуть + 40 меш - 40 мал Амальгама Отгонка Ртуть Средний продукт Повторная обработка ва столах Джемса I промикуточн. II пром1жуточн. продукт продукт 1г Нашшлввастся ~3±. Ртуть в бочку СХЕМА ОБРАБОТКИ ПЛАТИНОВОГО КОНЦЕНТРАТА В ТРАНСВААЛЕ (ОНВЕРВАХТ). УСТАНОВЛЕННОЙ В ДЕКАБРЕ 1928 Р. флотационный з-д. Концентраты, содержащие 310 г m П. и ее спутников для удаления серы поступают в 4 печи для обжига. Продукт из обжиговых печей затем поступает в 4 печи для хлорирования, где он смешивается с сольюиобрабатьшается в токе хлора в целях получения комплексньгх хлористьгх солей натрия и илатиновьгх металлов. Печи для хлорирования работают на генераторном газе, а обжиговые печи на угле. Продукт, полученный из печей для хлорирования, выщелачивается слабым раствором со- и серебром встречаются в медных и полиме-таллич. рудах. В случае плавки медных или медно-никелевых руд конечный продукт плавки, представляющий черновую медь или медно-никелевый сплав, содержит благородные металлы; эти продукты плавки затем подвергают электролитич. рафинированию. По этому способу обрабатьшаются никелево-медные руды Седбери (Канада). Руда подвергается плавке на медно-никелевый штейн в шахтных печах. Штейн, представляющий сплав сульфидов меди, никеля и железа, СХЕМА РАФИНИРОВОЧНОГО ЗАВОДА В АКТОНЕ Ковцентрахы Кдодая 4*/ Двт. мет, i6% серебра Обороты Восст. печь Свинец в слитках Купелляцня Сплав jM № Грануляция Сплав 1б /о РМ :t Раствор Л? 2 Нерастворимые осадок № I Обработка царской водкой [-. Разделение HaSO Раствор Ле 1 Соли Pd Осаждение Соли Pd Разложение Соли Au Переплавка Аноды Au Соли Pt Электролиз Осаждение Соли Pt -±. Разрушение
I Концентрация AgCl Восстановление Аноды Ag Электролиз Нечистая оо.чь Pd Осаждение Соли Pd ± Разложение Чистое серебро
Концентрация В восст. печь
Фиг. 4. ляной к-ты, в к-рой растворяются соли меди, никеля и металлов платиновой группы. Эти металлы осаждаются из раствора след. обр.: 1) медь-известняком, 2) металлы платиновой группы-цинковой пылью, 3) никель (в случае его присутствия)-белильной известью. Эти продукты затем отсылаются на аффинажные заводы. На столе Джемса извлекают некоторые платиноиды, не поддающиеся действию хлора. Пиро металлургические методы извлечения П. из руд. Платина и другие металлы ее группы вместе с золотом концентрирует все благородные металлы; штейн затем или обжигается и плавится в отражательной печи на богатый штейн или неносредственно подвергается бессемерованию продувкой в конвертере. Полученный медно-никелевый сплав подвергается электролизу. Кроме того в настоящее время разработан метод обработки остатков, получаемых при обработке руд из месторождения Седбери по способу Монда, при к-ром извлекается до 95% благородных металлов. Концентраты этих руд содержат следующее количество благородных металлов: 1,85% пла- тины, 1,91% палладия, 0,39% иридия, рутения и родия, 0,56% золота, 15,42% серебра-итого 20,13%. Богатые концентраты (с содержанием 50% платиновых металлов) поступают непосредственно в мокрый цикл обработки (з-д Актон); относительно бедные концентраты с з-да Клидах подвергаются предварительно пирометаллургич. обработке путем сплавки с глетом и трейбования полученного веркблея по схеме, изображенной на фиг. 4 (на схеме обозначение РМ-П. металлическая). Общее извлечение платиновых металлов на этом з-де достигает 97,5%; 2% падает на потери в шлаках восстановительной плавки, отправляемых обратно в Клидах. Потери (невозвратимые)-не более 0,5%. Себестоимость низкая. Расходы по аффинированию в Актоне не более 161 руб. на 1 кг платиновых металлов. Аффинаж платины и ее спутников. Большая часть неочищенной П., поступающей в настоящее время на аффинажные заводы, представляет шлиховую П., получаемую в результате промывки на приисках Ълатиносодержащих песков. Из этого весьма обогащенного концентрата обычно на месте добычи путем простой амальгамации выделяют золото. Сырая, или шлиховая, П., направляемая на аффинажный з-д, содержит металлы платиновой группы (палладий, иридий, родий, рутений и осмий) и неблагородные металлы (железо, медь, никель и др.) в широко изменяющихся соотношениях, зависящих от месторождения и от методов извлечения металла. Часто в шлиховой платине можно заметить два рода зерен, резко отличающихся по внешнему виду: 1) тусклые зерна, состоящие из сырой П., которая содержит 5-10 и больше процентов других металлов платиновой группы; 2) блестящие зерна, состоящие гл. обр. из осмистого иридия. Платиновые зерна быстро поддаются действию царской водки, в то время как осмистый иридий остается нерастворенным. В виду того что