РУДЫ *

Руды * и их обработка. Содержание: Определение и подразделение руд. — Механическая обработка и обогащение. — Обжигание и выветривание. Р. называются такие природные минеральные вещества ("полезные ископаемые"), которые могут служить материалом для экономически выгодной добычи (по преимуществу тяжелых металлов и некоторых металлоидов, как, например, серы, мышьяка) в большом заводском размере. По своему составу, Р. обыкновенно представляет механическую смесь какого-либо соединения тяжелого металла (или самого "самородного" металла) с горной породой, среди которой это соединение встречается в природе и которая в этом случае носит название "пустой породы". Р. различают: 1) по качеству извлекаемого из них металла , например: железные, медные, свинцовые, серебросвинцовые Р. и т. д. Р. одного и того же металла различаются между собой по их минералогическому характеру или химическому составу; так, например, в железных рудах различают: магнитный железняк, красный железняк, бурый железняк и др. 2) По качеству " оруденящего" вещества (т. е. по качеству химического элемента, входящего в соединение с извлекаемым металлом), например: a) охристые Р., куда относятся окислы, гидраты окислов, углекислые и отчасти кремнекислые и др. соли; b) колчеданистые Р., куда относятся сернистые соединения (колчеданы); c) шпейзовые Р., т. е. мышьяковистые и сурьмянистые соединения; и d) P., заключающие металл в "самородном", т. е. свободном состоянии. 3) По качеству пустой породы: a) кремнистые Р., если пустая порода — кварц или если она вообще богата кремнеземом; b) основные Р. — если пустая порода богата основаниями, например состоит из известняка, доломита; c) колчедановые Р., если пустой породой является серный колчедан и т. д. 4) По характеру распределения собственно рудного вещества в пустой породе: a) штуфные (сливные); b) крупновкрапленные и c) мелковкрапленные Р. 5) По количественному содержанию извлекаемого металла: богатые, средние и убогие или бедные Р. Выгодность извлечения металлов из Р. определяется, впрочем, не одним лишь содержанием его, но и многими местными экономическими условиями — стоимостью рабочих рук и горючих материалов, удобствами путей сообщения и проч.; этими же условиями определяется и минимальное содержание металла в Р., при котором еще возможна с выгодой ее металлургическая обработка. Так (по Дорошенко), в Западной Европе с выгодой обрабатываются железные Р. с 33% Fe, цинковые с 5% Zn, свинцовые с 3—4% Pb, медные с 1% Cu, серебряные с 0,1% Ag и золотые с 0,01% Au. У нас на Урале проплавляют железные Р. с 40—50% Fe и медные с 2½% Cu. На Алтае — серебряные Р. с 1½—3 золотниками Ag в пуде. Золото из россыпей Северного Урала добывается еще при содержании 40 долей в 100 пудах песку, в Южном Урале — при содержании 23 долей, в Восточной Сибири — 21 доли и в Семипалатинской области 14¼ долей. Из коренных месторождений Северного Урала — 8 золотников в 100 пудах. Содержание недрагоценных металлов (Fe, Cu, Pb, Zn и др.) обыкновенно выражают процентами чистого металла в руде, для драгоценных (в России) — числом золотников в пуде для Ag или в 100 пудах для Au и Pt. В Америке богатство Р. драгоценных металлов часто выражается прямо числом долларов в тонне. Определение количественного содержания металла в Р. производится по способам, излагаемым в аналитической химии, или по менее точным, но зато более быстрым, простым и общедоступным способам, составляющим предмет "пробирного искусства" (см.). При определении содержания металла в большом запасе Р. особое внимание следует обращать на взятие так называемой средней пробы, т. е. такой, состав которой возможно близок к среднему составу всего запаса (см. Проба). Описание, местонахождение и химический состав руд см. при соответствующих металлах и Рудные месторождения. Механическая обработка руд. Р. прежде поступления в главную металлургическую операцию ("плавку") подвергается различной предварительной механической, а часто и химической обработке. В простейших случаях механическая обработка состоит из одного измельчения с целью придать кускам Р. величину наиболее удобную для последующей металлургической операции. Иногда она состоит в одной обмывке, каковой, например, подвергается железная бобовая Р., сцементированная глиной. В более же сложных случаях механическая обработка имеет целью повысить в Р. количественное содержание (обогатить Р.) полезного