Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1223

.pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
12.44 Mб
Скачать

тор соединен с печью газоходом длиной 0,2 м и сечением 0,4 X X 0,7 м.. Внешние размеры конденсатора 3 X 2 м, толщина стен 230 мм, футерован он шамотным кирпичом.

В своде имеется отверстие, закрывающееся графитовой проб­ кой, через которую проходит вал с графитовым разбрызгивате­ лем. У одной из длинных сторон конденсатора расположен внешний разливочный зумпф (размер в плане 0,75 X 0,75 м). С другой стороны к конденсатору примыкают два сообщающих­ ся соединительньгм каналом (размер в плане 1,5 X 0,3 м) зумп­ фа, служащих для охлаждения цинка.

Отъем тепла от ванны регулируется с по*мощью качающего­ ся водоохлаждаемого змеевика-холодильника. Непрерывная циркуляция расплавленного цинка между конденсатором и зумпфами происходит по соединительному каналу вследствие движения металла, создаваемого импеллером.

Глубину ванны расплавленного цинка в конденсаторе и по­ гружения разбрызгивателя регулируют, изменяя уровень цинка в разливочном зумпфе. Число оборотов разбрызгивателя изме­ няли. от 650 до 790 в минуту подбором шкивов различного диа­ метра. Дроссы удаляли с торца конденсатора.

Перерабатывали коллективный концентрат, содержавший, %: 2 Си, 8,3 РЬ, 18,6 Zn, 21,7 Fe и 31 S. В шихту агломерации вводили 24% по весу известняка и 10% оборотных дроссов.

Полученный при этом агломерат содержал 2% Си, 7,6% РЬ, 21,5% Zn и около 5% S. Его плавили с добавкой 8—10% кокса. При этом на ванне имелся постоянный слой раскаленного кок­ са и температура под сводом была на уровне 1000—1050° С.

Шлак содержал 0,15% Си, 0,20% РЬ, 2% Zn, 15% Fe и по 30% Sii02 и СаО. Штейн содержал 10% Си, 5% РЬ, 2% Zn и 50% Fe. Цинк содержал 2% РЬ, 0,1% Fe, 0,17% As, 0,4% Cd и

160 -г/т As.

Полученный из конденсатора свинец содержал 1,6% Zn, по 0,02% Си и Fe и следы благородных 'металлов.

Дроссы содержали 0,1% Си, 8% РЬ, 75% Zn, до 5% S и 0,25% Cd. Пыль из инерционного пылеуловителя отличалась от дроссов только повышенной концентрацией кадмия, содержа­

ние которого достигало 1,5%.

О выходе продуктов плавки и балансе металлов можно су­

дить по данным табл. 49.

Приведенные в таблице данные относятся к переработке кон­ центрата, состав которого более благоприятен для плавки, по­ скольку весьма важное для результатов отношение содержания железа к меди в нем в два раза меньше и соответственно выход шлака на 10% меньше. При этом меньше потери с ними метал­ лов. Несколько выше и содержание цинка в исходном концент­

рате.

16 М. М. Лакерник

Т а б л и ц а 49

Состав продуктов плавки медно-свинцово-цинкового концентрата и распределение между ними металлов

при работе с цинковым конденсатором, %

Продукты плавки

Загружено

Агломерат

Получено

Цинк Свинец из конденсатора

Свинец из печи Штейн Шлак Дроссы Пыль

 

Медь

Свинец

Цинк

Выход

содержа­ •ние

извлече­ ние

содержа­ ние

извлече­ ние

содержа­ ние

извлече­ ние

%

 

 

 

 

 

 

100

2

100

7,6

100

21,5

100

13,1

2

3,0

97

64,0

2,5

.98,3

35,5

1,6

0,2

2,1

0,11

0,1

99

32,0

0,3

20,2

10

96

6,5

17,2

5,7

5,3

39,7

0,14

2,9

0,2

1,3

2

3,6

5,4

0,2

0,5

8,9

6,3

74

19,0

2,3

0,13

0,2

12

4

66

‘ 8,0

Ниже приведены данные, позволяющие сравнить конденса­ тор со свинцовым и цинковым орошением:

 

 

 

 

 

Конденсатор

Конденсатор

 

 

 

 

со свинцовым

с цинковым

 

 

 

 

 

орошением

орошением

Содержание меди в концентрате, %.

