Сырье для получения свинца, обогащение свинцовых руд

37 вопрос (Сырье для получения свинца, обогащение свинцовых руд)

9.2. Сырье для получения свинца.

Обогащение свинцовых руд

Сырьем для получения свинца служат руды и промышленные отходы. В рудах он встречается в виде множества различных минералов, важнейший из которых – свинцовый блеск, или галенит PbS. Перерабатывают и руды окисленных минералов свинца – церуссита РbСО₃ и англезита PbSO₄. Однако преобладающее количество металла получают из сульфидных руд.

Свинцовые руды, как правило, комплексные: главнейшие спутники свинца в них цинк, медь и серебро; содержание цинка часто превышает содержание свинца. Свинцово-цинковые руды составляют главную сырьевую базу для производства свинца и цинка.

В сульфидных рудах цинк находится в виде минералов сфалерита и вюрцита ZnS, называемых также цинковой обманкой; железо – в виде пирита FeS₂, реже – пирротина Fe₇S₈, а серебро представлено преимущественно аргентитом Ag₂S. В окисленных рудах цинк находится в виде смитсонита ZnСО₃, а серебро – в виде металла или AgCl.

Медь часто присутствует в свинцово-цинковых рудах в промышленно ценных концентрациях. В сульфидных рудах – в виде сульфидов, а в окисленных – в малахите и азурите.

В полиметаллических рудах обычно встречаются золото, серебро, висмут, сурьма, мышьяк, кадмий, олово, галлий, таллий, индий, германий, селен и теллур.

Пустая порода сульфидных свинцово-цинковых руд состоит из кварца, барита, кальцита и небольших количеств силикатов алюминия, железа, магния и кальция. Руды залегают сплошными массами или представляют собой вкрапленники, чаще всего в кварцитах и кремнистых сланцах.

Примеры состава свинцово-цинковых руд приведены ниже, %:

Руда                  Рb                            Zn                       Сu                         Fe                                S

1             1,2               1,35               0,6                 5,0                 5,0

2             2,3               2,5                 1,0                 1,8                 6,2

3             1,6               4,0                 0,5                 8,5                16,0

Необходимость в комплексном использовании свинцовых руд и сложность их состава обусловили широкое применение для их переработки флотационного обогащения. Непосредственно из руд свинец теперь нигде не выплавляют. Флотация позволяет обогащать даже очень бедные руды, содержащие всего 0,3–0,5 % Рb.

Флотационное обогащение свинцово-цинковых или медно-свинцово-цинковых руд состоит из следующих циклов. Сначала выделяют свинцово-медный коллективный концентрат, затем цинковый концентрат и пиритный концентрат. Свинцово-медный концентрат разделяют повторной флотацией на медный и свинцовый концентраты. Пиритный концентрат выделяют из этих руд для производства серной кислоты или для извлечения золота и серебра, ассоциированных с пиритом. Иногда выгоднее прямая селективная флотация, когда, пользуясь разными флотореагентами, из пульпы руды последовательно выделяют свинцовый, медный, цинковый и пиритный концентраты.

Сульфидные минералы меди и свинца флотируются легче, чем сфалерит и пирит. Первые поднимаются в пену действием небольших количеств ксантогената (собиратель). При повторной флотации медные минералы депрессируют цианидом натрия, а в пену поднимают галенит. Реагируя с поверхностью минералов меди, NaCN образует на ней пленки, не воспринимающие собиратель, в то время как с галенитом этого не происходит, и он сохраняет флотируемость.

Для разделения сфалерита и пирита флотацию ведут в щелочной среде (в присутствии извести). Флотируемость пирита этим подавляется, а сфалерит активируют добавками медного купороса.

В табл. 18 приведен примерный результат обогащения полиметаллической руды.

Таблица 18

Примерные результаты флотационного обогащения полиметаллической руды

Из таблицы видно, что основная масса благородных металлов распределена между медным и свинцовым концентратами. Часть золота и серебра ассоциирована с пиритом, что и вызывает в данном случае необходимость выделения пиритного концентрата. Если медный концентрат при флотации не выделяют, благородные металлы обычно переходят в медно-свинцовый концентрат и сравнительно мало их переходит в цинковый концентрат. Характерен также преимущественный переход висмута в свинцовые концентраты и кадмия в цинковые концентраты; это очень существенно для их последующего извлечения попутно со свинцом и цинком.

Характер распределения кадмия и рассеянных элементов между продуктами селективного обогащения свинцово-цинковых руд представлен в таб. 19.

Таблица 19

Распределение кадмия и рассеянных элементов между продуктами обогащения свинцово-цинковых руд, %

Свинцовые концентраты, получаемые из свинцово-цинковых руд, имеют такой состав: 39–78 % Рb; 2–15 % Zn; 0,3–4 % Сu; 2–7 % Fe; 14 –20 % S; 1–4 % SiO₂; 0,3–2,3 % CaO; 0,1–0,6 % Аl₂О₃.

Вторичным сырьем служат различные отходы свинца и свинцовых сплавов. Вторичное сырье имеет большое значение: 30–40 % всего свинца выплавляют теперь из вторичного сырья.