металла, и тогда она получает название механического обогащения. При рудах разнородного состава (полиметаллических) эта операция соединяется с разделением их по металлам. Измельчение — бывает ручное и машинное. Для ручного измельчения применяются балды, молотки различного веса и формы, клин и др. Для машинного крупного измельчения или так называемого "дробления" очень употребительна дробилка Блэка (Blacke), представленная на фиг. 1. При вращении вала o, через посредство эксцентрика r и стержней l и l "челюсть" a получает качательное движение; между этой челюстью и другой неподвижной (d) и происходит раздробление Р. Для более мелкого дробления часто служат "дробильные валки", обыкновенно состоящие из 2-х пар валков, расположенных друг над другом (фиг. 2). Верхняя пара, на которую непосредственно поступает измельчаемая Р., нередко делается бороздчатой. Винтами n можно изменять расстояние между валками; p и p‘ буфера для предупреждения поломки. Обод валков (стальной или чугунный) делается отдельно от сердечника и заклинивается на последнем деревянными клиньями. Для самого мелкого измельчения, какое бывает необходимо при обогащении мелковкрапленных Р., наиболее употребительны "толчеи". Толчение обыкновенно совершается при притоке воды, которая и уносит измельченную Р. в виде мути. Такой "толчейный" состав изображен на фиг. 3. Здесь k, k — толчейное корыто; f — чугунная плита или "набивка" толчейного корыта; d — подпестник; e — сито, через которое выносится муть, идущая затем в промежуток b и, через насадку a, в желоб w; l — самоскат для измельчаемой руды. При очень мелком толчении сита не делается и муть выносится прямо через край ("порог") корыта. Песты получают движение от кулачного вала; после расцепления кулака и насаженного на пест "пальца" пест падает свободно. Кроме описанных приборов для измельчения, употребляются еще бегуны, шаровые мельницы и др. РУДЫ I. 1. Дробилка Блэка. 2. Дробильные валки. 3. Толчейный состав. 4. Плоские грохоты. 5. Цилиндрический грохот. 6. Сложный сортировочный прибор. 7. Помост и расположение грохотов. 8. Стол для ручной разборки. 9. Схема подвижного отсадочного решета. 10. Схема неподвижного отсадочного решета. 11. Периодически действующее отсадочное решето. 12. Система непрерывно действующих отсадочных решет. 13. Мучные лари. 14. Шпицкастен. 15. Лежачий герд. 16. Обжигательная куча. Обмывка. Простейшим устройством для обмывки Р. являются более или менее наклонные деревянные сплотки или желоба, причем рабочие гребками передвигают руду вверх против течения воды. Там, где требуется большая производительность, употребляют вращающиеся барабаны из листового железа, цилиндрические или конические. Трение о стенки барабана и непрерывное действие тока воды удаляют из Р. посторонние частицы. В случаях сложного механического обогащения обмывка нередко соединяется с сортировкой Р. по крупности зерна и ручной разборкой и тогда производится на "плоских" и "барабанных грохотах". Первые обыкновенно бывают неподвижны, вторым сообщается вращательное движение. Фиг. 4 представляет плоский неподвижный ступенчатый обмывочный грохот. Р. засыпается в люк k, перемешивается рабочими на наклонной плоскости a, и затем сортируется по крупности в грохотах b, b‘, b" и т. д. Шлам идет в желоб f и, если нужно, поступает в гидравлическую сортировку (см. ниже). Фиг. 5 изображает цилиндрический грохот с тремя родами отверстий; здесь выделение мелких сортов предшествует выделению крупных; но существует и обратная система разделения. Фиг. 6 представляет схему расположения сложного сортировочного прибора (для "подрудка"). A — обмыватель, с которым соединен барабан B с 2-мя поясами отверстий в 6 и 25 мм. Сорта мельче 6 мм идут на барабаны c; сорта 6—25 мм — на барабаны d. Куски, не прошедшие (>25 мм) через отверстия барабана B, поступают на медленно вращающийся стол С, где их сортируют руками. Механическое обогащение заключает в себе следующие операции: 1) измельчение, как работу вспомогательную, имеющую целью разъединение зерен руды от включающей их горной ("пустой") породы (см. выше). 