промышленность преимущественно интересуется самой П., а во вторую очередь-ее спутниками, выделение П. в чистом виде составляет главную задачу работы аффинажных з-дов. Аффинаж сырой платины на современных заводах начинается растворением ее в царской водке. Металлы платиновой группы, перешедшие в раствор, последовательно высаживаются из него. Нерастворившийся остаток (первые остатки) сплавляют с цинком, отгоняют последний и после этого полученную губку растворяют в царской водке. Из полученного раствора осаждают платиновые металлы. Для осаждения П. (в виде хлороплатината аммония) из первого раствора в большинстве случаев применяют хлористый аммоний. Осадок хлороплатината прокаливают до разлояения его и образования губчатой платины, к-рую прессуют и плавят в печах особой конструкции или в электрич. печах высокой частоты. После этого производится последовательное осаждение других металлов: иридия-в виде хлороиридата аммония, а других-путем восстановления фильтрата железом и цинком. При этом получают вторые остат-к и, или первуючернь, поступающие в обработку для разделения содержащихся в них металлов. В основном процессе аффинажа П. распадается на след. 11 стадий. I. Обработка сырой П. царской водкой при нагревании и отделение нерастворимого осмистого иридия и песка, состоящего из различных нерастворимых минеральных зерен. Перед этим насколько возможно отделяют золото (горячей ртутью) и хромистый железняк (промывкой), обычно встречающийся в уральских месторождениях. Для растворения подготовленной т. о. шлиховой П. применяют смесь из трех объемов соляной к-ты (в 20°Вё) и одного объема азотной к-ты (в 35°Вё). На 1 кг П. расходуется ок. 4 л царской водки. Растворение производится при f° = 80°. Один из распространенных аппаратов для растворения П. состоит из цилиндрич. фарфоровых сосудов с пришлифованными крышками (емкостью около 30 л). Крышки имеют 3 отверстия: 1) для всыпания П., 2) для вливания к-ты и 3) для отвода газов, выделяющихся при растворении. Аппарат другой конструкции представлен на фиг. 5. Он имеет в фарфоровой пришлифованной крышке четыре тубуса: 1) для мешалки, 2) для выхода газов, 3) для термометра, 4) для вливания к-т. Растворение в этихаппаратахпро-изводится в вытяжном шкафу при хорошей тяге. Аппараты первого типа вмещают около 3 кг сырой П., второго-около 5-6 кг. В одном аппарате производят раза 2 - 3 последовательное растворение (одно растворение продолжается от 12 час. до суток). Полученные после растворения растворы собирают в полусферические фарфоровые чашки (на 8-9 л) и выпаривают при частом помешивании на голом огне или на песчаной бане. После этого выпаривают с прибавлением чистой соляной кислоты для перевода всех солей в хлористые и для удаления всех азотистых соединений. Под конец выпаривания t° должна достигать 140°, т. к. в противном случае иридий может не восстановиться. Если остались азотистые вещества и не восстановился иридий, то возможно осаждение значительного количества его вместе с П. После обработки горячей водой содержимого чашки раствор сливают в особый керамиковый сосуд, в котором выделяется незначительный осадок, состоящий из золота и небольшого количества хлористой платины. Для более полного отделения П. от других металлов при последующем осаждении (особенно от иридия) рекомендуется предварительное продолжительное выпаривание с серной к-той (50%), которое производится непосредственно после растворения П. в царской водке (доведя f° при выпаривании до 170°). При этом спутники П. (и частично она сама) переходят в соединения, из к-рых они не осаждаются хлористьпл аммонием. ![]() Фиг. 5. II. Осаждение П. в виде хлоро-платината аммония. Из полученного раствора после некоторого разбавления его <до 30°Вё) осаждают П., приливая для этого раствор хлористого аммония (10° Вё) в количестве 2 л на 1 л обрабатываемого раствора. Осаждение П. продолжается до 4 час. При более продолжительном стоянии осаждается часть иридия. После этого декантируют раствор и осадок промывают раствором нашатыря. Фильтрацию осадка производят или в холщевых мешках под давлением или на керамиковых фильтрах с отсасыванием. Промытый осадок высушивают и прокаливают в кварцевых тиглях в печах при. Г около 800° в восстановительной атмосфере (в течение около 8 час). О чистоте полученной платины судят путем одного из следуюш;их испытаний: 1) по цвету осадка хлороплатината, 2) по величине термотока при определенной t° возбуждаемого термопарой, одна из проволок к-рой сделана из испытуемой П., и 3) спектрографически. После первого осаждения удается получить платину, достигающую