1.2.2 Мырышты гидрометаллургиялық әдіспен алу жолындағы өндірістік өнімдер арасында кадмийдің таратылуы

Гидрометаллургиялық әдіс бойынша мырышты алдын-ала күйдірілген концентраттан күкірт қышқылы ерітіндісімен сілтісіздендіреді (6-шы сурет) [1].

Сілтісіздендіру кезінде мырыш ерітіндіге мырыш сульфаты түрінде мына рекция бойынша өтеді:

ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O (4)

Сілтісіздендіру кезінде мырышпен қоса концентрат құрамындағы кейбір қоспаларда (мыс, кадмий, кобальт және т.б.) ішінара ериді, сондықтан ерітіндіні қоспалардан тазартады.

Күйдірілген мырыш концентраттарын күкірт қышқылы ерітінділерімен сілтісіздендіру процесі кезінде кадмийдің басым бөлігі ерітіндіге сульфат түрінде сульфидті, силикатты және ферритті қосылыстармен байланысқан кадмийдің кейбір бөлігі кектарда қалады (6-шы сурет) [1]. Мырыш өндірісінің бейтарап қойылтқышының жоғарғы құйылысындағы кадмийдің мөлшері 0,2-0,3 г/л, мыс – 0,4-0,8 г/л, мышьяк – 0,6-3,0 мг/л жететді [2, 12].

Күкіртті мырыш ерітіндісінен кадмийді мырыш көмегімен цементация әдісі арқылы бөліп алады. Мырышты шаңның құрамында кадмий бар ерітіндіге әсер етуі кезінде кадмий цементті металл түрінде ығыстырылады және тұнады. Кадмийді мырышты шаңмен агитациялау кезінде ерітіндіден кадмиймен бірге мыс та цементтелінеді. Осылайша алынатын шөгінді ұсақ дисперсияланған кадмийден, мыстан және мырышты шаңнан құралады. Тәжірибеде мырышты шаңның шығыны мысты санамағанда 3-3, 5 есе алынады.

3-ші кестеде мырышэлектролитті зауыттардың мыскадмийлі кектерінің құрамы, ал 4-ші кестеде цементация процесіндегі мырышты ерітінді құрамының өзгеруі көрсетілген [12].

Егер мырышты шаң дистилляциялық мырыштан алынатын болса, онда қорғасын мыскадмийлі кекке мырышты шаңмен бірге түседі. Мыскадмийлі кектердегі мырыштың мөлшері цементация кезінде қосылатын артық металлдың мөлшеріне, ұнтақтау дәрежесіне және оны процесске қосу әдісіне байланысты болады. Аралық фильтрациясы бар екі сатылы цементация кезінде мыскадмийлі кекердің төмендегідей құрамы алынды (2-ші кесте):

2-кесте – Мыскадмийлі кектердің құрамы, (%)

Металл	Cd	Zn	Cu
Бірінші фильтрациядан кейін	30−36,7	18,7−22	−
Екінші фильтрациядан кейін	4,07−5,2	44−45	−
Орташа сараланған кек	6−10	35−40	2

6-сурет – Мырыш концентратын гидрометаллургиялық өңдеу кезіндегі кадмийдің таралу схемасы

Цементацияға жіберілетін мырышты шаң ұсақ болған сайын оны қолдану тиімді және оның кектегі мөлшері төмен болады. Мырышты шаңды тиімді қолдану үшін оны цементацияға суспензия түрінде қосу қажет.

Кадмийдің мөлшері бойынша мыскадмийлі кектер мырышэлектролитті өндірістің аса бай өнімдері болып табылады [12].

Осы кезде алынатын мыскадмийлі кекті кадмий қндірісіне жібереді.

Қоспалардан тазартылған мырыш сульфатының сулы ерітіндісі электролизге келіп түседі, мырыш катодта шөгеді, ал анодта күкірт қышқылы регенерацияланады. Мырыштың түсірілген катодты қалдықтарын қайта балқытады және құймақалыптарға құяды. Өңделген күкіртқышқылды электролитті күйдірілген мырышты концентраттың сілтісіздендіруіне қайтарады [1].

3-кесте – Мырышэлектролитті зауыттардың мыскадмийлі кектер құрамы, (%)

Зауыт	Cd	Cu	Zn	Pb	Co	As
I РФ	1,5-3,4	6,7-30,6	18-36	0,6-1,2	0,2	-
III РФ	1,3-2,7	18-30	30-40	-	-	0,05
Трейл	3,4	8,0	62,0	5,7	0,07	0,01
Грейт-Фоллс	8,4	3,3	41,4	3,8	0,02	-
Магдебург	6 - 10	2,0	35-40	-	-	-

4-кесте – Цементация кезіндегі ерітінді құрамының шамалы өзгеруі

Ерітінді	Zn, г/л	Mn, г/л	Cu, мг/л	Cd, мг/л	Co, мг/л	Ni, мг/л	As, мг/л	SiO2, мг/л	Fe, мг/л	Mg , г/л	CaO,г/л
Цемента-цияға дейін	170	3	500	350	2	2	1	150	−	−	−
Цемента-циядан кейін	170	2,5-3,5	0,1	~0,11	1-2	0,5	~0,5	100	0,1	17	0,4

Мырышты алудың гидрометаллургиялық әдісі – мырыш концентраттарын пирометаллургиялық әдіспен өңдеуге қарағанда аса жетілген технологиялық процесс. Ол мырышты көп мөлшерде бөліп алуды, бөлініп алынатын металлдың жоғары деңгейдегі тазалығын, жұмысты көп қажет ететін процесстердің механизациясын, концентраттың бағалы құрамын кешенді қолдануды және т.б. қамтамасыз етеді [15].

Қазіргі уақытта гидрометаллургиялық әдіс негізгі әдіс болып табылады және өндірілетін мырыштың 80 – 90 %-ын береді [1, 2].