Металлургия технология угля и неметаллических полезных ископаемых3

Из расплавленной смеси серы и селена образуются твердые растворы трех типов: а-моноклинические кристаллы (типа P-S) с б—27 атом. % Se; р-моноклинические кристаллы (типа y-S) приблизительно с 50—82 атом. %

Se и гексагональные, ромбические кристаллы (типа металлического Se) пример­ но с 87—100 атом. % Se.

Содержание серы в осадочных серных рудах колеблется в

стая сера) и в результате взаимодействия сернистого газа и серо­ водорода, выбрасываемых в огромном количестве вулканом:

S02+ 2H2S ^ 3S + 2H20 .

Образующаяся в воздухе тончайшая пыль серы постепенно опускалась на земную поверхность, иногда довольно далеко от места своего образования. В дальнейшем образование складок и сбросов в земной коре могло привести к тому, что сера, бывшая на поверхности, оказывалась на значительной глубине.

Серные руды вулканического происхождения отличаются вы­ соким содержанием серы — 60% и более.

Такие руды встречаются на Камчатке и Курильских островах, в Крыму и на Кавказе, где проявляется или проявлялась ранее вулканическая деятельность. За рубежом наиболее мощные место­ рождения серы вулканического происхождения встречаются в

тами. Особое внимание при добыче уделяется противопожарным мероприятиям и борьбе с ядовитыми газами, выделяющимися иа серных руд.

Разработка серных месторождений обычно ведется при содер­ жании серы в руде от 8% и выше. Руды с содержанием серы менее 18%, как правило, подвергаются обогащению.

Из механических методов обогащения к серным рудам приме­ нимы классификация на наклонной решетке с постепенно умень­ шающимися отверстиями (для выделения наиболее осерненных классов) и избирательное дробление при различной твердости осерненных и пустых пород крупностью 25—100 мм, промывка глинистых серных руд крупностью 0,5—25 мм в барабанах-логу°- шерах. Особенно широкое применение при обогащении серных руд имеет метод флотации.

Схемы флотации разработаны для различных, но преимуще­ ственно мелковкрапленных серных руд. В них предусмотрены новейшие типы флотационных машин и рациональные схемы перечисток. Флотационный концентрат (пенный продукт) содержит до 90% серы.

Практика обогащения показала, что флотировать можно самые разнообразные серные руды — известняковые, мергелистые, гли­ нистые, глинисто-известняковые, песчанистые, а также трепело­ видные и оквасцованные при условии соответствующего измель­ чения руды, реагентного режима, времени флотации и числа перечисток1.

§ 3. Выплавка серы из серных руд (концентратов) в наземных условиях

Для выплавки серы из серных руд применялись разные спо­ собы в зависимости от содержания серы в руде, а также от состава и свойств пустой породы.

При выплавке серы в печах серная руда нагревается до тем­ пературы плавления серы, которая в расплавленном виде уда­ ляется из плавильной печи (или из плавильного аппарата). Пу­ стая нерасплавившаяся порода остается в печи2.

Тепло для плавления серы получают от сжигания части самой серы, содержащейся в руде (камерные печи); от сжигания топ­

также установки для выплавки серы с помощью высококипящих растворов солей (например раствора СаСЬ).

П л а в к а с еры в к а м е р н ы х п е ч а х применима только к рудам, содержащим более 20% серы и представленным плот­ ными, не рассыпающимися после выплавки серы породами. Эти

1 Флотационные хвосты от обогащения серных руд представляют значитель­ ный интерес при комплексном использовании минерального сырья, так как они

Однако этот способ получения высококачественной серы сопровождается боль­ шими потерями растворителя и поэтому не имеет широкого распространения.

печи сохранились лишь в сравнительно небольшом количестве

в Италии.

Простейшим видом камерных печей являются напольные печи, которые выкладывают в виде одной камеры (рис. 73) цилиндри­ ческой формы с открытым верхом на специальной площадке, поднятой над уровнем местности. Под печи имеет наклон к пе-

рой укладываются в нижние слои. После загрузки печи над стен­ ками ее .образуется конус из руды, который покрывается сверху огарками пустой породы от предыдущих плавок серы, образую­ щими покрышку, промазываемую гипсом, глиной и т. д. Такая покрышка служит для регулирования температуры в процессе плавки серы. Если температура в печи слишком повышается, то производится более тщательная промазка покрышки и, наоборот, при понижении температуры в печи пробивают отверстия в по­ крышке.

