Штейновые расплавы viιΙ Структура штейновых расплавов

Рис. 98. Псевдобинарная диаграмма системы Cu₂S-FeS (по Хорвату); μ ; твердый раствор FeS в Cu₂S; θ - то же Cu₂S в FeS
Рис. 99. Диаграмма состояния системы Cu-Fe-S в области расслаивания цифры на осях — мольная доля компонента

Диаграмма Cu-Fe-S относится к классу так называемых взаимных систем, для которых характерно взаимодействие между компонентами, образующими систему. В частности, в рассматриваемой системе возможна реакция

FeS + 2Cu↔Cu₂S + Fe. (49)
Диаграмма состояния Cu-Fe-S достаточно хорошо отражает свойства сульфидных расплавов восстановительных плавок медной промышленности. Все штейновые расплавы имеют более низкую температуру плавления, чем сплавы оксидов, обра­зующие шлак. Этот факт оказывает существенное влияние на поведение штейнов, находящихся в контакте со шлаком, при плавлении и кристаллизации. Следует обратить внимание на то, что сульфиды растворяют заметное количество металлов (составы их лежат ниже линии Cu₂S—FeS), поэтому нельзя использовать для транспорта штейна и его хранения метал­лическую нефутерованную или неошлакованную аппаратуру.
В штейнах окислительных процессов в отличие от штейнов восстановительных плавок не содержится свободных метал­лов, но имеется растворенный кислород. Причем количество растворенного кислорода возрастает с увеличением концент­рации сернистого железа.
Важно отметить, что содержание серы как в металлизованных штейнах, так и в штейнах, насыщенных оксидами же­леза, близко к 25 % (правило Мостовича). Этим правилом пользуются достаточно часто при проведении металлургичес­ких расчетов.
Oснову штейнов свинцового производства составляют сульфиды свинца, железа и меди. На псевдобинарной диаг­рамме системы FeS-PbS (рис. 100) эвтектического типа PbS и FeS имеют неограниченную растворимость в жидком состоянии практически полную несмешиваемость в твердом. В этой системе имеется одна эвтектика, содержащая 74,2 % PbS температурой плавления 863 °С.
Тройная система Pb-Fe-S (изотермический разрез при 1200°С представлена на рис. 101. Так же как и для сис-