2) Непосредственную ручную разборку руды, которой подвергаются куски более или менее крупные. Эта операция начинается еще в руднике у самого "забоя" (т. е. самого места добычи Р.). Здесь, впрочем, ограничиваются лишь отделением явственной пустой породы от собственно Р.; большие куски при этом разбиваются молотом (балдой). Куски с Р. отбирают для доставки на поверхность, пустые же идут на закладку выработанных пространств. На поверхность доставляют обыкновенно: богатый сорт В [См. прилагаемую синоптическую таблицу.] ("штуфная Р."), идущий прямо в завод; крупный сорт C (>64 мм) — в дробление; "подрудок" D ("рудничная мелочь") — в обмывку. 3) Для разделения этих сортов по крупности устраивают идущий от шахты высокий помост с рельсами, по сторонам которого располагают плоские грохоты под углом в 45 °, представляющие подобие колосниковых решеток. Расстояние между колосниками 64 мм. Иллюстрацией к сказанному может служить фиг. 7 (хотя здесь представлена несколько иная сортировка, а именно на три сорта). Недалеко от помоста располагаются рудоразборные сараи. Крупные, не прошедшие через грохоты куски подвергаются дроблению (ручному или машинному), которое соединяется с предварительной разборкой. Крупное дробление и предварительная разборка дают: богатую Р. (I), идущую на завод, крупновкрапленную (G) — в дробление, мелковкрапленную (H) — в толчение, пустую породу (J) — в отвал и сорт F, заключающий более или менее крупные включения чистой руды и потому идущий на ручную разбивку и окончательную разборку на особых столах (фиг. 8) в особых светлых помещениях. Ниже приведена синоптическая таблица процесса механического обогащения, на которую мы и будем ссылаться. Синоптическая таблица процесса механического обогащения руд. Подрудок поступает в обмывку, соединенную с разделением по крупности (см. выше) и разборкой на вращающемся столе (см. фиг. 6 и таблицу). 4) Для разъединения более или менее мелких зерен собственно Р. от заключающей их пустой породы требуется более или менее мелкое измельчение (дробление валками и толчение), результатом которого являются сорта ("орешник" 3—30 мм; "пески" 3—¼ мм; шлам менее ¼ мм) настолько мелкие, что прямая ручная разборка в большом масштабе становится неприменимой и потому здесь пользуются "гидравлической отсадкой". Зерна равной величины, но разных плотностей, упав на дно, расположатся слоями по плотностям, чем и можно воспользоваться для отделения пустой породы (более легкой) от более тяжелой руды и даже для разделения руд различных металлов. Такая гидравлическая обработка — "отсадка на решетах" — требует, в качестве подготовительной работы, разделения обогащаемого материала по крупности зерна на грохотах. Об этой работе было уже говорено выше. 5) Наконец, сорта еще более мелкие (<1 мм), так называемые "мелкие пески" и шламы (<¼ мм), не могут быть разделяемы по крупности просеиванием, так как грохоты с мелкими отверстиями очень быстро засоряются, поэтому их предварительная сортировка по объему и отчасти по плотности производится посредством отмучивания в "отсадочных воронках" или "шпицкастенах" и др. приборах. Это есть сортировка по "равнопадности " — сорта, получаемые в отсадочных приборах, заключают зерна разных объемов и плотностей, но обладающие равными предельными скоростями падения в воде. Получаемые здесь сорта, как равнопадающие, не могут подвергаться отсадке на решетах. 6) Разделение последних производится обработкой на особых, более или менее наклонных плоскостях, причем здесь известную роль играет не только различное отношение разных сортов к водяной струе, но и различное трение их о плоскость. Приборы, на которых производится эта "промывка шламов", носят общее название "гердов" (Herd). Итак, в общем типическом случае процесс механического обогащения заключает в себе: 1) измельчение крупное и мелкое (ручное и машинное), как работу вспомогательную; 2) рудоразборку (соединенную с измельчением); 3) сортировку по крупности зерна на грохотах — как работу предварительную; 4) сортировку (орешника, песков) по удельному весу ("отсадку на решетах") — как работу окончательную; 5) сортировку шламов и песков по равнопадности (отмучивание) — как работу предварительную и 6) разделение шламов на гердах — как работу окончательную. Означенный ход обогащения легко проследить по приложенной синоптической таблице. Само собой разумеется, что в частных случаях могут быть значительные упрощения и отступления от этой схемы. Для пояснения вышесказанного опишем несколько наиболее употребительных приборов. Отсадочные решета можно разделить на две группы: 1) с подвижным (качающимся) решетом в спокойной воде (фиг. 9 схема) и 2) с неподвижным решетом, но движущейся сквозь него водой (фиг. 10); движение