Таким образом, пыли электрофильтров могут служить источником получения (помимо свинца и кадмия) селена, теллура, таллия. Шламы сернокислотного цеха можно перерабатывать с извлечением свинца, ртути, селена и теллура. Индий, галлий и германий необходимо извлекать в последующих переделах гидрометаллургического производства цинка.
Соединения золота и серебра
Соединения золота в цинковых концентратах изучены недостаточно. Предполагают, что золото находится в тонко-вкрапленном металлическом состоянии и существенных изменений в процессе обжига не претерпевает. Серебро встречается в концентратах в виде минерала аргентита (Ag2S). При окислительном обжиге получаются металлическое серебро и сернистый ангидрид по реакции
Ag2S +O2 =2Ag + SO2 (2.7)
Промежуточное соединение - окись серебра (Ag2O) - в продуктах обжига не обнаруживается, так как оно легко диссоциирует даже при низких температурах (25°С) на металл и кислород. В контакте с другими сульфидами и серным ангидридом окисление Ag2S сопровождается образованием довольно устойчивого сульфата Ag2SO4. Поэтому в продуктах обжига серебро может находиться металлической и сульфатной формах.
Поведение фтора и хлора
В цинковых концентратах нередко присутствует фтор в виде плавикового шпата (CaF2). Содержание его, согласно отраслевому стандарту, не должно превышать 0,02%. Концентраты, содержащие 02% фтора, поставляются по соглашению сторон [14]. Хлор попадает в обжиговые печи в виде хлористого цинка, если в шихту задается дросс, образующийся при переплавке катодного цинка в электропечах, с добавкой хлористого аммония. Соединения фтора и хлора являются вредными компонентами шихты. Фтор и хлор, оставшиеся в продуктах обжига, затрудняют электролиз цинка.
В процессе обжига плавиковый шпат и хлористый цинк разлагаются с образованием окисей кальция и цинка, а фтор и хлор удаляются с газами и частично улавливаются с пылями электрофильтров.
Соединения кальция и магния
Обычными соединениями кальция и магния, присутствующими в цинковых концентратах, являются карбонаты (СаСОз и MgCO3). СаСОз довольно устойчив при низких температурах обжига и начинает диссоциировать по реакции СаСО3-СаО+СО2 только при 910° С. Кроме того, карбонат кальция может разлагаться при обжиге газами SO2 и SO3 с образованием сульфата кальция (CaSO4) — еще более устойчивого соединения.
Углекислый магний при нагревании в нейтральной атмосфере диссоциирует на MgO и СО2 уже при 570° С. В атмосфере обжиговых газов, содержащих SO3, MgCO3 превращается в сульфат магния MgSО4, который начинает разлагаться при температуре 890° С и быстро распадается на окись магния и серный ангидрид.
Таким образом, кремнезем, как и железо, является вредной примесью в цинковых концентратах, поэтому их содержание должно быть минимальным.
Из сказанного выше следует, что при обжиге сульфидного цинкового концентрата избежать феррито - силикатообразования невозможно. Это означает, что потеря цинка при выщелачивании в любом случае будет иметь место. Причем, чем больше содержание железа в концентрате, тем выше вероятность образования наиболее вредного соединения - феррита цинка.
На наш взгляд, кардинальным решением данной проблемы может быть ведения изменения на процесс обжига цинкового концентрата, т. е. парообжиг, который позволить предваратит связывание оксидных соединений железа и кремния с окисью цинка.
Это обосновывается тем, что обжиг сульфидных цинковых концентратов в печах «КС» протекает автогенно, т. е. с выделением высокой температуры. При этом, если в зернах концентрата содержатся ZnS, FeS и SiO2 вместе, то образование ферритов и силикатов цинка неизбежно. Хотя обжиг цинковых концентратов проводится при температуре 860-900 оС но в отдельных зернах концентрата, где скоплены сульфидные минералы, температура достигается выше 1200оС и возможно расплавление этих зерен. Это приводит к образованию сложных соединений, аналогичных металлургическим шлакам, в связи с чем и изучали шлаки производства цинка и свинца. А участие водяного пара при обжиге предотвращает этого явления.
III. Объекты и методика исследования
3.1 Объект исследования
Объектами экспериментальных исследований послужили сульфидный цинковый концентрат и шихта, подготовленная для обжига в печи кипящего слоя («КС») на цинковом заводе АГМК.
В настоящее время на цинковом заводе перерабатываются привозной и местный цинковый концентраты руд Хондизинского меторожденнии.
Методика исследованияДля проведения исследований было отобрано по 2 кг сульфидного цинкового концентрата и шихты.
Химический и фазовый анализ отобранных проб были выполнены в химической лаборатории цинкового завода АГМК. Результаты анализа приведены в табл. 3.1.
