Кек свинцовый что это

Способ переработки свинцовых кеков

Владельцы патента RU 2244758:

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к переработке свинцовых кеков цинкового производства. Способ переработки свинцовых кеков включает термообработку свинцового кека с флюсами и последующую плавку, причем перед термообработкой осуществляют окатывание смеси свинцового кека, негашеной извести и клинкера от вельцевания цинковых кеков с получением окатышей. На термообработку предпочтительно подают окатыши крупностью 30-100 мм, обеспечивается повышение суммарного извлечения свинца на 3,1%, снижение расхода электроэнергии и запыленности отходящих газов. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к переработке свинцовых кеков цинкового производства.

Известен способ переработки свинцовых кеков цинкового производства путем подачи их на агломерацию в шихту со свинцовыми концентратами и флюсами с дальнейшей плавкой агломерата в шахтной печи с получением чернового свинца (В.Я.Зайцев, Е.В.Маргулис. Металлургия свинца и цинка. М.: Металлургия, 1985 г.).

Известен способ переработки свинцовых кеков цинкового производства, включающий термообработку с железосодержащим флюсом и последующую электроплавку с получением чернового свинца, штейна и шлака (см. патент России №2150520 по кл. С 22 В 7/00, 13/00, опубл Бюлл. №16 от 10.06.2000 г.).

Недостатком указанного способа являются низкое извлечение свинца в черновой металл и большая загрузка в качестве флюса железной руды, что увеличивает затраты на реализацию технологии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки свинцовых кеков, включающий термообработку с остатком от выщелачивания обожженного флотоконцентрата в соотношении свинцового кека к остатку, равном 1:(0,1-0,3) (см. патент России №2186133 по кл. С 22 В 7/00, 13/00, опубл. Бюлл. №21 от 27.07.2002 г.).

Недостатком указанного способа является ограничение по переработке свинцового кека в шахтных печах, в которые необходимо подавать агломерат крупностью не менее 30 мм, высокие энергетические затраты и низкое суммарное извлечение чернового свинца из свинцового кека особенно на стадии термической обработки за счет высокого пылевыноса.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в повышении показателей плавки путем получения агломерированных окатышей из свинцового кека цинкового производства крупностью более 30 мм с высокими прочностными и реакционными свойствами.

Технический результат достигается тем, что известный способ переработки свинцовых кеков цинкового производства, включающий в себя термообработку свинцового кека с флюсами и последующую плавку, согласно изобретению дополнительно включает стадию окатывания смеси свинцового кека, негашеной извести и клинкера от вельцевания цинковых кеков с последующей термообработкой и плавкой окатышей, а другим отличием согласно изобретению является то, что на термообработку подают окатыши крупностью 30-100 мм, приготовленные из смеси при следующем соотношении компонентов в ней, масс.%:

свинцовый кек цинкового производства 85-90

негашеная известь 3-5

клинкер от вельцевания цинковых кеков 5-10

Предложенный способ испытан в укрупненно-лабораторных условиях. Испытания показали, что подача на стадию термической обработки окатышей, приготовленных из смеси свинцового кека цинкового производства, негашеной извести и клинкера от вельцевания цинковых кеков крупностью 30-100 мм при соотношении в смеси компонентов, масс.%:

свинцовый кек 85-90

негашеная известь 3-5

позволяет проводить плавку свинцового кека как в шахтных, так и электропечах с повышенными технико-экономическими показателями: извлечением свинца и сниженными затратами на производство.

Проверку способа осуществляют следующим образом.

В таблице приведены варианты способа переработки свинцовых кеков цинкового производства.

Как видно из приведенных в таблице данных, при использовании предлагаемого способа возрастает суммарное извлечение свинца, включая стадии термической обработки и плавки, в черновой металл на 3,1%, снижается суммарный расход электроэнергии более чем в 3 раза, снижается запыленность отходящих газов в процессах термической обработки и плавки, появляется возможность использования для плавки менее энергоемких печных агрегатов.

