Выплавка чернового свинца. Возгонка свинца и цинка из шлаков, страница 2

Возможно также разложение сульфатов под действием кремнезема или силикатов:

PbSO4 + SiO2 + CO → PbSiO3 + SO2 + СО2,

ZnSO4 + SiO2 + CO → ZnSiO3 + SO2 + CO2.

Практика показывает, что восстановление сульфатов совершается быстрее, чем разложение, поэтому десульфуризация при свинцовой плавке не превышает обычно 20–40 %, остальная сера переходит в штейн.

1. Штейны свинцовой плавки имеют плотность в пределах 4800–5200 кг/м3. В горне они располагаются между свинцом и шлаком, образуя отдельный жидкий слой.

Благородные металлы присутствуют в спеке в элементарном состоянии (серебро также в виде Ag2S). Жидкие свинец и штейн хорошо растворяют золото и, серебро, поэтому благородные металлы концентрируются в этих продуктах плавки. Для извлечения золота, серебра и свинца из штейнов необходимы дополнительные переделы, сопряженные с потерями металлов и затратами. Поэтому получение штейнов нежелательно. Образование штейна может быть оправдано только при плавке медистых концентратов. Если такой концентрат обжечь до полного удаления серы, медь при плавке восстановится до металла и растворится в свинце. В горне печи, где температура ниже, чем около фурм, медь может выкристаллизовываться, закрывая сифон, и давать настыли на стенах горна, постепенно уменьшая его вместимость. Поэтому при обжиге медистых концентратов оставляют в спеке серу, необходимую для образования штейна. В этом случае основная масса меди переходит при плавке в штейн и настыли на горне не образуются.

Оксид цинка при свинцовой плавке восстанавливается до металла, пары которого уносятся газами, снова окисляясь в них до оксида. Часть оксида цинка растворяется в шлаке. Сернистый цинк распределяется между штейном и шлаком. В шлаке он мало растворим, и присутствует в виде взвеси, повышающей вязкость шлака. Из-за этого цинковистые концентраты лучше обжигать намертво – до полного удаления серы.

При совместном присутствии меди и цинка также предпочитают полный обжиг, так как сернистый цинк для плавки опаснее, чем медь, с выделением кристаллов которой можно бороться, повышая температуру в горне.

Выход штейна при свинцовой плавке невелик. Отдельный выпуск его из печи труден из-за малой толщины слоя, поэтому шлак и штейн выпускают вместе в обогреваемый передний горн. По мере накопления штейн из переднего горна выпускают через летки и направляют на отдельную переработку. Примеры состава штейнов приведены ниже, %:

Штейн              1                            2                            3                           4

Сu                             10,2             19,5             28,8             35,0

Fe                              38,8             37,1             19,8             15,0

Pb                             17,8             11,6             17,7             15,0

Zn                               5,4               5,5               7,0               7,0

S                     21,0            21,7            20,0            20,0

2. Колошниковые газы над уровнем сыпи содержат значительное количество оксида углерода, но обычно они разбавлены воздухом и в качестве горючего непригодны.

Пыль, выносимая газами, частично оседает в газоходах, а наиболее тонкие фракции ее улавливают электрофильтрами или рукавными фильтрами. Пыль из газоходов возвращают в шихту обжига. В тонкой пыли концентрируются кадмий и рассеянные металлы, пары летучих соединений которых выносятся из печи потоком газов. Эту пыль направляют на переработку отдельно для извлечения ценных составляющих.

Ниже приведен примерный состав пыли, улавливаемой из газов свинцовой плавки электрофильтрами и рукавными фильтрами, %:

Пыль                        1                                     2                                                3

Cd                             0,40                        1,57                                2,30

Pb                             77,8                       63,83                               57,58

Zn                               2,51                     13,20                                8,80

As                               0,045                              0,34                                 0,54.

Наиболее ценная составляющая пыли – кадмий; его извлекают отдельной переработкой.

3. Шлаки, удовлетворяющие условиям свинцовой плавки, должны плавиться при 1150–1200 °С. Слишком легкоплавкие шлаки быстро стекают в горн, восстановление окиси свинца из них неполное. При слишком тугоплавких шлаках обязателен перерасход топлива.