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

Отличительной особенностью установки являлось комбинирова­ ние плавильного циклона с электроотстойником и раздельный выход газов и расплава из циклонной камеры, что создавало наиболее благоприятные условия для максимальной отгонки летучих компо­ нентов. Для переработки возгонов использовалась прямоугольная однофазная электропечь с глубиной ванны 800 мм, площадью пода

600X300 мм.

Плавка концентрата I. Выбраны следующие условия плавки: известняка — 7% от веса концентрата, производительность циклона — 60 кг/час по шихте, расход солярового масла — 35 л/час и воздуха 380 нмъ/час. Выход продуктов плавки составил: возгонов — 11—13%. штейна 63-—66, шлака 22—24 от веса шихты (табл. 34).

Таблица 34

Содержание и распределение металлов при циклонной плавке концентрата I, %

Из таблицы видно, что висмут и свинец практически полностью извлекаются в пыли и возгоны, так как содержание их в шлаке и штейне незначительное. Медь на 97% концентрируется в медном штейне при содержании 28%, в отвальном шлаке находится около

0,40% меди.

Плавка концентрата И. Расход известняка — 5%, кварцевого

Данные таблицы показывают, что свинец и висмут также в ос­ новном переходят в возгоны, причем содержание висмута в пылях рукавных фильтров достигает 22%, а грубые пыли осадительной камеры и циклонов содержат около 17% висмута. Следует отметить, что при плавке концентрата III с повышением содержания железа наблюдается некоторое увеличение потерь свинца со шлаком и штей­ ном. Такие концентраты, содержащие мало меди и свинца, целесо­ образно перерабатывать совместно с богатыми свинцом и бедными

327

железом материалами. Сырьем при этом является медно-свинцово-вис- мутовый концентрат III (табл. 33).

Таблица 35

Содержание и распределение металлов при циклонной плавке концентрата II, %

Плавка смеси концентратов II и III. К смеси концентратов Е соотношении 1:1 было добавлено 6% известняка и 9% кварцевого песка от веса концентратов. Данные таблицы 36 свидетельствуют, что при плавке смеси концентратов получаются возгоны, пригодные для электроплавки без добавки свинецсодержащего материала. Шлак получается отвальным. Железо между шлаком и штейном распреде­ ляется примерно поровну. Недостаток плавки такого соотношения концентратов — получение бедных медью штейнов, не пригодных для непосредственной переработки. Поэтому последующие опыты прово­ дились примерно в таком соотношении, в каком они поступают на свинцовый завод, т. е. в пропорции 7:5.

При плавке концентратов в указанном соотношении (расход квар­ цевого песка — 10%, известняка — 4% от веса смеси концентратов) извлечение висмута, свинца и цинка в возгоны соответственно состав­

концентратах. При наличии в концентрате меди, достаточной для образования штейна, в него извлекается 97—98% меди.

Результаты электроплавки возгонов (табл. 37). Возгоны, содержа­ щие 8,85 % Ві, 28 Pb, 6,4 Zn и 8,2 S плавились в электропечи с сульфа­ том, карбонатом натрия и восстановителем. Получены также висмутистый свинец (24% Ві и 75,2% РЬ) и штейно-шлаковый расплав (0,022% Ві, 1,6 Pb и 6,7 Zn). Извлечение висмута и свинца в металли­

328

ческую фазу составило соответственно около 98 и 96%. Висмутистый свинец практически не имел примесей других металлов, за исключе­ нием серебра. В шлако-штейновый расплав 'было извлечено около 95 % цинка, который в результате водного выщелачивания и фильтрации отделяется в виде цинкового концентрата. Штейно-шлаковый расплав

Таблица 36

Состав продуктов и распределение металлов при циклонной плавке смеси концентратов II и III

в основном содержит натрий, серу, цинк, мышьяк. Пыли от электро­ плавки возгонов оборотные. Пылевынос при электроплавке 2,6% от веса шихты. Пыль представлена содой и возгонами. В них обычно со­ держится мало серы, что указывает на обжиг возгонов.

Таким образом, опытами установлено, что разработанный цик­ лонно-электротермический способ переработки сульфидных висмуто­ вых концентратов может обеспечить прямое извлечение висмута до 95% и свинца 90—92% с получением товарного штейна с содержанием 27—30 % меди, цинкового концентрата и отвального шлака.

На основании полученных данных предложена схема само­ стоятельной переработки бедных сульфидных висмутистых кон­

329

центратов, обеспечивающая комплексное использование сырья с вы­ соким извлечением висмута, свинца, меди и цинка в товарные про­ дукты.

Таблица 37

Результаты по электроплавке возгонов (шихта: 250 кг — возгонов, 75 — соды, 50 — сульфата натрия)

ших залежей окисленных цинковых руд, практически не поддающих­ ся обогащению [13], поставило задачу изыскания метода их прямой металлургической переработки. Начиная с 1954 г. Гинцветметом, Казахским политехническим институтом [14] и ИМиО АН КазССР [15] проводились исследования по переработке ачисайских руд как пирометаллургическими (вальцевание, плавка во взвешенном состоя­ нии и др.), так и гидрометаллургическими (сернокислотная и щелоч­ ная схемы) методами. Результаты этих исследований не позволили выбрать эффективного способа переработки окисленных цинковых руд Ачисая. Нами был испытан циклонный способ для переработки ачисайской окисленной цинковой руды.

Исследование проводилось на укрупненной циклонной установке АН КазССР [16]. Средний химический состав окисленных руд сле­ дующий, %: Zn — 9,36—10,1; Pb — 1,16—3,21; Cd — 0,01—0,02; Fe — 15,7—17,18; Si02 — 7,03—10,61; CaO — 11,27—17,62; A1203— 1,2—3,11; S — 0,06—0,97; Cu — следы — 0,02; MgO — 6,7—7,4.

Цинк в руде находится в виде смитсонита, каламина и гироцин­ кита, свинец в виде церусита, железо представлено лимонитом и ге­ матитом. Основные вмещающие породы — известняки и доломиты.

330

Таблица 38

Условия проведения плавок руд и их основные технологические показатели

Руды, подвергавшиеся опытным плавкам, условно классифицирова­

кварцевого флюса применялся песок, содержащий 85—90% Si02

флюса; бесфлюсовая плавка руды крупностью —2,5 мм. Определялось влияние на отгонку металлов степени измельчения

руды, расхода твердого восстановителя, состава газовой фазы печи и других факторов. Во всех опытах использовалось жидкое топливо.

Среднее значение извлечения цинка в возгоны для опытов с 15%-ным расходом угольной пыли достигало 81,4%, с 30%-ным — 84,6% и с 35%-ным — 85,92%. Извлечение цинка в возгоны было примерно одинаковым во всех опытах — 93,94%. Значительное коле­ бание в расходе жидкого топлива по отдельным плавкам объясняется отчасти влиянием различного содержания твердого восстановителя

331