воды сообщается поршнем р. В обоих случаях скорость движения (решета или воды) должна быть настолько велика, чтобы струя воды, входя снизу в решето, могла бы приподнять находящуюся в нем руду. Обратное движение должно быть, напротив того, спокойно. Это достигается особым механизмом. Фиг. 11 представляет периодически действующее отсадочное решето для орешника. P — поршень, делающий 30—50 ударов в минуту; k — неподвижное решето; q — отверстие трубки для наполнения прибора водой. Обедненная муть уходит через отверстие i; опоражнивается прибор через отверстие е. Размеры решетки около 0,5х1 м. Фиг. 12 изображает непрерывно действующую систему отсадочных решет. Богатый сорт здесь непрерывно спускается по трубке o, которая сверху прикрыта более или менее высоко над решетом приподнятой муфтой q, не позволяющей попадать в трубку более бедным сортам. В других приборах вынос разделенных сортов производится не через трубку, а через продольную щель сбоку. Для отсадки песков (3—¼ мм) употребляются так называемые "Гарцевеские отсадочные решета", имеющие ту особенность, что в них отверстия решет больше зерен обрабатываемой руды; чтобы последняя не проваливалась, решета покрываются слоем более крупной отобранной уже руды или слоем искусственных (например, свинцовых) зерен. Приподнимаясь водой, эти зерна, через образовавшиеся между ними промежутки, пропускают богатый сорт раньше других (как более тяжелый), который таким образом непрерывно выделяется через всю поверхность решета. Подача руды на решето производится автоматически особым прибором. Для разделения по равнопадности служат так называемые мучные лари, шпицкастены, шпицлуттены и др. Мучные лари (фиг. 13 схема), ряд длинных неглубоких ящиков, расположенных друг за другом уступами. Каждый последующий ларь шире предыдущего, вследствие чего скорость движения воды при переходе от одного ящика к другому постепенно уменьшается, что способствует осаждению все более и более мелких шламов. Шпицкастены или отсадочные шламовые воронки (фиг. 14 схема) состоят из ряда пирамидальных ящиков (воронок), сообщающихся между собой. И здесь каждая последующая воронка больше предыдущей. Содержащая муть (шлам, песок) вода течет по направлению стрелки (фиг. 14) через a, b, c и т. д. Осевшие сорта выпускаются периодически через отверстие u. Существуют приборы и непрерывно действующие, а также приборы, в которых вода поступает снизу воронки. Выходящая из воронок мутная вода часто направляется еще в лабиринт — широкий ящик, разгороженный перегородками так, чтобы вода проходила более или менее значительный путь. Здесь садятся самые тонкие шламы, и вода из лабиринтов поступает уже в водоотводную канаву. Из шпицкастенов сорта для разделения поступают на герды. Эти последние бывают периодические и непрерывно действующие, с неподвижными или с подвижными плоскостями. Фиг. 15 изображает так называемый лежачий герд для не очень мелких шламов, действующий периодически. Часть AB представляет "разбивное" устройство, служащее для разжижения шлама и равномерного его распределения по "плоскони" (a) герда; b — завалочный ящик, откуда шлам извлекается струей воды из крана k по каналу ab на сито c. В случае надобности шлам может быть здесь (на c) еще разбавлен водой из крана g. Далее он поступает на наклонную доску, снабженную "разбивными кулаками" z, и затем на "плосконь". Здесь рабочие гребками направляют шлам кверху против течения воды. Муть уходит в ларь i. Когда накопится достаточное количество "шлихов", приток воды останавливают и шлихи снимают, разделяя их, например, на 4 сорта: 1-й — "головной", самый богатый, идет на завод; последний — хвостовой — в отвал; промежуточные в новую переработку. Фиг. 17 изображает (двойной) штосгерд Риттингера, с подвижной плоскостью, действующий непрерывно. I, II, III — разбивное устройство, шлам поступает только в отделение I; во II, III течет чистая вода. Плосконь ACED (так же, как и другая, рядом лежащая) подвешивается на цепях. При вращении шкива S плосконь оттягивается кулачком w влево и затем, соскакивая с него и подчиняясь действию пружины f и собственного веса, ударяется об отбой p. Под влиянием этих толчков более богатый шлам скопляется на правой стороне плоскони. Это боковое движение плоскони составляет особенность прибора Риттингера. Плосконь покрывается холстом, пропитанным каучуком. Различные сорта шлама распределяются направляющими y, y. Обыкновенно