Файл: Полькин, С. И. Обогащение оловянных руд и россыпей.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 14.10.2024

Просмотров: 127

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Извлечение олова в пыль достигало 85—95%.

Длительная работа этой крупной установки, перерабатывающей около 400 т шихты в месяц, показала, что гипс и сульфат натрия являются лучшими реагентами-сульфидизаторами, чем пирит. При переработке материалов с высоким содержанием железа пирит яв­ ляется более эффективным сульфидизатором: расходы его в два раза меньше чем гипса.

Вместе с тем полнота удаления олова оказалась недостаточной для получения отвального шлака.

В настоящее время в Оруро (Боливия) на опытной установке ведется переработка вельцеванием руды, содержащей около 3% олова в виде франкеита с рудника «Сиета-Сойес» (Чокойя).

В возгонах содержится олова 18%, свинца 15%, цинка 30— 35%. Извлечение олова в возгоны составляет 78—80%. При обо­ гащении этих руд извлечение в 25—30%-ный концентрат состав­ ляло всего лишь 20—24%•

Подготавливается также опробование процесса к переработке руды с рудника «Чоролки» («Квичисла» Боливия), содержащей ги­ дрокасситерит в количестве 2—3% и практически не обогащаемой гравитационными методами.

Фьюминг-процесс. Применение фьюминга для оловосодержащих материалов требует введения сульфидизатора, так как основным летучим соединением здесь является SnS.

В результате работ, выполненных во Фрейбергской горной ака­ демии в 1940—1944 гг., было предложено фьюминговать оловосо­ держащие шлаки с добавками элементарной серы, пирита, цинко­ вой обманки или гипса. Сульфидирующие вещества можно вдувать в жидкий шлак вместе с угольной пылью либо загружать в ванну отдельно. Первые попытки осуществления этого процесса встретили трудности, связанные с образованием штейнов — при избытке суль­ фидизатора или гартлингов — при избытке восстановителя.

В пузырях воздуха, всплывающих в жидком шлаке, происходят горение углерода и диссоциация пирита. Таким образом, в резуль­ тате продувки в массе жидкого шлака возникает множество газо­ вых пузырьков, содержащих восстановительные и сульфидирующие реагенты. Суммарная поверхность пузырьков велика, и взаимодей­ ствие шлака с восстановительными и сульфидирующими реаген­ тами происходит на большой поверхности, что способствует быст­ рому протеканию процесса.

Сернистое олово вместе с парами свинца и цинка, если они присутствуют в шлаке, испаряется внутрь пузырьков. Образовав­ шиеся таким образом пары SnS выносятся на поверхность ванны, где они окисляются кислородом печных газов и уносятся послед­ ними в виде тонких частиц Sn0 2 .

Тепло, необходимое для поддержания шлака в жидком состоя­ нии, получают в результате окисления угля и пирита в ванне, а также за счет горения сульфида олова и паров металлов над ванной.

29 З а к а з № 359

449


Рис. 128. Опытная печь для фьюмингования:

/ — кессон подовый; 2 — кессон леточный; 3 — фурма; 4 — сливной желоб; 5 — газоход


Ол овосодерж ащ и е

ма т е р и а л ы

С уш к а

Ш ихт овка

с ф л ю са м и

г\

Г азы О бж иг

Г р а н ул я ц и я

 

Газы

О га р о к

 

 

 

}

 

 

У л а в лти ва н и е Ля

Г '

/■

 

 

 

 

 

 

Р а с п л а в л е н и е

 

 

 

Г

 

 

 

 

3

 

A s

п ы ль

 

 

 

 

\

н а за х о р о н е н и е

 

 

 

 

 

 

Ф ью м и н го -

 

С у х о е

М окрая

 

п ы л е у л а в л и в а н и е

очи ст ка га зо в

 

 

в а н и е

 

 

 

 

 

 

Р а ст во р

 

 

В озгоны

 

M X"

 

 

 

 

 

 

Г азы

 

 

 

 

В озгоны

М окрая

 

в а т м о сф ер у

 

 

 

 

оч и ст ка га зо в

Н ей т рал и зац и я |

 

 

 

 

Р а ст во р

 

 

Ш лак

 

 

I

 

 

Г Л !

 

 

 

Н ей т р а л и за ц и я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Г р а н у л я ц и я

 

 

 

Г аз в

 

 

 

 

 

 

У

ат м осф еру

 

 

О безво ж и ва н и е

 

О кат ы ван и е

 

 

 

 

 

 

 

 

A s к ек н а

 

 

 

Г р а н ш л а к

 

 

за х о р о н е н и е

 

О борот ная

 

Э л ек т р 'о п л а 6 к а

 

 

 

в о д а

 

 

 

 

 

 

 

О ловя н н ы й с п л а в

 

Пыль

 

 

 

Ч ерновое

о л о во .

 

Т

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У л а в л и ва н и е п ы л и

 

 

 

 

 

|

 

U

 

 

 

 

 

Г а зы

 

 

Рис. 129. Схема переработки бедного оловосодержащего сырья фьюмингованием

В 1949—1950 гг. в институте Гипроникель Б. Ф. Вернер и В. В. Костелов разработали в лабораторном масштабе удовлетво­ рительный режим фьюмингования оловосодержащих шлаков, поз­ волявший извлекать до 90% олова в возгоны [35].

В последующие годы были построены опытно-промышленные печи, на которых проверяли переработку различных продуктов:

29*

451


шлаков, ферросилиция, флотационных и гравитационных концен­ тратов различного вещественного состава и содержания олова.