чистоты 99,8%. Кроме указанного метода П. можно осаждать щавелевой к-той или аммиаком (по способу Черняева) в виде соли Пейроне(Р1С12-2МНз). III. Осаждение иридия в виде хлороиридата аммония. При более продолжительном стоянии маточного раствора после осаждения П. осаждается хлоро-иридат аммония и нек-рая часть оставшейся в растворе П. (также в виде хлороплатината). Для более полного осадждения хлороиридата (особенно в случае предварительного выпаривания с серной к-той) следует сконцентрировать раствор и окислить соли иридия до хлороиридата путем прибавления соляной к-ты. После прокаливания полученного осадка получают губку, содержащую смесь иридия с некоторым количеством П. Для отделения П. губку обрабатывают разбавленной (1 : 3) царской водкой, причем платина переходит в раствор, из которого ее осаждают по указанному выше методу. IV. Обработка вторых осадков (черни). Раствор после осаждения П. и иридия подвергается дальнейшей обработке для осаждения из него остальных металлов. Раньше на аффинажных з-дах такую обработку раствора производили непосредственно после осаждения П., но в настоящее время ей предшествует описанный процесс (III) осаждения хлороиридата. Для осаждения применяется полосовое мягкое железо. Иногда его заменяют цинком (ускорение реакции) или после осаждения железом производят осаждение цинком. К раствору, подлежащему осаждению, прибавляют серной кислоты. По окончании осаждения (о чем узнают по испытанию раствора действием на него цинка в кислом растворе) отфильтровывают выделившийся черный осадок на фильтре с отсасыванием, промывают горячей водой, высушивают, прокаливают и после этого обрабатывают разбавленной (1 : 3) серной кислотой для удаления меди. V. Полученный осадок, т. наз. очищен-нуючернь, обрабатывают царской водкой, разбавленной водой в отношении 1:3. При этом получают: 1) раствор, содержащий палладий, часть П., не осажденной хлористым аммонием, следы иридия и родия, перешедших в раствор при обработке разбавленной царской водкой; 2) нерастворимую чернь, к-рая содержит родий и иридий. Чернь отделяют фильтрованием через бумагу и промывают горячей водой. В случае высокой Г при выпаривании П. частично переходит в низшую степень окисления, что связано с выделением ее в осадок при огш-санной обработке. То же происходит, если в растворе остались хотя бы следы азотистых соединений. VI. Извлечение палладия и остатка платины из раствора. Для этого после осаждения из раствора (V) хло-ристьш аммонием следов П., родия и иридия осаждают мягким железом палладий в виде черного порошка, который подвергается затем очистке; металл поступает в продажу в виде губчатого палладия. VII. Получение иридия и родия. Нерастворимую чернь (V) после обработки разбавленной царской водкой сплавляют с перекисью бария. Полученный сплав обрабатывают смесью 15 ч. соляной и 2 ч. азотной кислоты. Если масса растворится не полностью, то остаток еще раз сплавляют с перекисью бария. Полученный раствор выпаривают и обрабатывают горячей водой, иодкисленной царской водкой (на 15 ч. НС1 2 ч. HNO3). Нерастворившуюся кремнекис-лоту отфильтровывают. Раствор с промьш-ными водами упаривают, и барий выделяют из раствора серной кислотой. Из раствора при нагревании выделяют иридий в виде хлороиридата аммония прибавлением хлористого аммония. Раствор подкисляют серной к-той и осаждают из него родий путем восстановления металлич. железом. VIII. Обработка осмистого ирид и я. Нерастворимый осадок (I) осмистого иридия, оставшийся после первой обработки царской водкой, сплавляют с цинком, чтобы сделать возможным дальнейшее разложение его. Цинк удаляют путем отгонки в тигле. Для этого в крышке графитового тигля проделывают небольшое отверстие для выхода паров цинка. Полученную так. образом губку, легко растирающуюся в порошок, раньше обрабатывали царской водкой и раствор после этого выпаривали. В настоящее время этот процесс обработки царской водкой заменен другим, состоящим в прокаливании губки с перекисью бария. После этого полученную массу выщелачивают водой для удаления избытка перекиси бария и бариевого силиката. IX. Отделение осмия от иридия. Полученную т. о. черную Maccy(VIII) подвергают обработке в дистилляционном аппарате, в к-ром отгоняют с паром осмиевую к-ту, полученную в результате предыдущего (VIII) процесса окисления. Отгонка продолжается в продолжение 5-6 часов. В течение дня перегонный аппарат обрабатывает 20 кг окисленного продукта, что соответствует 7-8 кг сырого осмистого иридия. Отогнанную кислоту собирают в приемниках и восстанавливают до металла путем прокаливания в