Переплав

Оксид железа, образующийся при обжиге колчедана выходит из печи в виде огарка и поступает в отвал.

Пиритные огарки состоят из железа (40-63%) с небольшими примесями серы (1-2%), меди (0,33-0,47%), цинка (0,42-1,35%), свинца (0,32- 0,58%), драгоценных (10-20 г/т) и других металлов.

Утилизация пиритных огарков возможна по нескольким направ­лениям: для извлечения цветных металлов и производства чугуна и стали, в цементной и стекольной промышленности, в сельском хозяйстве и др.

Извлечение цветных металлов из огарков. Для извлечения ценных компонентов из пиритных огарков используют различные методы обжига (хлорирующий, сульфатизирующий и др.).

Перед хлорирующим обжигом к огарку примешивают до 20% размолотой NaCl. В процессе обжига протекает ряд реакций, в результате которых медь переходит в растворимое соединение СuС1₂ . Сера образует с NaCl сульфат натрия. Оптимальная температуре обжига находится в проделах 550-600⁰С.

Другим условием для нормального течения процесса является достаточное содержание серы в огарке - для пе­ревода всего NaCI в Na₂S0_4. B случае недостатка серы к огарку добавляют свежий колчедан. Для того чтобы хлорирующий обжиг начался и затем шел автотермично, достаточно смесь подогреть до 200-300° С. Обжиг сопровождается выделением SO₂, S0₃, HCL.

Химизм протекающих процессов является достаточно сложным. Вначале происходит окисление сульфидов и образование хлорида железа по следующим реакциям:

2MeS + 30₂ - 2Me0 + 2S0₂,

MeO+SO₂ + 0,5O₂ -> MeS0₄,

S0₂ + 0,5O₂ -> S0₃,

Fe₂(S0₄)₃ + 6NaCl -> 3Na₂S0₄ + 2FeCl₃

Затем идет взаимодействие газовой фазы (0₂, SO,. S0₃, H₂O) с шихтой, которое приводит к формированию газообразных хлорирую­щих агентов:

2NaCl + S0₂ + 0₂ -» Na₂S0₄ + Cl₂,

4NaCl + 2S0₃+0₂ -> 2Na₂S0₄ + 2Cl₂,

2NaCl + S0₃ + H₂0 -» Na₂SO_} + 2HC1,

4FeCl₃+30₂ - 2Fe₂03 + 6Cl₂,

2FeCl3 + 3H₂0 -* Fe₂0₃ + 6HC1. (111.97)

Образовавшиеся Cl₂ и HC1 взаимодействуют с оксидными и суль­фидными соединениями находящихся в огарке металлов:

MeS + Cl₂+ 1,50₂ -> MeCl₂ + S0₃,

MeS + CI₂ + 0₂ -* MeCl₂ + SO2

MeS + 2HC1 +1,50₂ - MeCl₂+ S0₂ + H₂0,

Me0 + 2HC1 ->MeCl₂+H₂0,

2Me + 3Cl₂ -»2MeCl₃.

Суммарно и приближенно процесс хлорирующего обжига отно­сительно меди может быть выражен следующим уравнением:

Си + 2S + 4NaCl + 3,50₂ + Н20 -> СиС1₂ + 2Na₂S0₄ + 2НС1.

В результате обжига 85-90% огарковой меди превращается в во­дорастворимую соль СuCl₂.

Полученную вытяжку обрабатывают железным скрапом для выде­ления цементной меди. Эту операцию проводят без доступа возду­ха, так как в присутствии кислорода происходят реакции, ведущие к образованию Fe(OH)₃, который загрязняет получаемую цементную медь. Цементная медь содержит 70-90% Сu и большое количество загрязнений. Она может быть отправлена на переплавку в черновую медь или использована для получения медного купороса.

Степень извлечения меди из огарка составляет 95-96%. Выще­лоченный огарок просушивают в механических печах до влажности 8-10%_т а затем агломерируют или брикетируют с последующим об­жигом в печах канального типа при температуре размягчения Fe₂0₃ (> 1200° С). После такой обработки огарок идет на доменную плав­ку. Переработка 1 т огарка (~ 0,5% Сu) может дать до 4,5 кг меди и 900 кг агломерата.

Агломерация - высокотемпературная обработка огарка, приводящая к выгоранию из него серы и получению кускового материала, пригодного для доменной плавки.