В комплект установок входили: печь расплавления шихты, печь для фыомингования (рис. 128), установка для приготовления уголь­ ной пыли или мазута, компрессоры, оборудование для улавливания пыли, состоящее из скруббера и электрофильтра. Схема перера­ ботки бедного оловосодержащего сырья приведена на рис. 129.

При промышленной эксплуатации на установке были достиг­ нуты: суточная производительность по шлаку 68,5 т, расход пылеугля от массы шлака 18%, расход пирита 4,1%; извлечение в воз­ гоны: олова— 90—95%, свинца — 90—95%, цинка — 60—65%; сос­ тав возгонов: олова— 15—18%, свинца—-10—12%, цинка — 27— 32%, серы — 4—6%, мышьяка— 1,5—2%; содержание в отвальных шлаках: олова — 0,08—0,12%, свинца — 0,06—0,10%, цинка— 1,5— 2,5%.

Содержание олова в отвальных продуктах практически не зави­ село от его содержания в исходном сырье и колебалось от 0,10 до

0,17%.

Усовершенствование пылеулавливания позволяет повысить каче­ ство возгонов (в зависимости от сырья) по содержанию в них олова до 30%.

Экономическая оценка процесса показала, что методом фыо­ мингования наиболее целесообразно обрабатывать продукты с со­ держанием олова от 2 до 5%.

§ 69. Циклонная плавка бедных оловосодержащих материалов

Восстановительная плавка флотационных оловянных концентра­ тов на черновое олово в настоящее время проводится либо в отра­ жательных, либо в дуговых электрических печах периодического действия. Печи такого типа громоздки, малопроизводительны и по­ требляют большое количество топлива вследствие низкой интенсив­ ности процессов внутреннего и внешнего тепло- и массообмена. Од­ нако более существенным недостатком этих печей является зага­ зованность атмосферы цехов сильнейшими ядами — соединениями мышьяка и серы и окисью углерода.

В аппаратах циклонного типа процесс осуществляется непре­ рывно. Эти аппараты отличаются высокой интенсивностью внеш­ него и внутреннего тепло- и массообмена. ЦНИИОловом на лабо­ раторной циклонной установке совместно с кафедрой ОПТ МЭИ были проведены пробные плавки концентратов, содержащих от 5 до 65% олова и шламовые хвосты с содержанием 3,35% олова. В основную задачу обработки первой группы материалов входило восстановление касситерита (ЭпОг) до металлического олова, а второй — перевод олова в возгон в виде сульфида олова для обо­ гащения материала. Попутно необходимо было выявить возгоняемость свинца и степень восстановления окислов железа, как важ­ нейших факторов полноты извлечения олова из концентратов.

452


В качестве восстановителя применяли антрацит или газовый уголь (от 10 до 20%), шихтовыми добавками служили пирротин и известь. Шихту подавали от 100 до 230 кг/ч [96].

Циклонная камера ограждена вертикальными цилиндрическими обечайками, соединенными в верхней части через гидрозатвор кры­ шкой, а в нижней — с плоской диафрагмой. Все элементы с вну­ тренней стороны футерованы хромитовой массой толщиной 30 мм, а с наружной — охлаждаются проточной водой (рис. 130). Диа­ метр циклонной камеры в свету 420 мм, высота 700 мм. Дымовые газы и расплав удаляли из цик­ лонной камеры через отверстие

вдиафрагме диаметром 250 мм.

Вцентральной части крышки

расположен патрон с конусом-

 

 

рассекателем для подвода и рас­

 

 

пределения

шихтовых

материа­

 

 

лов, которые поступали из рас­

 

 

положенного над циклонной ка­

 

 

мерой бункера при помощи шне­

 

 

кового

питателя,

соединенного

 

 

через редуктор с двигателем по­

 

 

стоянного

тока.

Для

равномер­

 

 

ного поступления шихты на рас­

 

 

пределительный конус

в патрон

Рис. 130. Циклонная установка:

подведен воздух (5—7% его об­

1 — подвод

шихты; 2 — циклонная камера;

щего

расхода).

Дымовые газы

3 — водоохлаждаемый отстойник расплава;

из циклонной камеры по футеро­

4 — желоб

выдачи расплава; 5 — гляделка;

6 — подвод

жидкого топлива; 7 — подвод

ванному водоохлаждаемому газо­

горячего воздуха; 5 — газоход

ходу поступали в

контактный

 

охладитель, а оттуда

при помощи дымососа — в атмосферу. Рас­

плав из отверстия в диафрагме сливался на подину и далее в гра­ нуляционный бассейн с проточной водой.

Циклонная установка отапливалась московским городским га­ зом с теплотой сгорания около 8300 ккал/м3 при помощи четырех смесителей, обеспечивающих ввод в циклонную камеру однород­ ной газовоздушной смеси. Воздух подогревали до 400—470° С в специальном воздухонагревателе. В верхней части циклонной ка­ меры на одном уровне расположены четыре сопла для тангенци­ ального ввода газовоздушной смеси.

Перед началом плавки дозу оловосодержащего материала (100—200 кг) перемешивали с соответствующим количеством угля, пирротина, извести. Компоненты шихты перемешивали простым пе­ релопачиванием. Растапливали рекуператор и температуру воздуха доводили до 400—470° С. Циклонную камеру растапливали при рас­ ходе газа 40—50 м3/ч, который постепенно увеличивали до 80— 85 м3/ч. Расход воздуха устанавливали так, чтобы в отходящих газах содержалось около 1 % кислорода, чему соответствует

453