title-icon
Яндекс.Метрика
» » Понятие о пирометаллургическом способе переработки цинка

Понятие о пирометаллургическом способе переработки цинка

Кадмий кипит при температуре всего 767° С, а цинк при 907° С, тогда как металлы — спутники цинка — кипят при 1700—3000° С. Следовательно, если мы восстановим, углеродом цинк и кадмий из смеси, например, окислов меди, свинца, железа, цинка и кадмия, нагретой до 1000° С, то получим пары цинка и кадмия, которые выделяются в атмосферу из всей массы шихты: ZnO + CO = Znпар CO2.
Ho смешавшись с воздухом, парообразные цинк и кадмий сгорят и мы вместо металлов получим белый дым окислов. Это значит, что восстановление необходимо вести в закрытом аппарате без доступа воздуха, а выделяющиеся из него газы (смесь паров Zn, CO и CO2) охладить до 600—650° С для конденсации цинка, после чего жидкий цинк уже не сгорает и может быть разлит в слитки. При этом часть цинка (5—6%) и основную часть кадмия (около 50%) получают в виде пыли.
Наиболее просто цинк восстанавливается из его окиси ZnO. Поэтому пирометаллургический способ производства складывается из следующих стадий.
1. Окислительный обжиг сульфидного концентрата в одну или две ступени. 2ZnS + 3О2 = 2ZnO + 2SО2. При этом в остатке (огарке) содержание серы стремятся снизить до 1%.
2 Укрупнение полученного на первой стадии обжига порошка окислов спеканием (иногда брикетированием с песком и коксованием) с одновременным удалением оставшейся после первого обжига серы. Степень укрупнения материала зависит от типа последующего восстановительного процесса. Для ретортного процесса получают материал 4—10 мм, для электропечного и шахтного 20—100 мм. На второй стадии обжига полезно отогнать часть свинца и кадмия.
3. Шихтовка укрупненного пористого материала с коксом или антрацитом и флюсами, если далее намечена плавка шихты. Размеры кусков углеродистого восстановителя должны соответствовать размерам основного материала
4. Восстановление цинка: ZnO + C = Znпар + CO; ZnO + CO = Znпар + CO2; CO2 + C = 2СО. С цинком восстанавливается кадмий. Восстанавливается и частично возгоняется свинец. Нелетучие металлы (медь, железо) и трудно восстановимые окислы (кремнезем, глинозем, окись кальция, часть закиси железа) остаются в остатке от дистилляции в твердом виде или шлакуются. Если свинца в шихте было много, то он выделяется во время плавки в отдельный слой.
5. Конденсация главной части (около 90%) цинка при 500—650 и охлаждение газов до примерно 100° C для выделения остатка цинка и кадмия.
6. Рафинирование цинка от свинца и небольших количеств железа отстаиванием.
Дистилляционный цинк содержит 1—2% свинца и около 0,2% Кадмия. По аппаратурному оформлению пирометаллургические процессы разделяют на дистилляцию: в горизонтальных или вертикальных ретортах в электропечах без плавления шихты, то же с расплавлением шихты, в шахтных печах с одновременной выплавкой свинца.
Из этих способов первый и четвертый применяются в России в небольшом масштабе и не имеют перспектив на развитие. Остальные способы не применяли и не будут применять на заводах нашей страны. Наиболее новый из них — шахтный — применяют в довольно больших масштабах за рубежом для переработки сложных свинцово-цинковых концентратов.

title-icon Подобные новости