Файл: Мельников, С. М. Техника безопасности в металлургии ртути.pdf

возом концентратов на завод, расположенный в дозво­ ленном месте) и в других случаях.

Возможны две схемы извлечения ртути из рудного

•ческой схеме ртуть выщелачивается из концентратов ра­

или электролизом. По пирометаллургической схеме руд­ ное сырье подвергается обжигу. При повышенных тем­ пературах ртуть возгоняется и в виде пара вместе с дру­ гими газовыми продуктами обжига отводится в холо­ дильники, где пары ртути конденсируются и улавлива­ ются в сборниках.

Так как пирометаллургическая схема проста и эконо­ мически более выгодна в сравнении с гидрометаллургической, последняя не нашла промышленного применения, и в настоящее время во всем мире ртуть извлекается из рудного сырья только пирометаллургическим способом. Гидрометаллургйческие приемы используются лишь в некоторых переделах при переработке вторичного сырья и при попутном извлечении ртути из промпродуктов, по­ лучаемых при переработке некоторых комплексных руд или шламов сернокислотного производства.

Технологическая схема пирометаллургического про­ цесса получения ртути приведена на рис. 2 . Рудное сы­ рье подвергается обжигу при температуре выше точки кипения ртути (до 800°С). При этом содержащийся в сырье сульфид ртути возгоняется и диссоциирует на ртуть и серу. Поскольку процесс проводится в окисли­ тельной среде, т. е. в присутствии свободного кислорода воздуха, сера окисляется, образуя сернистый газ. Сум­

марная химическая реакция этого процесса выглядит следующим образом:

HgS + 0 2 —>Hgnap + S02,

т. е. продукты этой реакции переходят в технологические

. газы.

Если в рудах присутствуютминералы мышьяка и сурьмы, то оба элемента нацело или частично окисляют­ ся до летучих соединений: AS2O3 и БЬгОз. Естественно, что влага, содержащаяся в обжигаемом сырье, также переходит в газы.

Таким образом, при окислительном обжиге в составе -технологических га^ов будут пары ртути, пары воды, сер-

§7

Руда

------1 -------

Дробление

(Классификация по крупности)

\

.Рас. 2. Принципиальная схема паромвталлуіртнчѳского процесса получения • ртути из руды

38

нистый газ, летучие окислы мышьяка и сурьмы- В зави­ симости от конструкции печи в технологические газы пе­ рейдет большее или меньшее количество рудной пыли и, кроме того, газовые продукты, образовавшиеся при сжи­ гании топлива, а также избыток кислорода и азот, вве­ денные в процесс с воздухом.

Обожженное сырье после выделения из -него ртути — так называемые огарки, имеющие при выходе из печи температуру 500—600°С, поступает в приемные бункера, из которых по определенному графику, в расчете на воз­ можно большее снижение температуры (до 180—200°С), удаляется в отвалы. Так как огарки являются отходом производства, то в целях предотвращения безвозвратных потерь металла и загрязнения окружающей среды рту­ тью обжиг должен проводиться в расчете на максималь­ но возможное извлечение ртути из сырья в технологиче­ ские газы. Последние, являясь наиболее ценным продук­ том производства, поскольку в них сосредоточивается продукт труда, одновременно представляют собой самый опасный источник ртутной интоксикации. Поэтому вся аппаратура для последующей обработки технологичес­ ких газов должна быть плотной настолько, чтобы иск­ лючить возможность каких-либо потерь газа.

С целью получения в холодильниках наиболее чисто­ го конденсата технологические газы, которые имеют при выходе из печи температуру до 450°С, подвергаются очистке от пыли, после чего они поступают в конденса­ торы с воздушным и водяным охлаждением. Тех­ нологические газы на всем пути следования от печи до конденсатора должны иметь температуру выше точки росы, т. е. выше температуры начала конденсации. Для этого все газоходы от печи к аппаратам для очистки пы­ ли, сами аппараты, а также газоходы от них до конден­ сатора должны быть достаточно утеплены теплоизоля­ ционными лоростойкими материалами.

В конденсаторе ртутные пары при охлаждении пре­ вращаются в жидкость. Образовавшиеся более крупные капли ртути стекают в приемники, расположенные в ■нижней части аппарата, часть капель оседает на его внутренних стенках, а наиболее мелкие ртутные капли (аэрозоли) покидают конденсатор с потоком технологи­ ческих газов. В конденсаторе улавливается не только ртуть, но и -сконденсировавшиеся здесь вода, окислы мышьяка и сурьмы, а также рудная пыль, не уловленная

39

в аппаратах перед конденсатором. В результате в прием­ никах конденсатора собирается не чистая ртуть, а так называемая ступпа, представляющая смесь ртути в виде крупных и мелких капелек с грязью, образовавшейся из рудной пыли, окислов металлов и воды.