получают 3 сорта. Фиг. 18 представляет непрерывно действующий, вращающийся кергерд, имеющий вид вращающегося конического стола. Вода со шламом выливается из разбивного устройства ad на часть 1, где наиболее бедные (легкие) частицы сносятся тотчас же в соответствующее отделение I кольцеобразного желоба e, расположенного под столом и разгороженного на 3 части. Более тяжелые частицы успевают, при постоянном вращении стола, прийти в положение 2 и струями воды из m смываются во II часть желоба e и, наконец, самый богатый сорт — "шлих", при помощи щеток rs и струй воды из n, смывают в отделение III. Диаметр стола около 5,5 м; полный оборот совершает в 2½—5 минут. Прибор служит для промывки тонких шламов. Существуют также герды с плосконью в виде бесконечной ленты из грубого холста, например непрерывно действующий плангерд и др. Вашгерд — см. Чаши золотопромывальные и др. золотопромывальные приборы. РУДЫ II. 17. Штосгерд Риттингера. 18. Вращающийся кергерд. 19. Прибор для магнитного обогащения. 20. Насыпание кучи. 21. Стойло. 22. Печь Джерса. 23. Печь Вестмана. 24. Печь Kilns; a — внешний вид и разрез по RT, b — разрез по WQ. 25. Печь Герстенгёфера: a — вертикальный разрез; b — то же верхней части по MN. В заключение нужно сказать, что обогащение всегда влечет за собой некоторую потерю, так как вместе с отделяемой пустой породой неизбежно увлекается и часть собственно Р. Обогащение должно считать тем более совершенным, чем больше степень сокращения, т. е. отношение веса Р. необогащенной к весу ее после обогащения и чем меньше потеря полезного вещества. Эта последняя выражается обыкновенно в процентах. Если, например, A тонн сырой Р. с содержанием p % полезного металла дали a тонн обогащенной с содержанием P %, то степень сокращения = ^A/_a, а потеря в процентах = 100 (1—^aP/_Ap). Магнитное обогащение. Этим способом пользуются или для разделения смешанных Р. с близким удельным весом, как, например, в случае совместного нахождения цинковой обманки и шпатового железняка, или для отделения пустой породы от железной Р. (магнитного железняка). Иногда магнитные свойства Р. приобретает лишь после обжигания — таков именно вышеуказанный случай цинковой обманки и шпатового железняка; последний, не будучи сам магнитным, после обжигания превращается в магнитную окись железа (Fe ₃ О ₄). Такого же предварительного обжигания требуют оловянные Р. Корнваллиса, проникнутые миспикелем для превращения последнего в Fe₃O₄ и т. д. Примером обогащения собственно железной Р. (магнитного железняка Fe₃O₄) может служить построенная несколько лет тому назад Томасом Эдисоном обогатительная фабрика в штате Нью-Джерси на железном руднике Огден. Содержание железа в "сырой" руде всего около 20%, в обогащенной достигает 67—68%. Обогащаемый материал в виде порошка или проходит мимо магнитов на бесконечных лентах, по которым он рассыпается тонким слоем, или просто падает мимо них. Притянутые магнитами частицы затем автоматически удаляются щетками или (при электромагнитах) отпадают сами при автоматическом размыкании тока в известный момент. На фиг. 19 представлен прибор со стальными магнитами для отделения магнитной окиси железа от цинковой обманки (Р. предварительно обжигается). f — автоматическая засыпная воронка; b, b‘, b" — деревянные барабаны с вделанными в них подковообразными магнитами, по 64 шт. в каждом; c, c, c — цилиндрические щетки. Барабаны и щетки системой ременных передач приводятся во вращательное движение по направлению, указанному на чертеже стрелками. Порошок Р. падает сперва на верхний барабан, где разделяется на два сорта, и затем каждый из этих последних поступает на соответствующий нижний барабан. Получаются два окончательных и один промежуточный сорт, идущий снова в обработку. На упомянутой эдисоновской фабрике прибор с электромагнитами совершает обогащение в несколько приемов. Так как при этом обогащенный продукт имеет форму порошка, непригодную для доменной плавки, то из него предварительно готовят брикеты, которые проплавляются с успехом. Обжигание применяется с целью удалить из Р. вредные составные части, которые не могут быть выделены механически, или для того, чтобы перевести металл в надлежащее химическое соединение (например, в растворимое состояние, если извлечение металла из Р. ведется мокрым путем), или, наконец, чтобы некоторые, поглощающие тепло процессы (например, выделение воды и