1. Способ переработки свинцовых кеков, включающий термообработку свинцового кека с флюсами и последующую плавку, отличающийся тем, что он дополнительно включает стадию окатывания смеси свинцового кека, негашеной извести и клинкера от вельцевания цинковых кеков с последующей термообработкой и плавкой окатышей.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на термообработку подают окатыши крупностью 30-100 мм, приготовленные из смеси при следующем соотношении компонентов в ней, мас.%:

Источник

Переработка промпродуктов цинкового производства

2.10 Переработка промпродуктов цинкового производства

2.10.1 Переработка цинковых кеков пирометаллургическим способом

Пирометаллургические способы переработки цинковых кеков главным образом основаны на реакциях восстановления оксида и феррита цинка углеродитстым восстановителем при относительно высоких температурах, возгонки цинка, свинца, редких металлов и окислении возгонов в газовой фазе.

Плавка в шахтной печи применяется во Франции на заводе Вивье.

Для проведения плавки шихту, состоящую из влажных кеков и коксовой мелочи (18%) сушат в трубчатой печи, а затем брикетируют в брикеты массой около 1,5 кг, диаметром 130 мм и высотой 80 мм. Брикеты и кусковый кокс (22%) загружают в шахтную печь. Для лучшей отгонки цинка в шихту добавляют в качестве флюсов известняк и кремнезём. В подают подогретое до воздушное 500-700оС воздушное дутьё. Температура в печи составляет 1000-1100оС.

Отходяшие газы содержат 10-12% СО2; 23-23% СО. После очистки газов получают пыль, содержащую 20 % Pb и 50 % Zn. Пыль выщелачивают. Свинцовый кек после выщелачивания пыли, содержащий 50 % Pb, направляют на свинцовое производство, а раствор на получение цинка.

Хотя процесс позволяет достаточно полно извлекать ценные металлы из кека, он характеризуется большим настылеобразованием в печи и большим расходом ( 40-45%) кокса. В этой связи он не получил широкого распространения.

Наибольшее распространение для переработки цинковых кеков получил процесс вельцевания кеков в трубчатых вращающихся печах. Вельцевание цинковых кеков в смеси с коксом осуществляют в трубчатых вращающихся печах при температуре 1100-1200оС. Расход кокса составляет порядка 35-40% от массы перерабатываемого материала. Верхний предел температуры ограничивается плавлением шихты, которая в течение процесса должна находится в твёрдом состоянии.

В процессе вельцевания протекают следующие химические реакции.

ZnO + C = Zn + CO (2.106)

ZnSO4 + 2C = ZnS +2CO2 (2.107)

ZnO·Fe2O3 + 2C = Zn + 2FeO +2CO (2.108)

2CO + O2 = 2CO2 (2.109)

При температуре процесса металлический цинк в виде паров удаляется в газовую фазу, где происходит его окисление до оксида:

2Zn + O2 = 2ZnO (2.110)

Cвинец находится в кеке в виде сульфата (60-70%), сульфида (5-10%), феррита (10-15 %), силиката (10%). Сульфат свинца способен восстанавливаться по реакции:

PbSO4 +2C = PbS + 2CO2 (2.111)

Некоторое колтчество сульфата диссоциирует по уравнению:

PbSO4 = PbO + SO3 (2.112)

В процессе вельцевания часть сульфида и оксида свинца удаляются из печи с газовой фазой. Другая часть сульфида свинца переходит в штейн. Между сульфатом, сульфидом и оксидом свинца протекают химические реакции:

PbSO4 + PbS = 2Pb + 2SO2 (2.113)

PhS + PbO = 2Pb + SO2 (2.114)

Металлический свинец возгоняется труднее, чем сульфид и оксид. Он Пропитывает частицы шихты, а иногда вместе со штейном стекает к разгрузочному концу печи. Такое явление нежелательно, так как свинец пропитывает клинкер, делает его тестообразным, что увеличивает потери свинца и цинка с клинкером.

