Материал: Циклонная плавка. (Теоретические основы, технология и аппаратурное оформление)

ПЛАВКА ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПОЛУПРОДУКТОВ ЦВЕТНОЙ МЕТАЛЛУРГИИ

Задача комплексного и наиболее полного использования сырья в цветной металлургии непосредственно связана с разработкой рацио­ нальных технологических схем переработки многочисленных полу­ продуктов металлургического производства и обогащения, с которы­ ми теряется большое количество цветных и редких металлов. Вслед­ ствие этого переработка полупродуктов цветной металлургии наиболее рациональными способами является важным резервом и источником повышения извлечения металлов в целом.

На основании результатов испытаний по циклонной плавке пер­ вичного полиметаллического сырья с возгонкой летучих компонентов нами проводились исследования в укрупненных и полупромышлен­ ных масштабах по переработке таких полупродуктов цветной метал­ лургии, как цинковые кеки, шлаки свинцовых заводов, промпродук­ ты обогатительной фабрики и др.

Ц и к л о н н а я п л а в к а ц и н к о в ы х к е к о в . Циклонная плавка цинковых кеков испытывалась на стендовой установке произ­ водительностью 6,8 т шихты в сутки. С целью улучшения возгонки летучих компонентов в шихту добавлялся твердый восстановитель, измельченный до крупности —2 мм кокс. При этом соотношение воздуха и шихты поддерживалось с таким расчетом, чтобы в газовой фазе было 1—2% окиси углерода. О содержании металлов в продук­ тах плавок и их распределении можно судить по данным таблицы 44.

Таблица 44

Состав продуктов циклонной плавки кеков и распределение металлов по ним

Результаты циклонной плавки цинковых кеков и показанная при этом возможность извлечения основной части цинка и свинца в возгоны с получением товарной пыли послужили основанием для полупромышленной проверки рассматриваемого способа.

Испытания проводились на опытном заводе ВНИИЦветмета сов­ местно с ИМиО АН КазССР и НИИЭ АН КазССР [17, 19]. Состав цинкового кека, %: Cu— 1,5—1,8; Zn — 17—21; Pb — 5—6,5; Cd — 0,8—0,22; Fe — 12—15; Si02 — 9—12; CaO — 1—1,5; S — 6—8.

Минералогический его состав, %: цинк общий 18,67; окислен­ ный 8,06; силикатный 0,56; сульфидный 1,98; ферритный 8,07; сви­ нец общий 5,35; окисленный 4,32; сульфидный 0,37; ферритный 0,66; медь общая 1,70; сульфатная 0,16; закисная 0,14; окисленная 0,10; сульфидная 0,55; ферритная 0,75.

Таблица 45

в качестве сульфидизатора и восстановителя устанавливались опре­ деленные показатели по извлечению металлов в продукты плавки. Извлечение металлов в возгоны составило: цинка 87,5% при содер­ жании в шлаке 4,1%, свинца 92,5% при содержании в шлаке 0,29%, кадмия 94%, индия 79%, таллия 65,7%. Извлечение ме­ таллов в штейн: меди 77,5% (при содержании в штейне 13— 16%, в шлаке 0,5—0,6%), золота 72% и серебра 42,5%. Выход про­ дуктов полупромышленных испытаний: шлаков 25—38%, штейна 10—12% и возгонов 26—30%. Переработка полученных возгонов,

содержащих 50—60% Zn, 13—15% Pb, 0,6—0,8% Cd и 0,2—0,5% Cu,

гидрометаллургическим способом показала, что такая схема вполне возможна и не вызывает затруднений по сравнению с переработкой вельцокислов.

Ц и к л о н н а я п л а в к а с в и н ц о в ы х ш л а к о в . На боль­ шинстве металлургических заводов шлаки гранулируются и склади­ руются в отвалы. По содержанию свинца и цинка они зачастую бога­ че руд, добываемых на рудниках. М. М. Лакерник [1] приводит сле­ дующие данные по составу шлаков медной и свинцовой плавок

(табл. 45).

338

Шлаки свинцовой шахтной плавки могут перерабатываться как в расплавленном, так и в твердом состоянии. Естественно, что более экономична переработка расплавленных шлаков, направляемых в возгоночный агрегат непосредственно после выхода их из шахтных пе­ чей, так как в этом случае отпадают затраты на предварительную подготовку шлаков и используется их теплота.

электроплавке шлаков приблизительно такие же, как и при фьюмин­ говании.

На ряде заводов шлаки перерабатываются вельцеванием. При этом цинк и свинец отгоняют с получением сильно восстановленного и магнетизированного клинкера, из которого выделяют магнитную, фракцию с извлечением в нее железа и благородных металлов меди, В связи с большим значением проблемы переработки холодных шлаков (старых отвалов и текущего производства) в последнее время

был выполнен ряд работ в этом направлении [20].

Опыты по плавке гранулированного шлака свинцового завода про­ водились на циклонной установке АН КазССР [2]. Крупность шлака, позволяла применять его без дополнительного измельчения (табл. 46).:

Содержание влаги в этих материалах колебалось: 0,86—10%. в шлаке, 5,85—9,30% — в угольной пыли. Химический состав исходно­ го шлака следующий, %: Zn — 9,18; Pb — 2,32; Cu — 0,6; Fe — 25,78 Si02 — 25,03, CuO — 14,0; A120 3 — 5,11, MgO — 2,07 и S — 2,32.

Условия проведения опытных плавок и их результаты показаны в таблицах 47, 48.

зза

Наиболее бедными по цинку и свинцу шлаки получались при кон­ центрации СО в отходящих газах, равной 4,4 об. %.

В тонких (товарных) пылях содержание свинца изменялось от 15,45 до 22,5 %, цинка — от 44,4 до 49,7 %. Кроме того, получились «грубые» пыли, осаждавшиеся в борове и представляющие собой смесь возгонов с механически увлеченными частицами шлака. Их выход составлял не больше 5% от веса исходного шлака. В промышленных условиях пыли могут быть использованы в качестве оборотного ма­ териала.

Химический анализ проб отвального шлака, т. е. полученного после переработки в циклоне заводского шлака, показал, что по основ­ ным шлакообразующим он мало отличается от исходного: SiC>2 —

340 :