4.6 Хлоридовозгоночный метод переработки оксидных цинковых руд

Для переработки оксидной труднообогатимой руды Жайремского месторождения в ЮКГУ разработана хлоридовозгоночная технология с извлечением Zn и получением керамзита (рисунок 46).

На первом этапе метода предусматривает хлоридовозгоночный обжиг руды (в смеси с CaCl₂ глиной) во вращающейся печи при температуре 110010⁰С нагреванием оксида цинка и одновременным получением газообразного хлорида цинка, а также из нерудной составляющей шихты – керамзита:

ZnO + CaCl₂ + SiO₂ = ZnCl₂ + CaSiO₃ (118)

CaSiO₃+ нерудные составляющие = керамзит

Затем, парогазовая смесь, содержащая газообразный ZnCl₂ очищается от пыли в горячем циклоне при 550-600⁰С. очищаемый от пыли ZnCl₂ поступает в скруббер, орошаемый раствором Са(ОН)₂. При взаимодействии ZnCl₂ с Са(ОН)₂ происходит реакция:

ZnCl₂ + Са(ОН)₂=Zn(ОН)₂+ СаCl₂ (119)

Zn(ОН)₂ выпадает в осадок, а раствор СаCl₂ направляется в голову процесса. Затем Zn(ОН)₂ подвергается сушке при 400-450К и прокалке при 1073-1173К, с получением ZnО. В период производственных испытаний на опытно-экспериментальном заводе (г.Ленгер) с использованием вращающейся печи длиной 20м и диаметром 1,8м и часовой производительностью до 3т/час шихты, степень извлечения цинка в возгоны составила 96,3% Pb, 98% Zn, а из руды в цинковый концентрат после прокалки – 90,8%. Цинковый концентрат с содержанием 50%Zn, 5,5%Pb может быть использована для получения цинка, а керамзит может быть использован для получения конструкционного тихоизоляционного керамзитобетона классов В3,5М50 и В5М75.

Рисунок 46. Принципиальная технологическая схема хлоридной переработки цинк-олигонитовой руды Жайремского месторождения

В институте ГИНЦВЕТМЕТ (Россия) под руководством Лайзаровича Г.Я. разработана технология извлечения цинка из полиметаллического труднообогатимого сырья хлоридовозгоночным методом в кипящем слое, с использованием в качестве хлорирующего агента хлорида кальция. Технология прошла производственные испытания.

Технологическая схема этой технологии приведена на рисунке 47. По технологии, исходный материал с размерами частиц до 5мм совместно с твердым топливом, хлоридомкальция подаются в нижнюю часть печи кипящего слоя. Туда же подаются и сжатый воздух. В печи КС происходит сгорание топлива и хлоридовозгонка цинксодержащего материала. Температура в слое печи Кс составляет 900-1000⁰С, время обжига 3-5часов.

1-трубчатая печь, 2-печь КС, 3- шнек, 4-воздухоподогреватель, 5, 16 – эжектор, 6- инерционный пылеуловитель, 7-циклон, 8- скруббер, 9- турбулентный промыватель, 10-каплеотделитель, 11-отстойник, 12- электрофильтр, 13- напорный бак, 14 – реактор с мешалкой, 15- насос

Рисунок 47. Схема переработки сырья хлоридовозгоночным методом с использованием печи кипящего слоя

Из печи КС паро-газовая смесь с температурой 600-700⁰С подаются в горячий циклон, в котором происходит горячее ее обеспыливание. Очищенная от пыли парогазовая смесь с температурой 500-550⁰С поступает в прямоточный и противоточный скруббера. Температура газа в прямоточном скруббере – 50-70⁰С. затем после трубы Вентури мокрого электрофильтра газы выбрасываются в атмосферу. В качестве орошающей жидкости в скрубберах использовали раствор Na₂CO₃. В баке сборника раствора скрубберов формирование нерастворимых карбонатов металлов (в том числе и цинка):

MeCl₂ + Na₂CO₃ = MeCO₃+ 2NaCl (120)

Процесс опробирован на пиритных огарках (0,3-9,5%Zn; 0,4-6,1%Cu; 0,05-5,3%Pb; 17-190г/тAg; 2-11 г/тAu). При этом степень хлоридовозгонки Zn составила 70-90%, Cu 83-95%, Pb 82-99%, Ag 84-98%; Au 83-91%. При переработке Жайремской руды (3-4%Zn; 0,3-0,5%Pb) степень хлоридовозгонки цинка составила 68%, свинца 96%.