Остаточное содержание свинца в клинкере составляет 0,5-0.8 %. Он представлен в нём металлом (40%), сульфидом (30%), алюмината (25%), оксида и силиката (5%).

Железо в кеке присутствует в виде ферритов цинка, меди, кадмия, а также в форме Fe3O4 и Fe2O3. В процессе вельцевания оно восстанавливается до металла, что способствует отгонке цинка из трудновосстановимых соединений (сульфидов и силикатов), а также из оксида цинка:

Fe + ZnS = FerS + Zn (2.115)

2Fe + ZnO·SiO2 = Zn + 2FeO·SiO2 (2.116)

ZnO + Fe = Zn + FeO (2.117)

Железо при вельцевании кеков способствует восстановлению цинка и и возгону его в газовую фазу. С другой стороны, образующийся фаялит 2FeO·SiO2 образует с FeO легокоплавкую эвтектику, которая расплавляется при температуре 1180оС. Кроме того, образующееся металлическое железо науглероживается, что приводит к образованию чугуна, мелкие частицы которого свариваются в крупные комья. Поэтому желательно, чтобы зона температур выше 1150оС была, как можно короче.

Глинозём, содержащийся в кеках снижает извлечение цинка и свинца, так как образует с ними трудновосстановимые алюминаты ZnO·Al2O3 и PbO·Al2O3.

Извлечение цинка в возгоны составляет 90-93%, а свинца 92-94%.

Вельц-оксиды, получаемые в процессе вельцевания, характеризуются следующим составом, %: 55-64 Zn; 15-20 Pb; 1,1-1,3 Cd; 0,35-0,95 Cu; 2,5-4,5 Fe; 0,25-0,35 As; 0,03-0,06 Sb; 0,25-0,35 Cl; 0,03-0,05 F; 0,1-0,2 In; 0,001-0,01 Tl. Благородные металлы полностью остаются в клинкере.

Для переработки вельц-оксидов в настоящее время применяют, в основном, технологию двухстадийного выщелачивания: нейтральное выщелачивание вельц-оксидов и кислое выщелачивание твёрдого остатка после нейтрального выщелачивания. После очистки от хлора, мышьяка кадмия нейтральный раствор направляется на получение цинкового купороса. Извлечение цинка в раствор составляет 90%, кадмия в кек 85%. Получающийся в процессе выщелачивания свинцовый кек, содержащий 30-33 % Pb, 13-15 % Zn, 0,35-0,4% Cd, направляется в свинцовое производство.

Состав клинкера колеблется в пределах, %: 0,9-6,0 Cu; 0,7-2.0 Zn; 0,5-1,5 Pb; 20-40 Fe; золото, серебро и компоненты пустой породы. С целью извлечения из клинкера благородных металлов и меди он направляется на медное производство.

Источник

Способ переработки свинцового кека

ГОСУДАРОТБЕННИЙ НОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ ТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ н аатаРСНОММ Са ДЕ1ельствм

22) 27.10.83 (46) 15.12.84. Бюл. 9 46 (72) В.A.Лейцин, И.П,Туленков, Л.А.Казаибаев и М.A.×àïëèãèí (71) Челябинский ордена Ленина влектролитный цинковый завод им. С,М.Кирова (53) 669.436 (088.8) (56) 1. «Цветная металлургия», 1972, 9 1, с. 35.

2, «Цветные металлы», 1976, 9 12, с. 25. (54)(57) 1. СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЦОВОГО КЕКА, включающий вьааелачивание его отработанным цинковым электролитом при повышенной температуре в присутствии окислителя, о т..л и— ч а ю шийся тем, что, с целью

„,SU„„1129260 А увеличения сроков службы оборудования путем снижения коррозионного воздействия перерабатываемых материалов, в качестве окислителя используют ферритсодержащие промпродукты цинкового производства.

2. Способ по п. 1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве Ферритсодержащих промпродуктов используют цинковый кек.