углекислоты) произвести вне приборов (печей), предназначенных для главной плавки и тем повысить пирометрический эффект этих последних. Все эти цели достигаются обжигом Р., т. е. накаливанием до высокой температуры, не достигающей, однако, температуры плавления. Впрочем, иногда обжигание имеет целью лишь физическое изменение Р. — ее растрескивание, разрыхление — для облегчения последующего (при плавке) действия на нее восстановляющих газов. В этом случае его правильнее называть простым накаливанием. Таково, например, обжигание чистых плотных красных железняков. Смотря по преобладающему химическому процессу или по главной цели назначения, различают обжигание: 1) окислительное, 2) восстановительное, 3) хлорирующее, 4) обжигание с целью выделения летучих веществ (которое можно назвать "разлагающим") и т. д. 1) Окислительное обжигание совершается при доступе воздуха, кислород которого и является окисляющим веществом. Оно служит: а) для выделения, по возможности, всей серы сернистых соединений (отчасти также мышьяка, сурьмы) в тех случаях, где таковая оказывается вредной, как, например, в железных Р., или только части ее, если она содержится в слишком большом количестве, например в медных колчеданистых Р., сопровождаемых серным колчеданом. Сера при этом выгорает и улетучивается в виде сернистого ангидрида (SO₂), сернистое же соединение превращается в окисел. Так, например, серный колчедан (FеS ₂), представляющий наиболее обыкновенную вредную примесь железных Р., дает окончательно сернистый газ и окись железа Fe ₂ О ₃: 4FeS₂ + 11О ₂ = 2Fе ₂ О ₃ + 8SО ₂; промежуточным продуктом может явиться железный купорос, разлагающийся при повышении температуры. b) Для превращения сернистых соединений (например, FeS₂, ZnS) в окислы, с целью последующего переведения последних в шлак; этим путем, например, может быть удалена значительная часть железа и цинка при плавке медных Р. и получен более чистый и богатый медью купферштейн. c) Для превращения сернистых соединений в сернокислые соли (купоросы), с целью извлечения последних водой, каков, например, случай извлечения меди мокрым путем и др., или с целью последующего восстановления металла путем взаимодействия между сернокислой солью и оставшимся неизмененным сернистым металлом; так получают, например, свинец по реакции: PbSO₄+PbS=2SO₂+2Pb. d) Для выжигания углистых веществ, делающих Р. трудноплавкой; примером могут служить обжигание блэк-бенда или обжигание мансфельдских смолистых медистых сланцев. e) Для переведения низшего окисла в высший; таков случай обжигания магнитных железняков, причем Fe₃O₄ превращается в Fe ₂ О ₃, которая, как показывает опыт, восстанавливается при доменной плавке легче, нежели Fе ₃ О ₄. Сюда же можно отнести и обжиг шпатового железняка FeCO₃, переходящего в Fe₂O₃ и Fe₃O₄. 2) Восстановительное обжигание имеет целью или вообще отнятие кислорода, или переведение металла в свободное состояние. Восстановителем обыкновенно является угольная мелочь, примешиваемая к обжигаемому веществу. Примерами могут служить обработка новокаледонских никелевых Р. (см.), также прокаливание мышьяковистых и сурьмянистых соединений с углем для удаления мышьяка и сурьмы, которые при простом окислительном обжигании не удаляются вполне, ибо, окисляясь, дают трудно разложимые мышьяково- и сурьмяно-кислые соли. 3) Хлорирующее обжигание предпринимается для переведения металла в хлористое соединение, с целью последующего выщелачивания; этим способом достигается более полное извлечение, чем при простом окислительном обжигании с образованием купоросов. Во избежание бесполезной траты хлора — хлорирующему обжиганию обыкновенно предшествует окислительное. В качестве хлорирующего вещества употребляется почти исключительно поваренная соль. Хлористые соединения (например, для Ag, Au, Cu) образуются при этом в основном вследствие следующих реакций: a) обмена между образовавшимися при окислительном обжигании купоросами и поваренной солью (CuSO₄+2NaCl=Na₂SO₄+CuCl₂); b) действия на свободные металлы (Ag, Au) свободного хлора, который образуется из поваренной соли и серного ангидрида по реакции: 2NaCl + 2SО ₃ = Nа ₂ SО ₄ + SО ₂ + Сl ₂; серный же ангидрид является продуктом разложения сернокислых солей (FeSO₄) при высокой температуре; c) действия на окислы хлористого водорода (и др. летучих хлористых соединений), который может образоваться в присутствии водяного пара, всегда имеющегося в воздухе и в продуктах горения, например: 2NаСl + Н ₂ О = Na ₂ SО ₄ + 2НС l и т. д. Хлорирующему обжиганию подвергаются, например, медные Р., содержащие серебро и предназначенные для извлечения металлов мокрым путем. 