3,5

2

Содержание свинца в концентрате, %

7,5

8,3

Содержание цинка в концентрате, %

21,0

18,6

Содержание железа

в концентрате, %.

18

21,7

Отношение железа

к меди

в концентрате

5

10,8

Выход штейна, %

 

 

 

 

21

20,2

Теряется в штейне цинка, %

3,6

5,3

Выход шлака, %

 

 

%

 

30

39,7

Теряется в шлаке цинка,

. .

2,7

3,6

Выход дроссов, %

 

 

 

14,8

5,4

Переходит в дроссы цинка,

%

13

19

Переходит в дроссы свинца,

%

35

6,3

Выход пыли, %

 

 

. .

2,2

2,3

Переходит в пыль цинка,

%

5,2

8,0

Переходит в пыль свинца,

%

5,6

4,0

Прямой выход пинка,

%

 

 

75

64

Прямой выход свинца,

%.

 

40

67,5

При работе с конденсатором со свинцовым орошением выход дроссов в три раза больше и переход в них свинца в шесть раз больше, чем при работе -с конденсатором, орошаемым цинком.

Несмотря на уменьшенный выход дроссов, в конденсаторе с цинковым орошением переходит в них цинка в полтора раза больше, чем в конденсаторе со свинцовым орошением, и прямой выход цинка в металл на 10% меньше.

Если внести поправку на несколько худший состав концен­ трата, подвергавшегося планке при конденсации паров на цин­ ке («больше железа, хуже отношение железо—-медь и меньше содержание цинка), то, согласно расчету, прямой выход цинка в металл, в идентичных условиях, окажется всего на 4—5% мень­ ше, чем в орошаемых свинцом.

Видимо, при переработке полиметаллических концентратов применение конденсаторов, орошаемых цинком, не только воз­ можно, но и более целесообразно, чем конденсаторов, орошае­ мых свинцом.

Очистка газов от пыли

Отходящие из конденсатора .газы направляются в пылевой бункер, далее в инерционный пылеуловитель и мокрый безнасадочный скруббер, после чего выбрасываются в атмосферу. Вы­ брос газов в атмосферу является временны-м и неудовлетвори­ тельным решением, поскольку они могут быть с успехом исполь­ зованы для предварительного подогрева шихты, отопления за­ жигательной камеры агломерационной машины и других целей.

В газоходе за скруббером была установлена дроссельная заслонка, управляемая исполнительным механизмом от регуля­ тора РДНБИ-100 с головкой МНД-1-5 мм.

Аппаратурная схема пылеулавливания приведена на рис. 92. ГГ. И. Воскресенский, Г. М. Гордон и В. М. Цетлин [387] ис­ следовали пылеулавливающие агрегаты электротермических це­ хов по переработке цинковых, и полиметаллических концентра­ тов. Они установили, что газы, проходящие через пылеулавли­ вающие агрегаты, содержат 85% окиси углерода и около 10% двуокиси углерода. Газы, покидающие инерционный пылеуло­

витель, содержат более

100 г\нмъ пыли при среднем к. п. д. это­

го агрегата

около 80%.

Газы, удаляемые из скруббера, имеют

температуру

не более 30—35° С и их запыленность

не превы­

шает 1 —1,2 г/'нм3. К. н .д. скруббера достигает 99%,

а общий

к. п. д. всей системы близок к 100%.

Общий объем удаляемых .газов весьма мал и колеблется в зависимости от состава агломерата и расхода кокса, однако не превышает 150—200 нм^/т агломерата.

Это обстоятельство, а также значительная крупность легко коагулирующих частиц пыли позволяют очищать газы из элек­ тропечей в простейших механических пылеуловителях с к. п. д., достигающим 99,9%.

Технологические показатели при переработке концентратов различного состава

Выше указывалось, что коллективные 'концентраты могут быть весьма различны по составу. Однако с точки зрения метал­ лургической переработки их можно разделить на несколько ос­ новных групп:

1.Медно-цинковые концентраты, совсем не содержащие сви­ нец или содержащие его в небольших количествах при значи­ тельном содержании (9—12%) меди.

2.Медно-свинцово-цинковые концентраты, содержащие за­ метное (8—15%) количество свинца и небольшое количество (3—5%) меди.

3.Свинцово-цинковые концентраты, не содержащие меди. Примеры переработки некоторых концентратов, представ­

ляющих перечисленные группы, приведены ниже.