графитовом тигле. X. Дальнейшая обработка осмия производится двумя способами. По первому-содержимое приемчиков дистил-ляционного аппарата (IX) переводят в фарфоровую чашку, приливают в нее аммиака для перевода осмия в амид путем подогревания в течение IV2 часов. После этого отфильтровывают осадок и прокаливают его в графитовом тигле. Этот способ вреден для здоровья из-за вьщеления ядовитых паров. Менее опасньпи является перевод содержимого приемников в раствор сернистого натрия, причем осаждается сернистое соединение осмия. Из него получают металлический осмий путем последовательного отфильтро-вьшания, промывания и прокаливания. XI. Отделение иридия от рутения. Ия раствора, содержащего иридий и рутений, последние осаждают хлористым аммонием. Полученную губку прокаливают. Ранее эти металлы не отделяли один от .другого. В настоящее время на аффинажных заводах ставится их разделение. Этого достигают плавкой в закрьггом серебряном тигле с едким кали и селитрой. При этом рутений окисляется до рутениевокислого калия и выщелачивается водой. Нерастворившийся металлич. иридий подвергают дополнительной обработке для удаления загрязняющего его рутения. Рутений восстанавливают из раствора цинком. По другому методу разделение достигается после сплавления металлов с едким кали и селитрой путем отгонки рутения с хлором. Если требуется, чтобы металлы были весьма чисты, то полученный металл подвергают дальнейшей очистке. В большинстве случаев для это]0 прибегают к повторному осаждению до получения металла требуемой чистоты, Плавка П. Раньше губчатую П., полу-чагмую в процессе аффинажа, увлажняли и прессовали в стальных формах, прокаливая при нагревании. Расплавление П. в настоящее время производится в печах с кислородно-водородным пламенем (фиг. 6). Печь делается из двух кусков негашеной извести или другого огнеупорного материала, получаемого обжигом известкового камня или магнезита, скрепленных железньпу! кожухом. В верхнем имеется отверстие для горелки. В нижнем-находится углубление для расплавления П., имеюи1ее желобок для отливки металла. Вместо водорода в промышленной практике иногда употребляют светильный таз или окись углерода. Для расплавления количеств ббльших 1 500 г употребляются 2 горелки. Кислород подается под давлением (из бомбы). В качестве материаладля приготовления печи пользуются известью, получаемой из известняка или доломита; также пользуются и другими огнеупорными материалами (напр. магнезитом). Кроме расплавления П. одновременно происходит процесс ее рафинирования, так как сырая П. часто содержит осмий и кремний; осмий окисляется в осмиевую к-ту и вы-йвляется; кремний с известью дает силикат (в виде королька), к-рый затем всасьгоается стенками печи. Для расплавления 1 кг платины требуется ок. 60-70 л кислорода при давлении 12-15 juju ртути, столба. Отливку производятв формы, к-рые м. б. сделаны из туфа, извести или железа (окисленного с поверхности и смазанного графитом). За последние годы сильно развилась плавка платины в электрических печах. Одной из наиболее распространенных является индукционная печь ![]() Фиг. 6. высокой частоты Аякс-Норсреп фирмы Ajax-Wyatt Electric Furnace Co. Огнеупорным материалом для этих печей служит окись тория, окись циркония; менее удовлетворительные результаты дали тигли из извести и магнезии. Платиновые металлы, или спутники П. Они представляют группу следующих металлов: палладий, иридий, родий, рутений и осмий. Они имеют ряд общих физических и химических свойств, а также объединяются своим положением в периодической системе элементов. Их главнейшие общие свойства-сходство в цвете, высокая 1°пл. и большой удельный вес. Кроме того все они за исключением палладия трудно поддаются растворению. По внешнему виду они серебристо-белые с металлическим блеском и сохраняют блеск в сухом воздухе. В следующей таблице указаны физические свойства металлов этой группы. Физические свойства металлов платиновой группы.
Металлы в виде фабрикатов или полуфабрикатов очень трудно отличить по внешнему виду, и в большинстве случаев для этого необходимо произвести химический анализ. В практике чаще других встречаются П. и палладий. Их нетрудно различить при помощи капли царской водки. В то время как на холоду она слабо действует на П. и не оставляет на ее поверхности никаких следов, палладий легко поддается растворению царской водкой и на поверхности его образуется коричневое окрашивание. По уд. в. платиновые металлы распадаются на 2 группы: 1) тяжелые металлы осмиевой группы (П., 1 ... 28 29 30 31 32 33 34 ... 48 |
© 2007 SALROS.RU
ПромСтройМат |