4) К обжиганию с целью удаления летучих веществ можно отнести, например, те случаи обжигания колчеданистых (например, медных) Р. при недостаточном доступе воздуха, когда утилизируется выделяющаяся при этом сера: (FeS₂=FeS+ S); сюда можно причислить обжигание бурых и (отчасти) шпатовых железняков (также и флюсов, идущих в рудную плавку) для выделения воды и углекислоты, с целью повышения пирометрического эффекта доменного древесно-угольного процесса. При домнах, работающих на минеральном горючем (коксе), бурые железняки (и флюсы) обыкновенно не обжигаются предварительно, так как пирометрический эффект этих печей и без того бывает достаточен. Способы обжигания. Обжигание Р. производится: 1) в кучах, 2) в стойлах и 3) в печах. 1) Обжигание в кучах является наиболее простым и древним способом. Куча складывается на сухой утрамбованной глиной или выложенной камнем площади и имеет обыкновенно вид невысокой усеченной пирамиды с прямоугольным основанием. Величина до нескольких десятков тысяч пудов. Фиг. 16 показывает устройство кучи для обжигания колчеданистых, медных и свинцовых Р. (в Роммельсберге). Внизу подстилка a из дров; c — крупная (штуфная) руда; d — рудная мелочь; g — обожженная рудная мелочь. В центре кучи устанавливается труба (деревянная) для образования канала для тяги; впрочем, часто обходятся и без трубы. Под кучей оставляют канал для зажигания (на чертеже не показан). Высота кучи около 2,5 м, длина около 10 м и ширина около 3,25 м. Обжиг длится 4—6 месяцев. Фиг. 20 показывает способ насыпания куч в Мансфельде. Если руды не колчеданистые (например, железные) и вообще не заключают горючих составных частей, то горючее (древесно- или каменноугольную мелочь) прибавляют нарочно, располагая его слоями между слоями руды. Кучи, будучи подвержены влиянию погоды, влекут непроизводительный расход топлива; они не дают возможности утилизировать серу и дают руду неравномерно обожженную. Поэтому в кучах обжигают почти исключительно такие руды, которые не требуют прибавки особого горючего, например, блэк-бенды, мансфельдские смолистые медистые сланцы, а также колчеданистые руды, если не желают утилизировать серу. 2) Иногда (но редко) употребляют так называемые стойла, т. е. обжигают руду в пространстве, огороженном невысокими каменными стенами (фиг. 21). Одна из стенок (короткая) делается разборной для нагрузки и разгрузки Р. Фиг. 26 a и b изображает "штирийские стойла" для колчеданистых медных Р. Каналы, расположенные на уровне AB, предназначаются для притока воздуха; каналы k внизу — для вытекания вытопившейся расплавленной серы; отверстия k в стенках ведут в каналы и камеры v для собирания возгоняющейся серы. Горизонтальные размеры 20 x 7 м. Обжиг 5—6 месяцев. 3) Наиболее совершенным, как в смысле утилизации тепла и побочных продуктов (серы), так и в смысле получения хорошо и равномерно обожженной руды, является способ обжигания в печах. Так как обжиг Р. не требует очень высокой температуры, то здесь применяют почти исключительно печи самодувные. По устройству их можно подразделить на шахтные, отражательные и муфельные; по виду горючего — на действующие на твердом горючем и на газе; по роду действия — на непрерывно и периодически действующие. Отражательные печи иногда делают с подвижным подом и т. д. Выбор той или другой системы определяется свойствами руды, характером обжигания, родом горючего и т. п. При обжигании в шахтных печах Р. и горючее (по возможности дешевое, например угольная мелочь) засыпаются попеременными слоями. Воздух поступает снизу через выгребные отверстия, иногда через колосники. Продукты горения, образующиеся в нижней части печи, поднимаются кверху, двигаясь навстречу все более и более холодным слоям опускающейся по мере выгребания Р.; таким образом, здесь, как и вообще в шахтных печах, удовлетворяется принцип противоположного движения тел, отдающих и воспринимающих тепло, что выгодно отражается на экономии горючего. В печах подобного устройства часто обжигают, например, железные Р. (фиг. 22). Там, где имеется попутно доменный колошниковый газ, им обыкновенно пользуются и для обжигания Р. (железных), устраивая в этом случай печи газовые, какова, например, печь Вестмана (фиг. 23), очень распространенная в Швеции для обжигания магнитных железняков, где требуется сравнительно высокая температура. В шахтных печах обжигают также и колчеданистые (медные, свинцовые и др.) Р., особенно если они имеются в крупных кусках; особого горючего при этом не требуется — горит сера. Отражательные печи, хотя и отличаются вообще меньшим коэффициентом полезного действия, но дают более окислительную атмосферу и, сверх того, в них обожженная Р. не загрязняется золой горючего. Эти печи часто применяются для окислительного и хлорирующего обжигания измельченной Р. (шлихов). В тех случаях, где нежелательно непосредственное соприкосновение с Р. продуктов горения — употребляются муфельные печи, обладающие, впрочем, очень низким коэффициентом полезного действия. Фиг. 22 изображает шахтную печь Джерса (Gjers), применяемую на чугунно-плавильных заводах Кливленда. Шахта S, снабженная железной арматурой, покоится на чугунном кольце q, поддерживаемом колонками s. В середине помещается конус k для равномерного распределения высыпающейся обожженной Р. и более правильного притока воздуха; последний, кроме того, проводится и вовнутрь конуса. Печь действует на каменноугольной мелочи, расходуя ее в количестве около 4% по весу обжигаемой Р. Размеры бывают различны; так, высота бывает от 9 до 15 м. Суточная производительность 100—150 и более тонн. Фиг. 23 изображает печь Вестмана, действующую на доменных газах и употребляемую (особенно в Швеции) для обжигания плотных магнитных железняков, для выделения серы (заключающейся в них в виде серного колчедана), из которых требуется сравнительно высокая температура, доводящая Р. до спекания. Шахта изнутри выложена огнеупорным кирпичом (на фиг. — более темная заштриховка); снаружи снабжена железной одеждой. Газ из трубы с соответствующими патрубками поступает в печь через отверстие f. Два ряда отверстий h и i предназначаются для шурования, разбивки настылей и т. д., узкие же каналы k — для наблюдения за температурой. Воздух входит через выгребные отверстия b и проходит, следовательно, через горячую обожженную Р. По мере выгребания обожженной Р. в печь сверху засыпают свежую Р. Высота всей печи около 10 м. Суточная производительность до 40 тонн; на тонну расходуется около 300 куб. м доменного газа. Фиг. 24 (a и b) представляет невысокую шахтную печь (так называемую Kilns) для колчедановых Р., не требующих особого горючего. S — шахта прямоугольного сечения; U — колосники; воздух поступает через отверстия Z; обжигаемая Р. засыпается через воронку F, a обожженная выгребается через отверстие M; V — шуровочные отверстия; K — канал, отводящий сернистый газ в свинцовые камеры для получения серной кислоты. Другой род обжигательных колчеданных печей с еще более низкими шахтами см. Камерное производство. Там же см. печь Малетра и др., для обжигания колчеданной мелочи. Здесь же опишем печь Герстенгёфера для тонко измельченных колчеданистых шлихов. Она представлена в разрезе на фиг. 25 a. Шахта A—A содержит несколько рядов треугольных призматических брусков n, расположение которых видно на фиг. 2 5b, изображающей их в поперечном разрезе. Порошок Р. засыпается сверху особым автоматическим прибором и, падая вниз, распределяется по брускам; для чистки этих последних служат отверстия b, закрытые во время действия печи. Для пуска печи в ход разводят огонь на колосниках r; когда же печь раскалится, колосники и золу убирают, отверстия h и i закрывают и начинают засыпку Р., причем печь действует за счет тепла, развиваемого горением серы. Воздух поступает через канал l—a, снабженный регулятором t. E — камера для осаждения рудной пыли, увлекаемой продуктами горения. Такие печи действуют, например, в Питкаранде. Фиг. 27 a, b, c изображает отражательную непрерывно действующую печь для обжига свинцового блеска (в Пржибраме). F — топка, f — порог, H — рабочее пространство. Р. засыпается через отверстие a в заднем конце печи и по мере обжига перегребается через отверстия m по поду печи все ближе и ближе к топке, наконец, обожженная вполне, спускается вертикальными каналами d (фиг. 27 b) в пространство e (фиг. 27а). Горячие газы из топки движутся навстречу Р., сзади печи поднимаются каналом Z и текут над покрывающим рабочее пространство сводом по каналам bb опять по направлению к переднему концу печи, где, наконец, через c уходят в трубу. Фиг. 28 (a и b) представляет муфельную печь