3. Способ по п. 1, о т л и ч а ишийся тем, что в качестве ферритсодержащих промпродуктов используют пыль злектробильтров от обжига цинковых концентратов;

4. Способ по п.1, о т л и ч а ю» щ и и с я тем, что в качестве фер- Q ритсодержащих промпродуктов используют желеэосодержащий кек.

Свинцовые кеки содержат ценные продукты в виде труднорастворимых соединений металлов, например силн» катов, сульфидов, которые при дальнейшей переработке кека с получени- 10 ем свинца большей частью теряются.

Недостатком способа является неполное растворение сульфидов, содержащихся в кеке.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату способ переработки свинцового кека, включающий выщелачивание его отработанным цинковым электролитом при повышенной температуре в присутствии окислителя 523. 35

В качестве окислителя в этом способе используют марганцевую руду.

Недостатком известного способа является быстрое разрушение (1-1,5 мес1 аппаратуры в результате сильной кор- 4Q розии окислителем. Кроме того, марганцевая руда является дефицитным продуктом, Цель изобретения — увеличение сроков службы оборудования путем сниже- 45 ния коррозионного воздействия перерабатываемых материалов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки свинцового кека, включающему выщелачивание его отработанным цинко» вым электролитом при повышенной температуре в присутствии окислителя, в качестве окислителя используют ферритсодержащие промпродукты цинкового производства, цинковый кек, 55 пыль электрофильтров от обжига цинковых концентратов, или железосодержащнй кек.

Выбор того или другого ферритсодержащего промпродукга зависит от 60 конкретных условий.

Пыль электрофилвтров содержит меньше железа и является поэтому более мягким окислителем. Ее использование целесообразно даже в том случае, если содержание цинка в свинцовом кеке находится в пределах

При необходимости введения железа в цинковый цикл следует использовать цинковый либо железосодержащий (ярозитный, гетитный) кек. Обычно для этого используют железный купорос.

Реакция взаимодействия железа (й ). с сульфидной серой, находящейся в свинцовом кеке, протекает практически полностью при стехиометрическом соотношении реагентов, В результате в раствор из свинцового кека переходит дополнительное количество ценных компонентов, абс. %: цинк 18, кадмий 0,01-0,15, медь 0,1-2,5 °

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. К 50 r свинцового кека состава, Ъ| свинец 25,9; цинк

19,1; кадмий 0,71; ìåäü 3,0; железо 2,5; серебро 0,038 — добавляют

Редактор Л.Веселовская Техред С. Мигунова Корректор N.демчик

Заказ 9308/21 Тираж 602 Подписное. ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, _#_«35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ЧПП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4

25 г цинкового кека, содержащего, %: свинец 2,7, цинк 22,0; кадмий 0,19; медь 2,1; железо 25,7, серебро

0;042 — и выщелачивают в отработанном цинковом электролите с добавкой кислоты при 80 С в течение 4 ч. Ос- 5 таточная кислотность составляет

Получают 42 г свинцового кека состава, %: свинец 34,3; цинк 10,6; кадмий 0,092; медь 1,4; железо 1,5; 10 серебро 0,08. Кс щентрация железа в растворе 42,3 г/л.

П р и м® е р 2. 50 г свинцового кека состава по примеру 1 выщелачивают в отработанном цинковом электролите при 85 С в течение 4 ч с добавкой 50 г гетитного кека, имеющего состав, %: свинец 0,85; цинк 11,7, кадмий 0,24; медь 1,17; железо 23,8.

Остаточная кислотность 84 г/л.

Получают 43 r свинцового кека, содержащего, %: свинец 33,2; цинк

8,7; кадмий 0,112; медь 0,87; железо 6,2. Концентрация железа в раст- 30 воре 49,8 г/л.

Пример 3. 35 г свинцового кека состава, %: свинец 18,6; цинк

Получают 22 г свинцового кека состава, %: свинец 29,8; цинк 11,0, кадмий 0,14, железо 1,5; сереб- 4 ро 7,092.