Переработка медно-цинковых концентратов

На одной из отечественных фабрик получали медный, свин­ цовый и цивковый концентраты. Показатели приведены в табл. 50 [388, 389].

Т абл и ц а 50

Состав медно-цинковых концентратов, %

 

Медь

Свинец

Цинк

Концентрат

содержа­

извлече­

содержа­

извлече­

содержа­

извлече­

 

ние

ние

ние

ние

ние

ние

Медный

25

76

2

16

10,4

12,3

Свинцовый

2,9

1,7

40,3

53,5

14

3,1

Цинковый

3,6

14,5

1,4

15

46,5

73,3

При обезмеживании цинкового концентрата содержание в нем меди снижается до 1,8%, а содержание цинка повышается

до 50—52%'.

Получаемый при этом промежуточный продукт ^или коллек­ тивный концентрат содержит, %: 10,5 Си, 2,3 РЬ, 16,5 Zn, 27 Fe и 39 S. В него извлекается до 6% Zn, 5% РЬ и до 8% Си.

В обычных условиях этот продукт присоединяется к медному концентрату и содержащийся в нем цинк полностью теряется в

шлаке.

Промпродукт с добавкой известняка и кварца подвергали обжигу с агломерацией, а полученный агломерат в смеси с 10% кокса перерабатывали в электропечи. Состав продуктов плавки и распределение между ними металлов приведены в табл. 51

Т а б л и ц а 51

Состав продуктов плавки медно-цинкового концентрата и распределение между ними металлов, %

Продукты плавки

Загружено

Агломерат

Получено

Штейн

Шлак

Возгоны

Возможное распределение при конденсации

Цинк

Свинец

 

Медь.

Свинец

Цинк

Выход

содержа­ ние

извлече­ ние

содержа­ ние

извлече­ ние

содержа­ ние

извлече­ ние

%

 

 

 

 

 

 

100

7,9

100

1,9

100

11,8

100

34,6

22,1

97

0 ,8

13

1,8

6 ,2

45,0

0 ,2

1 •

0,15

3,1

1,9

6 ,0

14,6

0,5

2

10,0

83,2

68

87

10,3

0 ,2

1,5

2

10

98

86

1,4

2 ,0

0,5

96

70

0 ,6

(медно-цинковый концентрат плавил'и с получением сухих воз­ гонов).

В процессе плавки достигалось высокое извлечение меди в штейн и цинка в возгоны. При этом получали отвальный шлак, не требующий какой-либо дополнительной переработки.

Вывод промпродукта позволил заметно улучшить качество цинкового концентрата и соответственно улучшить показатели при его переработке. Так как и промпродукт переработан с до­ статочно высокими показателями, то общее извлечение из руды меди повысилось на 3% и цинка на 8%.

Переработка медно-свинцово-цинкового концентрата, бедного медью

На одном из месторождений полиметаллических руд смешан­ ная руда находится на границе перехода сульфидных руд в окисленные. Содержание металлов в ней сильно колеблется и в среднем равно 1—1,5% Си, 2—3% РЬ, 6—8% Zn и 14—16% Fe. Несмотря на сравнительно высокое содержание в этой руд* цветных 'металлов (сумма меди, свинца и цинка равна 10—. 11%), получение из нее селективных концентратов оказалось невозможным из-за высокого содержания в руде плюмбоя!розита и окисленных соединений меди и, в частности, заметных ко­ личеств воднорастворимого сульфата.

При коллективной флотации достигается высокое извлечение металлов. Коллективный концентрат, полученный из этой руды,

содержит 3—3,5% Си, 7—8% РЬ, 20—22% Zn, 17—20% Fe. около 30% S и 7% Si02.

Концентрат в смеси с известняком, расход которого состав­ лял около 20% к весу концентрата, подвергали обжигу с агло­ мерацией, а полученный агломерат с добавкой 10—11% кокса

плавили в электропечи с конденсацией паров

в конденсаторе,

орошаемом свинцом.

1300—1350° С и

Шлак выпускали из печи при температуре

штейн при 1200° С. Уровень ванны в печи колебался в пределах 500—650 мм. Температура под сводом была 1100—1200° С. Рас­ ход энергии на плавку составлял 1100 квт-ч на 1 т агломерата.

Состав полученных при этом продуктов плавки и распреде­ ление между ними -металлов приведены в табл. 52.

