Переработка свинцового шлака для извлечения чистых компонентов

31/10/2014

Полиметаллические руды содержат несколько видов металлов. Процентное содержание некоторых из них составляет большую долю по сравнению с долей остальных компонентов в руде. Именно их выделяют в процессе металлургического производства, сбрасывая прочие примеси в шлак. В нем часто содержатся вещества, которые мало встречаются в природе в виде руды, то есть сырьевой источник их ограничен.

Свинец, находящийся в составе сульфатного кека в процессе цинкового производства, после возгона направляется в дальнейшее выделение чистого материала. В ходе технологической схемы общее извлечение свинца может составить 98%. Вместе с цветным металлом путем возгона можно получить таллий, индий, германий, селен, олово, ртуть.

Возгон (или фьюмингование – от англ. «fume» - испаряться) заключается в расплавлении шлака, в состав которого входят свинец, цинк и олово, и продувании его угольной пылью или природным газом при t=1250?С. В ходе реакции происходит восстановление свинца и цинка из их оксидов:

ZnO + CO = Zn (пар) + CO2;
ZnO + C = Zn (пар) + CO.

Такой процесс эффективен в течение первых 2-3 часов, в дальнейшем расход угольной пыли или газа (восстановителя) увеличивается.

Цинковый пар выходит из шлака, но уже над поверхностью вновь окисляется в газоходе углекислым газом. Окисление происходит и с парами свинца и кадмия. Тонкодисперсная пыль фьюминговой печи после удаления 94% цинка и 98% свинца состоит из 75% окиси цинка, 20% окиси свинца, индия, кадмия и германия.

Печь для фьюмингования представляет собой прямоугольную кессонированную, водоохлаждаемую шахту высотой до 9м, на стенах которой расположены 36 фурм для вдувания газа.

Также в технологическом процессе получения свинца и цинка могут использоваться вращающиеся печи и электротермические установки. В первом случае раздробленные полиметаллические смеси с коксом перемешиваются в барабане печи и нагреваются до t=1300?C. Испаренные и вновь окисленные металлы уходят в пылеулавливающие устройства. В процессе электротермии при плавлении оксидов в печах можно создать условия вакуума, что можно использовать, как регулирующий фактор. При сгорании топлива отсутствует дым, что повышает КПД установки и позволяет получить более высококачественную продукцию.

После фьюмингования с помощью сульфидов и восстановителей можно извлечь из шлака благородные металлы (серебро, золото) и медь. Для этого сначала формируют штейн – камневидные сплавы сульфида железа и сульфида восстанавливаемого металла.