Файл: Циклонная плавка. (Теоретические основы, технология и аппаратурное оформление).pdf

ангидрида в газах плавильной части КИВЦЭТной установки достига­ ло 90 %• При доработке высокоцинковистого шлака с температурой 1400° в электротермической части были получены следующие пока­ затели: удельная производительность электропечи по шихте б—7, по расплаву 5 т/м2 ■сутки, расход электроэнергии и восстановителя на 1 т шихты соответственно составил 150—450 ктв ■ч и 1,5—2%, сте­ пень конденсации паров цинка — 85 %• При этом состав полученных расплавленных продуктов был следующим: шлака — 2,2% Zn, 0,3 Pb, 40 Fe и 32 Si02; штейна — более 50% Cu, 2,6 Zn, 2,4 Pb, 19 Fe и 23 S.

ПЛАВКА МЕДНО-СВИНЦОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

В некоторых медных сульфидных рудах, кроме основного метал­ ла — меди, содержится значительное количество свинца, цинка, ред­ ких и рассеянных элементов. Большое содержание свинца и его не­ равномерное распределение по рудному телу требует иногда раздель­ ной добычи таких медно-свинцовых руд, которые затем подвергаются обогащению с получением коллективного медно-свинцового концент­ рата, а последний в свою очередь подвергается селективной флотации. Извлечение свинца в свинцовый концентрат при этом не превышает 50—60%. Технологические схемы самостоятельной металлургической переработки подобных коллективных медно-свинцовых концентратов пока находятся на стадии разработки и испытаний в различных мас­ штабах.

Испытания по циклонной плавке медно-свинцового концентрата проводились с целью достижения максимального перевода меди в штейн, а свинца и цинка — в возгоны. Опытные плавки проводи­ лись на ранее описанной стендовой циклонной установке производи­ тельностью шихты 6—8 т • сутки. Содержание основных компонентов

Влажность их 1—1,5% (табл. 31, 32).

Для получения шлаков приемлемого состава с учетом высокого содержания кремнезема в концентрате (35—36%) к шихте добавля­ лось около 26% от веса шихты измельченного известняка. Данные свидетельствуют, что коллективные медно-свинцовые концентраты могут быть переработаны путем пирометаллургической селекции в циклонной плавильной камере с извлечением в пыль и возгоны до 96% РЬ, 85% Zn и значительной части редких и рассеянных элемен­ тов. Богатые по меди шлаки и недостаточное извлечение меди явились следствием плохого отстоя расплавленных продуктов и получения

323

Таблица 31

Условия проведения опытных плавок медно-свинцового концентрата на штейн

Таблица 32

Баланс металлов при циклонной плавке медно-свинцового концентрата на штейн, %

богатых по меди штейнов. Дополнительное обеднение шлаков позво­ лит снизить содержание меди в них до 0,1—0,2%.

Возможность пирометаллургической селекции подобных коллек­ тивных концентратов с высоким извлечением свинца, цинка и редких элементов в возгоны была показана нами также при лабораторных и укрупненных испытаниях плавки во взвешенном состоянии приме­ нительно к медно-свинцовому концентрату, содержащему, %: 25,30 Си, 22,27 РЬ, 2,7 Zn, 4,50 Fe, 14,64 S и 20,87 Si02 [7, 8].

Испытаниями установлено, что при плавке медно-свинцового концентрата во взвешенном состоянии на подогретом воздухе и на воздухе, обогащенном кислородом, и в случае создания в печи нейт­ ральной или слабовосстановительной атмосферы степень отгонки летучих металлов достигает, %: свинца 93,3, цинка 73,2, кадмия

83,5 и рения 73,0.

ЦИКЛОННО-ЭЛЕКТРОТЕРМИЧЕСКИЙ СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВИСМУТОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ

ВСоветском Союзе висмут в основном получают попутно в про­ цессе шахтной плавки совместной переработкой свинцовых и бедных висмутовых концентратов. Однако такое смешение приводит к разубоживанию шихты свинцовой плавки, вносит дополнительные тех­ нологические затруднения, увеличивает выход полупродуктов и шла­ ков.

Всвязи с этим в ИМиО АН КазССР разработан и испытан цик­ лонно-электротермический способ самостоятельной переработки вис­ мутовых концентратов [9].

Сущность способа заключается в плавке висмутсодержащих концентратов в циклонном плавильном агрегате с отгонкой висмута, свинца и других летучих составляющих в газовую фазу с получением товарного штейна и отвального шлака. В последующем возгоны, богатые свинцом и висмутом, плавятся в электропечи с добавкой сульфата натрия (или соды) в присутствии восстановителя с получе­ нием висмутистого свинца и штейно-шлакового расплава. Висмутистый свинец направляется на электрорафинирование, а штейно-шла­ ковый расплав подвергается водному выщелачиванию с целью извле­

чения других ценных составляющих.

В работах [7, 10, 11] показана возможность почти полной отгонки свинца, цинка и других летучих металлов в газовую фазу при циклонной плавке полиметаллических материалов с достаточно высоким извлечением меди и благородных металлов в штейн. В пер­ вой стадии летучие соединения висмута и свинца отделяются от соединений железа, меди и других нелетучих металлов. Возгоны

325

представляют собой преимущественно окисленные соединения метал­ лов.

В процессе электроплавки возгонов с сульфатом натрия (или содой) и восстановителем образуется сульфид натрия:

Na2SOj + 4СО= Na2S -Ь 4С02.

При высоких температурах он взаимодействует с окислами вис­ мута и свинца:

Ві20з-1- Na2S = 2Ві + Na20 + SO2 ,

3PbO+Na2S = ЗРЬ+ Na20 + S02.

При температурах 1100—1300° окислы цинка и мышьяка также взаимодействуют с сульфидом натрия, образуя соответствующие суль­ фиды и тиосоли, которые, в свою очередь, с сульфидами меди и желе­ за образуют натриевый штейн.

Таблица 33

При наличии в возгонах серы в шихту электроплавки добавля­ ется некоторое количество соды. В условиях электроплавки [12] карбонат натрия подвергается термохимическому разложению по реакции

Na2C0 3 — >-Na20 • С02— >-Na20-bC02,

с восстановителем он взаимодействует по реакции

Na2CO,3 + С = 2Na + С02 + СО.

Образовавшаяся в процессе разложения карбоната натрия окись натрия взаимодействует с сульфидом висмута:

Bi2S3+ 3Na20 — >-Ві20,з + 3Na2S,

или

Bi2S3 + 2Ві 20 з— >-6Bi+3C 02.

Опыты по плавке висмутовых концентратов (табл. 33) проводи­ лись в циклонной камере диаметром 180 мм, высотой 350 мм, произ­ водительностью шихты до 100 кг ■час.

326