В ступне, особенно при нарушении процесса при сжи­ гании топлива с недостаточным количеством кислорода, может присутствовать сажистый углерод, который при­ дает ступпе' темный цвет. Содержание ртути в ступпе за­ висит от исходного содержания металла в обжигаемом сырье, от качества очистки газов от пыли, содержания в руде мышьяка, сурьмы и других примесей. Содержание ртути в ступпе может колебаться в широких пределах — от первых десятков до 90%. Чем богаче руда, тем выше содержание ртути в ступпе, тем больше можно выделить металла при ее обработке.

■Процесс выделения ртути из ступлы называется от­ бивкой. В результате отбивки получается ртуть, которую фильтруют через ткань для удаления механических при­ месей,- и обычно без какой-либо обработки она представ­ ляет собой товарный металл марки РЗ, который разлива­ ется в металлические емкости — баллоны и является го­ товой продукцией.

Отходы после выделения ртути носят название отби­ той ступпы, которую направляют на повторный обжиг, так как она содержит еще достаточно высокий процент ртути.

Технологические газы, покидающие конденсатор, обя­ зательно содержат некоторое количество паров ртути. Это количество соответствует равновесному содержа­ нию, которое точно определяется температурой - газов (см. табл. 1). Следовательно, чем выше температура га­ зов, тем больше в них содержание ртути. Поэтому стре­ мятся охладить газы в конденсаторе до возможно более низких температур.

Помимо паров ртути, в технологических газах после конденсации присутствуют аэрозоли металлической рту­ ти, пары воды и некоторое количество наиболее тонких частичек рудной пыли, окислов, сажи и других примесей. Для улавливания остатков ртути газы подвергаются очистке в хвостовых скрубберах — башнях с орошением водой, где частично улавливается ртуть и сопутствующие ей вещества.

Очищенные в скруббере газы могут быть выведены в

4 0

атмосферу через заводскую трубу, -которая должна быть такой высоты, чтобы обеспечить достаточное разбавле­ ние газов воздухом во избежание опасного загрязнения воздушного бассейна ртутью. Однако в ряде случаев, например при больших масштабах производства или расположения ртутного ‘предприятия в зонах курортов, очистка в скрубберах оказывается недостаточной. Тогда на заводах устанавливают еще один процесс очистки газов — так называемую санитарную очистку, где ртуть извлекают из газов химическими способами и затем га­ зы с ничтожно низким содержанием ртути выбрасывают в атмосферу.

ПЕЧИ ДЛЯ ОБЖИГА РУДНОГО СЫРЬЯ

Имеется два принципиально отличных типа печей, в которых протекает обжиг. В печах первого типа сырье имеет непосредственный контакт -с пламенем и продукта­ ми сжигания топлива (пламенные печи). При этом пары возогнанной ртути смешиваются с топочными ' газами, что приводит к значительному снижению содержания ртути в газах.

В печах второго типа топочные газы не соприкасают­ ся с рудным сырьем, а нагрев руды осуществляется че­ рез стенку реторты (муфеля). В этом варианте техноло­ гические и топочные газы отводятся по раздельным ка­ налам и поэтому технологические газы не разбавляются продуктами сжигания топлива и содержание ртути в них не снижается (муфельные, ретортные печи).

В ртутной промышленности применялись пламенные печи многих типов, однако в настоящее время наиболь­ шее распространение имеют трубчатые печи. Схематрубчатой печи приведена на рис. 3. За последние годы нашимиспециалистами разработан и внедрен в ртутное производство новый тип высокопроизводительной печи кипящего слоя (К'С), схема которой показана на рис. 4.

ным кирпичом. Корпус печи опирается бандажами 5 на ролики 13, на которых при помощи приводного механиз­ ма 14 он вращается со скоростью 0,6—2 об/мин. В ниж­

41

собой металлические каркасы, футерованные внутри ог­ неупорным кирпичом и имеющие проемы для подсоеди­ нения корпуса печи.

Топочная камера установлена над бункером огарков 1. В ней через форсунку І сжигается жидкое или газовое топливо, факел пламени поступает по центру в корпус печи. Верхняя пылевая камера служит для сопряжения

дом. Через проем в торцовой стенке пылевой камеры в корпус пропущена труба питателя руды. 11, при помощи которого руду вводят в печь. Питатель установлен меж­ ду бункером 10 дробленой руды и печью.

Печь работает на противоточном режиме: руда, пода­ ваемая в печь, при вращении корпуса перемещается от верхнего конца к нижнему, а газы, наоборот, движутся от тапочкой камеры к верхнему концу корпуса и отво­ дятся через верхнюю пылевую камеру 8 в газоход 9, по которому поступают на очистку от пыли. При прохожде­ нии газов из печи в газоход чеірез пылевую камеру в по­ следней оседает наиболее крупная пыль, вынесенная га­ зовым потоком из печи.

В целях уменьшения выноса пыли из печи в газоходную систему в печи создано минимальное разрежение

42