Таблица 3.1 Химический состав отобранных проб по основным
компонентам
Пробы | Содержание, % | |||||
Zn | Fe | S | SiO2 | Pb | Cu | |
Проба №1 Zn, Концентрат «Хондиза» | 38-50 | 5-8 | 29-31 | До 4 | 4-4,6 | 2,2-2,3 |
Проба №2 Zn, Концентрат «Зыряновск» | 50-53 | 4-7 | 28-31 | 1,5-2,0 | ||
Проба №3 Zn, Концентрат «Глубоченко» | 38-39 | 16-18 | 29-32 | 10-14 | ||
Проба №4 Zn, Концентрат «Предгорный» | 45-46 | 8-9 | 29-31 | 1,5-3,0 | ||
Проба №5 Zn, Концентрат «Усть-таловка» | 38-43 | 8-14 | 29-32 | 3,5-4 |
В составе руд месторождения Хондиза известно более ста минералов. Главные рудные – пирит, сфалерит, галенит, халькопирит, блеклые руды (смешанная, тетраэдрит, реже теннантит, фрейбергит), редкие – марказит, пирротин, арсенопирит, магнетит, самородное золото, электрум, кюстелит, комплекс минералов серебра – аргентит, акантит, полибазит, пираргирит, ялпаит, штромейеррит, аргентопирит. Основные нерудные минералы – кварц, карбонаты (кальцит, доломит, анкерит и др.), серицит, хлорит (клинохлор, пеннин и др.).
Руды имеют комплексный состав. Главнейшие их примеси – серебро (109,6-114,3 г/т в среднем), кадмий (0,22-0,41%), медь (0,68%), сера (3,44%), золото (0,15-0,6 г/т). Большинство элементов находится в виде изоморфной примеси в сульфидах; золото и, частично, серебро – в виде собственных минералов. («Рудные месторождения Узбекистана» Ташкент 2001 стр.414-415)
На цинковом заводе эти концентраты объединяют, усредняют и готовят шихту согласно технологическому требованию. Экспериментальные исследования проводились как с отдельными концентратами, так и с шихтой, подготовленной для обжига в печи «КС» на ЦЗ АГМК.
3.2 Методика исследования
Парообжиг цинкового концетрата
Термопарообработке (паротермическая обработка) подвергался цинковый концетрат характеристики и основные свойства, которого приведены в главе 3 настоящего отчёта.
Лабораторные исследования по термопарообработке нефтяного кокса проводились на установке, приведённой на рисунке 4.1. Установка состоит из трубчатой электропечи марки СУОЛ-0,25. 1/12-М1. В рабочее пространство печи установлена титановая трубка, в которую помещается фарфоровая лодочка с исследуемой навеской. С одного конца трубки подаётся перегретый водяной пар. С другого конца трубка соединена с водяным холодильником для охлаждения выделяющихся газов. Холодильник соединён с плоскодонной колбой, в котором собирается пароконденсат (приёмник конденсата). Для регулирования движения отходящих газов, система подключена к водоструйному насосу. Расход пара определялся при помощи расходомера (реометра). Для полного улавливания выделяющегося сероводорода и сернистых газов, после приёмника конденсата установлены поглотительные сосуды.
Установка для укрупнённых лабораторных испытаний по термопарообработке нефтяного кокса, показана на рисунке 4.2.
Установка состоит из парогенератора, трубчатой вращающейся электропечи, с внутренним диаметром 53 мм, длиной 517 мм, охлаждающей и улавливающей возгоны системы.
Печь имеет жёсткозакрепляющиеся на опоры съёмные крышки с внутренними подшипниками, которые надеваются на обоих концах печи. В центре крышек имеются отверстия, которые служат для загрузки и разгрузки материала, подачи пара, а также для отвода возгонов термопарообработки.
Печь установлена на опорных роликах и приводится в движение с помощью электродвигателя со скоростью 1-2 об/мин. Для передвижения материала внутри рабочего пространства печи, печь устанавливается под углом 3-7 градусов.
По окончании эксперимента и охлаждения установки, навеска пробы была извлечена из камеры, высушена и взвешена для определения выхода продукта. Навеска была подвергнута химическому и минералогическому анализу.
Для определения оптимальных условий прообжига цинкового концетрата были проведены исследования влияния температуры, расхода водяного пара, продолжительности термопарообработки на степень удаления серы.
Исследование влияния расхода водяного пара на показатели удаления серы проводилось при температуре 500 0С. Исследования проводились на установке, приведённой на рисунке 4.1. Содержание серы в навеске, отобранной для испытаний, составляла 3,7 %. Продолжительность термопарообработки составляло 120 мин. Гранулометрический состав навески приведён в таблице 3.2.
Выщелачиание
Выщелачивание полученных огарков осуществляли на установке, показанной на рисунке 3.2. В процессе выщелачивания постоянно контролировались температура и рН среда.
|
Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 |