Т а б л и ц а 52

Состав продуктов плавки медно-свинцово-цинкового концентрата и распределение между ними металлов, %

Продукты плавки

Выход

%

 

Медь

Свинец

 

Цинк

содержа­ ние

извлече­ ние

содержа­ ние

извлече­ ние

содержа­ ние

извлече­ ние

 

Загружено

 

 

 

 

Агломерат

| 100

| 3,3

100

8,6

| 100

| 2 ..2 |

 

 

 

1

 

 

 

Получено

 

 

 

 

Штейн.

21

15

95

5,3

13

4,2

Шлак

30

0,2

2

0,3

1

2,2

Свинец

3,6

3

0,3

96

20

Цинк

18,6

0,2

1,1

2,5

5

97

Дроссы

14,8

0,2

1

67

35

21,3

Пыль

2,2

0,12

21,5

5,6

56,5

Переработка медно-свинцово-цинкового концентрата, богатого свинцом

Концентрат был получен в результате коллективной флота­ ции сульфидной головки смешанных руд. Селективная флота­

ция связана с очень сложной схемой и низкими

показателями

по извлечению и селекции.

РЬ,

23,3% Zn

и

Концентрат

содержал

3,6% Си, 15,2%

13%

Fe. После обжига и спекания с добавкой 20%

известняка

и 5%

кварца

агломерат

с добавкой 11%

кокса

подвергали

электроплавке.

Результаты плавки приведены в табл. 53.

при

Сравнение

полученных

результатов показывает,

что

Т а б л и ц а 53

Состав продуктов плавки медно-свинцово-цинкового концентрата и распределение между ними металлов, %

Продукты плавки

Агломерат

Свинец

Штейн.

Шлак Цинк . Дроссы Пыль

 

Медь

 

Свинец

Цинк

Выход

л

в

1

л

извлече­ ние

8 д

извлече ние

 

содерж ние

извлече ние

содерж ние

%

 

 

 

 

 

*

 

 

 

 

 

 

о.

 

 

 

 

 

 

 

е* <о

 

Загружено

 

 

 

 

 

 

| 100 [

3 |

100

|

14,9

| 100

| 23,8

|

Получено

 

 

 

 

 

 

5,23

2,6

5

 

96

50

 

15,70

16,5

90

 

11

11,5

1,8

 

30,4

0,16

1,65

 

0,22

0,4

1

 

18,9

0,3

1,4

 

2,5

3,2

97

 

11,6

0,2

0,9

 

63

25

22,8

 

4,9

0,23

0,38

22,8

9,0

43,3

 

плавке концентратов различного состава образуется отвальный шлак.

Несмотря на то что переработке подвертали концентраты, бедные по содержанию меди, извлечение ее в штейн весьма вы­ сокое и в результате большой степени сокращения полученный штейн можно подвергать прямому бессемерованию.

Чем выше содержание свинца в шихте, тем полнее прямое его извлечение в металл при плавке. Значительное количество свинца улетучивается в 'возгоны и переходит в дроссы.

Прямой выход цинка в металл превышает 75% от содержа­ ния его в агломерате и при переработке оборотных материа­ лов— дроссов и пыли, общее извлечение цинка приближается к 90—92% — цифре весьма высокой для столь бедного сырья.

Характеристика продуктов плавки

Ш л а к в соответствии с приведенными выше данными тео­ ретических исследований выбирали с отношением CaO Si02, близким к единице, при содержании этих компонентов около 30—35% и содержании 10—15% Fe.

Содержание .глинозема в шлаке при этом колебалось в пре­ делах 4—6% и серы от 1 до 1,5%. Шлак содержал от 0,15 до 0,25% Си, от 0,2 до 0,3% РЬ и от 1,5 до 2,5% Zn.

Содержание золота не превышало 0,1 г/г, а серебра 10— 15 г/т, что примерно вдвое ниже содержания этих металлов в шлаках и отражательной плавки свинцового и медного произ­ водств.

Выход шлака, как правило, не превышал 30—35% от веса агломерата и потери с ним металлов были невелики. Электро­

проводность

шлака при 1300° С не превышала 0,1 ом~1»см~К

что позволяло вести плавку на напряжении около 200 в.

Шт е й н

в зависимости от состава исходного сырья и режи­

ма плавки содержал от 10 до 50% Си. Столь широкие пределы колебаний связаны с различным количеством серы, оставляемой в агломерате, различным содержанием меди в сырье и различ­ ной степенью восстановления железа при плавке.