При выщелачивании в таких же условиях, но без добавки пыли, электрофильтров свинцовый кек имеет состав, %: свинец 27,5; цинк 14,2; кадмий 0,18; железо 0,7; серебро

При длительном использовании ферритсодержащих промпродуктов как окислителей какой-либо специфической коррозии аппаратуры не наблюдалось.

При применении в качестве окислителя марганцевой руды также удается разрушить сульфиды и извлечь в раствор дополнительное количество цинка, кадмия, меди. Получаемый в этом случае свинцовый кек совпадает по составу с кеком, полученным при выщелачивании с добавкой ферритсодержащего промпродукта.

Однако марганцевая руда в кислой среде является черезвычайно активным агентом-окислителем. При применении марганцевой руды происходит интенсивное разрушение аппаратуры несмотря на то, что материалом является нержавеющая сталь марки 17ХН13М2Т, обладающая повышенной коррозионной стойкостью к химическим реагентам.

Детали запорной арматуры начинают корродировать через 2-3 недели.. Следствием разъедания арматуры является течь раствора. Перегребающий механизм сгустнтеля, состоящий иэ вала, граблин, вертикальных н горизонтальных тяг, выходит из строя через 3-4 недели. Разрушение наиболее слабых мест — узлов крепления тяг— наблюдается уже после 10-15 дней работы с марганцевой рудой, Полная замена перегребающего механизма становится необходимой после месяца работы. Стегень разрушения настолько велика, что восстановить либо заме нить отдельные детали механизма не представляется возможным.

Диффузоры в реакторах, где проис- ходит выщелачивание, служат несколько дольше — до 1,5 мес, после чего они также должны быть заменены новыми, Использование предлагаемого спо- соба позволяет продлить срок службы аппаратуры в 10-12 раз в результате уменьшения коррозионного воздействия окислителя (при использовании марганцевой руды в качестве окислителя перегребающий механчзм сгустителя и диффузоры разрушаются эа

Источник

способ переработки свинцовых кеков

Использование: металлургия цветных металлов, способы переработки свинцовых кеков гидрометаллургического производства цинка. Сущность: способ переработки свинцовых кеков включает их прокалку, смешивание с натрийсодержащим флюсом и восстановителем и электроплавку полученной смеси. Прокалку осуществляют при температуре 750-800 o C, 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

Формула изобретения

1. Способ переработки свинцовых кеков, включающий смешивание их с натрийсодержащим флюсом и восстановителем, электроплавку полученной смеси, отличающийся тем, что перед смешиванием свинцовый кек подвергают прокалке.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности, к методам переработки свинцовых кеков гидрометаллургического производства цинка.

Известен способ переработки свинцовых кеков цинкового производства путем подачи их на агломерацию в шихту со свинцовыми концентратами, флюсами с дальнейшей плавкой агломерата в шахтной печи с получением чернового свинца (В. Я. Зайцев, Е.В. Маргулис: Металлургия свинца и цинка. М. Металлургия, 1985 г. ). Недостатком указанного способа является низкое извлечение свинца в черновой металл 75% и ограничение дозировки свинцовых кеков в шихту агломерации не более 3-5% в связи с ухудшением качества агломерата.

Известен способ щелочного выщелачивания свинцовых кеков. Недостатком указанного способа является низкое извлечение свинца в черновой свинец 65-75% и высокий расход едкого натрия до 150% к весу свинцового кека.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является способ электроплавки свинцовых продуктов, в том числе свинцовых кеков с натрийсодержащими флюсом и с добавкой коксика [1]
Недостатком известного способа является невысокое извлечение свинца в черновой свинец при переработке свинцовых кеков, повышенный расход щелочи, кальцинированной соды до 15-20% к весу кека на плавку. Низкая комплексность использования сырья и большой выход отходов. Так, в растворы, получаемые после переработки щелочных сплавов, переходит значительное количество сульфатов натрия, утилизация которых проблематична.