Розжиг руды в печи производят сверху. Выплавляющаяся сера стекает в нижние слои и частично возгоняется. Зона горения посте­ пенно опускается вслед за стекающей серой, а последняя по мере накопления на поду печи выпускается через летку.

В напольных печах сгорает до 50% серы, 'содержащейся в руде.

Более совершенными являются многокамерные печи. Они со­

с той разницей, 'что в то время, когда одна из камер разгружается

от огарков и вновь загружается рудой, в остальных камерах идет процесс выплавки серы. Длительность одного периода работы камеры составляет около 10 суток- '

Выход серы при плавке в многокамерных печах примерно 70—75%.

большая трудоемкость процессов загрузки и разгрузки камер и значительный ‘выход сернистого газа, который не всегда можно рентабельно попользовать на месте, резко ограничивают их 'при­

Отходы (огарки), получаемые при плавке в печах некоторых

менима только к очень богатым рудам, содержащим 70—90% се­ ры, она требует больших затрат топлива. Отгонка в ретортах осуществляется за рубежом в небольших масштабах преимуще­ ственно для получения рафинированной серы. Также имеет ограни­

тельной флотацией серной руды, наиболее производительна и поч­

ти повсеместно применяется в 'отечественной серной промышленности.

Автоклав (рис. 75) представляет собой стальной цилиндро-ко­ нический сосуд, футерованный изнутри чугунными 'плитами, и за-

горловину загружается в автоклав. Затем, после закрытия авто­ клава, в него по паропроводу пускается шар под давлением 3,5— 4,5 ат, -повышающий температуру в автоклаве до 135—155°С, при которой происходит расплавление серы. Последняя собирается в нижней части автоклава, а пустая порода остается в верхнем водном слое. Через отверстие в нижней крышке автоклава, за­

крываемое штырем, расплавленная сера выпускается по специ­ альным лоткам или трубам в формы либо на особые площадки, где она и застывает. По окончании плавки через нижний люк выбрасывают вместе с водой и хвосты плавки.

Рис. 76. Схема производства серы из серных руд с применением флота­

ции руды и (выплавки серы из концентрата в автоклаве:

i — автомашина для доставки серной руды; 2 — бункер; 3, 9 — питатели; 4 — щековая

чение серы достигает примерно 80—90%. Хвосты после выплавки серы, содержащие еще значительное количество остаточной серы, подвергаются повторной флотации или используются для какихлибо других целей (например приготовления ’известково-серного

серы в сутки. Все процессы плавки механизированы.

Общая схема производства серы из серных руд с применением

жидких фаз (воды и расплавленной серы), твердой фазы (частиц породы) и газообразной фазы ('пузырьков растворенного в пуль­ пе воздуха и других газов). В соответствии с этой теорией, для лучшего отделения серы от породы применяются добавки поверх­ ностно-активных веществ, являющихся стабилизаторами .процесса.

В качестве таких добавок в

на извлечение серы из флотационного концентрата в автоклаве приводим неко­

туры 130—140° С в течение двух часов. После остывания пробирку вскрывали,

от содержимого отделялся серный королек, а остаток пропускался через сито —48 меш.

стекла обусловлено тем. что являясь пептизатором, оно вместе с пустой поро­ дой пептизирует и серу, т. е. гидрофилизирует поверхность ее частиц, вследст­ вие чего смачиваемость частиц породы серой увеличивается и значительная часть ее уходит в хвосты.

К р а х м а л при малых добавках в пульпу оказывает гидрофобизующее действие на частицы серы, а при больших добавках выявляются его защитные

энергичное влияние на извлечение серы оказывают добавки более легких погонов нефти, слабее действуют тяжелые погоны. Исключение составляет бензин, действующий слабее, чем керосин, газойль и веретенное масло. Сама нефть, при

Положительное действие нефти и ее погонов, являющихся неполярными жидкостями, на извлечение серы находится в полном соответствии с законом избирательного смачивания, в силу которого поверхность гидрофильных мине­ ралов лучше смачивается в воде в присутствии неполярной жидкости и, наобо­ рот, поверхность гидрофобных минералов в присутствии воды интенсивнее сма­ чивается неполярной жидкостью. При автоклавной выплавке сера и минералы

состав минеральных примесей и гранулометрический состав обра­ батываемого концентрата.

В зависимости от этих факторов должны выбираться реаген­ ты, добавляемые 'в пульпу.