Основные способы извлечения цинка из сырья
В зависимости от способа восстановления окисленного цинка различают пирометаллургическое и гидрометаллургическое получение цинка. Технологические схемы того и другого способов представлены на рис. 1 и 2. Эти схемы предельно упрощены и отражают лишь принцип технологий.
В пирометаллургическом способе (рис. 1) в конечном счёте получают огарок в виде пористых и прочных кусков, т. е. агломератов. Обжиг ведут так, чтобы материал сначала терял в результате окисления серу, а затем спекался. Для спекания материала необходимо , чтобы в слое развивалась температура 1300-1400 0 С. Пористость и кусковатость агломерата обеспечивают ему необходимую газопроницаемость для последующего углетермического восстановления цинка. Восстановителем служит газифицированный углерод (СО).
При гидрометаллургическом получении цинка (рис. 2) обжиг ведут с получением огарка-порошка при 900-1000 0 С. Высокая дисперсность огарка способствует быстрому и полному выщелачиванию его в растворе H2SO4.
Обжиг цинковых концентратов был и остаётся основным способом окисления сульфидного сырья.
В металлургии цинка в качестве исходных материалов используют не только минеральное сырьё, но также и цинкосодержащие продукты других производств: шлаки и пыли металлургических производств свинца, меди, олова, чугуна. Эти продукты гораздо бедней по цинку, чем цинковые концентраты.
Обжиг цинковых концентратов Цели и типы обжига
Главная цель обжига концентрата- быстрей, полней и с наименьшими затратами превратить сульфидный цинк в оксидный, из которого цинк рациональней восстанавливать. При этом огарок надо получить в таком состоянии, чтобы он наиболее благоприятен для осуществления последующих стадий технологии и в конечном счёте обеспечил высокие технико-экономические показатели производства в целом. Кроме тог, желательно полнее утилизировать образующийся при обжиге SO2 и выделяющееся тепло.
Обжиг концентратов ведут с получением огарка-порошка и огарка-агломерата для последующей переработки соответственно гидро- или пирометаллургическим способом.
В современной практике огарок-порошок для выщелачивания получают в печах кипящего слоя (КС) при 900-1000 0 С.
В практике пирометаллургического производства цинка обжиг концентратов проводят в две стадии. На первой стадии концентрат обжигают на порошок с частичной или полной десульфуризацией в печах КС при 1050-1150 0 С. На второй стадии этот огарок подвергают агломерационному обжигу на агломашинах (максимальная температура 1300-1400 0 С ).
Способы обжига
До 50-х годов обжиг цинковых концентратов на порошок вели в печах с перегребанием шихты на поду (в начальный период вручную, а затем в многоподовых печах механически). Низкие технико-экономические показатели такого обжига заставили искать лучшие способы обжига. В 30-50-е годы на ряде зарубежных предприятий применяли обжиг во взвешенном состоянии: сухой концентрат тангенциально вдувался воздухом в цилиндрическую печь и горел в газовом потоке, большая его часть оседала и выгружалась из нижней части печи в виде огарка, а часть материала (до 40 %) уносилась из печи в виде пыли и улавливалась в пылеулавливающейся системе, включающей и котёл-утилизатор для утилизации технологического тепла. Этот тип обжига более производительный, не требует затрат топлива и даже позволяет утилизировать технологическое тепло, даёт огарок лучшего качества.
В конце 40-х годов в СССР и в Канаде был впервые предложен обжиг в кипящем слое. Этот способ обжига благодаря большим преимуществам перед ранее применявшимися быстро распространился.