Предложен способ переработки свинцовых кеков, включающий стадии прокалки свинцового кека, смешения его с натрийсодержащим флюсом и восстановителем, электроплавки смеси.

Отличием является то, что прокалку осуществляют при температуре 750-800 o C.

Предложенный способ испытан в укрупненно-лабораторных условиях. Испытания показали, что при электроплавке свинцовых кеков, предварительно прокаленных при температурах 750-800 o C, возрастает извлечение свинца в черновой свинец по сравнению с известным способом, снижается расход дорогостоящего натрийсодержащего флюса кальцинированной соды на плавку, а полученные промпродукты утилизируются в действующем цинковом производстве, т.е. повышается комплексность использования сырья и создается безотходная технология переработки свинцовых кеков.

Прокалочная печь обогревается за счет сжигания природного газа или мазута. Отходящие газы, содержащие около 2 об. серного (SO 3 ) и 0,02 об. сернистого ангидрида (SO 2 ), проходят через скруббер, орошаемый пульпой вельц-окиси.

Оксиды цинка, входящие в состав вельц-окиси, поглощают из газового потока ангидриды, при этом получаемый концентрированный раствор сульфата цинка (ZnO+SO 3 = ZnSO 4 ) направляется в основной гидрометаллургический цикл или на получение цинкового купороса. Прокаленный продукт собирается в контейнеры и поступает в бункера на смешение и загрузку в электропечь.

При осуществлении прокалки ниже температуры 750 o C снижается степень десульфуризации кека, а при температурах выше 800 o C возможно образование легкоплавких фаз в свинцовых кеках, способствующих образованию настылей в прокалочных печах.

В электропечь вместе с прокаленным свинцовым кеком загружается коксик, кальцинированная сода и оборотный продукт, образующийся при выпаривании щелочного раствора от переработки шлако-штейного расплава по технологии, описанной в [1]
При электроплавке образуется черновой свинец, шлако-штейновый расплав и цинк-свинецсодержащие возгоны. Температура расплава при выпуске достигает 950-1050 o C. Отходящие газы практически не содержат серного и сернистого ангидрида, поэтому пыль может быть уловлена на рукавных фильтрах без специальной очистки от газов. Шлако-штейновый расплав гранулируют водой при Ж: Т= 5 o C10:1 и при этом до 92% натрия в основном в виде NaOH переходят в раствор. Соотношение в растворе соединений NaOH: Na 2 S:Na 2 SO 4 =1:0,15:0,003, а после каустификации с цинковым огарком удается практически всю сульфидную серу перевести из раствора в твердое и на выпаривание направить раствор, содержащий основное соединение NaOH. После упарки щелочь направляется в электропечь вместе с кальцинированной содой. Сульфидированный огарок, полученный на стадии каустификации, направляется на обжиг вместе с цинковыми концентратами.

Остаток после водной обработки шлако-штейнового расплава перерабатывается вельц-прессом совместно с цинковыми кеками и при этом из него извлекают в возгоны цинк, индий, свинец, а медь в клинкер.

В табл. 1,2 приведены несколько вариантов способа переработки свинцовых кеков и для сравнения известный способ.

Как видно из табл. 2, при использовании способа возрастает извлечение свинца в черновой свинец на 4,3-4,4% снижается расход дорогостоящего натрийсодержащего флюса. 75-80% серы при прокалке переходит в газовую фазу и связывается с окисью цинка с получением сульфата цинка. Остальная сера при электроплавке практически на 100% переходит в шлако-штейновый расплав и при дальнейшей переработке переходит в клинкер (70-80%) и 15-30% после каустификации водного щелочного раствора поступает на обжиг цинковых концентратов.

В то же время при водной грануляции шлако-штейнового расплава, полученного по известной технологии, сульфаты натрия переходят в раствор, утилизация которых в действующем производстве не представляется возможной.

Источник