СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЦОВЫХ КЕКОВ Российский патент 1997 года по МПК C22B7/00 C22B13/02 

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^oC.

Предложенный способ испытан в укрупненно-лабораторных условиях. Испытания показали, что при электроплавке свинцовых кеков, предварительно прокаленных при температурах 750-800^oC, 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.

Проверку способа осуществляют следующим образом: свинцовый кек остаток сернокислотного выщелачивания вельц-окиси состава, мас. свинец 25-45, цинк - 6-15, медь 2-4, индий 0,01-0,03, кадмий 0,2-0,5, серебро 100-1500 г/м, сера общая 10-16, сера сульфатная 6-12, сера сульфидная 4-8, прокаливается в футерованной трубчатой печи при температуре 750-800^oC.

Прокалочная печь обогревается за счет сжигания природного газа или мазута. Отходящие газы, содержащие около 2 об. серного (SO₃) и 0,02 об. сернистого ангидрида (SO₂), 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+SO₃= ZnSO₄) 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^oC снижается степень десульфуризации кека, а при температурах выше 800^oC 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^oC. 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^oC10:1 и при этом до 92% натрия в основном в виде NaOH переходят в раствор. Соотношение в растворе соединений NaOH: Na₂S:Na₂SO₄=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.

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^oC, 1 з.п. ф-лы, 2 табл.

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. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что прокалку осуществляют при 750 - 800^oС.