При переработке менее железистых шихт получается более богатый медью штейн, при плавке шихты с высоким содержани­ ем железа его целесообразнее переводить в штейн, чем в шлак, а это связано с обеднением штейнов медью. О составе некоторых штейнов, полученных при переработке полиметаллических кон­ центратов, можно судить по данным табл. 54.

 

 

Химический состав штейнов,

%

Т а б л и ц а

54

 

 

 

 

 

 

 

Агломерат

 

 

 

 

Штейн

 

 

Си

РЬ

Zn

Fe

S

Си

РЬ

Zn

Fe

S

3

7

20

12

4,5

15,5

5,3

2,4

49

20

3,4

10,6

11,5

12,2

2,9

27,7

16,36

8,13

23

3,4

6,8

22,7

16,7

5,0

16,9

4,1

4,4

38

20

4

18

17

10

5

22

10

7

27

23

4

8

15

12

4,5

30

10

10

25

8,7

5,6

7,7

15

6,0

42,2

9,55

5,31

12

7,9

1,9

11,8

20

6

22

2,3

1,8

42

20

Степень концентрации меди при плавке достигает 8 и штейн можно бессемеровать без предварительной сократительной плавки.

Чем больше меди в концентрате, тем больше может содер­ жаться в нем железа без соответствующего увеличения выхода шлака.

Однако содержание в штейне цинка примерно равно содер­ жанию его в шлаке, и поэтому увеличение содержания железа в концентрате во всех случаях связано с дополнительными по­

терями цинка.

электротермическом процессе являются од­

В о з г о н ы при

ним из основных

продуктов плавки. В простейшем случае по­

кидающие печь возгоны можно окислить, подсасывая необхо­ димое количество воздуха, и полученные окислы подвергнуть, выщелачиванию и электролизу. Такой способ переработки воз­ гонов связан с необходимостью сооружения мощных пылеулав­

ливающих устройств со сложной гидрометаллургической схе­ мой переработки свинцово-цинковых возгонов и большим рас­ ходом электроэнергии при электролизе растворов. Кроме того, при этом способе не используется большое преимущество элек­ тротермического способа — малый объем газов, образующих­ ся при плавке, и отсутствие в них кислорода и двуокиси угле­ рода.

Опыты по осаждению возгонов, образующихся при плавке полиметаллических концентратов, в виде металлической пыли

показали,

что частицы осаждаемой

пыли имеют

крупность

до

3 мк и

содержат около 20% РЬ,

66—70% Zn,

до 4% S

и

0,3% Cd. Кроме того, пыль содержит около 0,4% Си и 1% Fe, 1,5% Si02 и 0,75% СаО, перешедших в нее с механическим уносом.

Как показали наблюдения, пыль обогащалась свинцом при недостатке восстановителя в процесс плавки и повышении тем­ пературы в печи. Объясняется это явление тем, что при недо­ статке кокса степень отгонки цинка снижается, в то время как улетучивание сульфидов и окислов свинца интенсифицируется и относительное содержание свинца в возгонах возрастает.

Цинк в возгонах присутствует главным образом в виде ме­ талла— 8% Zn находится в окисленной и 7% — в сульфидной формах. Свинец присутствует главным образом в виде металла и только в небольшой степени — в виде сульфидов и окислов.

Поскольку возгоны полученного состава не могут найти практического применения, а вторичная их переработка каки­

ми-либо простыми способами невозможна, плавка

с получени­

ем твердых возгонов практически неприемлема.

способ

плав­

Единственный экономически целесообразный

ки — процесс с прямой конденсацией. Как показано

выше,

прямой выход цинка в жидкий металл при этом достигает 75— 80% и до 20% Zn переходит в дроссы и пыль.

Химический состав дроссов из конденсатора со свинцовым орошением и пыли, улавливаемой в инерционном пылеулови­

теле, приведен

в табл. 55.

 

 

 

 

Т а б л и ц а

55

 

Химический состав

дроссов

и пыли, %

 

 

 

 

Продукт пловки

Си

РЬ

1

 

 

Cd

 

 

Zn

S

Si02

Au. ajm Ag. e/m

Дроссы

0,17

63

23

3

2

о , п

1,4

73,2

Пыль

0,23

29

43

7

5

0,45

1,0

70,2

Дроссы представляют порошкообразный продукт, содержа­ щий до 50% ковкой части в виде небольших корольков евин-

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]