Целью обжига является максимальный перевод свинца в кислородные соединения т.е. максимальное удаление серы из сульфидного материала.
В процессе обжига происходит окисление сульфидов с образованием окислов и сульфатов металлов. Сера окисляется в сернистый ангидрит и удаляется с прочими газами.
Реакция окисления сульфидов может быть представлена в следующем общем виде:
xMeS + ½(4x – y)O2 = yMeO + (x-y)MeSO4 + ySO2 + Q
Окислы металлов, реагируя один с другим, образуют комплексные соединения типа ферритов, силикатов, арсенатов, антимонатов и др.
Основное достоинство спекательных машин заключается в непрерывности процесса и в удобстве обслуживания. В современной металлургии свинца обжиг сульфидных концентратов обычно проводят в два приема. Необходимость двойного обжига объясняется тем, что при горении сульфидов при наличии 11-14% S в шихте выделяется большое количество тепла; поэтому она преждевременно спекается, не успев полностью окислиться. Вследствие этого при первом обжиге содержание серы доводят до 6-8%. Полученный агломерат измельчают, смачивают до содержания 7-12% влаги и подвергают второму обжигу. Первый обжиг называется предварительным, второй – окончательным.
Свинец в агломерате находится в виде окиси, силиката, сульфата, сульфида и частью в металлическом состоянии. Из агломерата свинец получают восстановительной плавкой в присутствии кокса. Восстановителями являются твердый углерод и окись углерода. Продукты плавки – веркблей, шпейза, шлак, штейн и содержащие пыль газы.
МЕТАЛЛУРГИЯ ЦИНКА
Руды и концентраты. Главным никельсодержащим минералом является цинковая обманка, сфалерит; кроме сернистых минералов, известны: длагородный галмей – цинковый шпат, гемиморфит, виллемит, франклинит, гидроцинкит.
Кальцинирование. Кальцинированию подвергают карбонатные руды для удаления из них углекислоты и влаги. При кальцинировании руда теряет в весе 20-30%. Для кусковой руды применяют шахтные печи, а для мелкой – отражательные. По одному способу шахтные печи загружают рудой и топливом слоями; по другому – загружают одну руду, а подогрев осуществляется топочными газами. Второй способ более рационален, т.к. избегается возможное восстановление цинка и, следовательно, его потери; кроме того, руда загрязняется золой горючего.
Температура процесса 600-700°С, расход топлива – 7-8% каменного угля от веса руды.
Обжиг цинковой обманки. Цель обжига:
1) выжечь серу и полностью перевести цинковую обманку в окись цинка, т.к. каждый 1% S может удержать при последующей дистилляции около 2% Zn;
2) получить концентрированный сернистый газ для производства серной кислоты.
При обжиге желательно слегка спечь, агломерировать (но не оплавить) материал для большей газопроницательности частиц при последующей дестилляции и избежать образования сульфатов, т.к. они восстанавливаются до сульфидов.
Условия правильного обжига таковы:
1) высокая начальная температура (500-550°С);
2) достаточный доступ воздуха и тяга;
3) высокая температура (900-950°С) в середине зоны горения;
4) интенсивное и частое перегребание.
Для обжига концентратов пользуются печами Кипящего слоя.
Выщелачивание и очистка раствора. Цель выщелачивания перевести всю окись и сульфат цинка, содержащийся в обожженном концентрате, в раствор. Выщелачивание проводится в пачуках в две стадии: первая – нейтральное выщелачивание, вторая – кислое выщелачивание.
Обоженный концентрат поступает на нейтральное выщелачивание. Главная цель нейтрального выщелачивания состоит в очистке раствора.
Электролиз. Электрохимический эквивалент цинка 0,0003387 г, что соответствует 1,2194 г/А-ч. применяя формулу Томпсона, находим для напряжения разложения:
E = N/(23,067 v) = 106/(23,067·2) = 2,3 В
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.