Технология | Мырышты алудың гидрометалургиялық әдісі

Мазмұны
Кіріспе 3
1 Мырыш кектерімен мырыш шлактарын өндіру тәжірибесі 4
1.1Күйдірілген мыс-мырышты колективті концентраттар мен өндіріс
өнімдерін вельцтеу 10
1.2Вельцтеу өнімдері оларды өндіру 11
1.3Құрамында мырыш бар бөлінген заттарды гидрометалллургиялық
өндіру 12
Қорытынды 15
Пайдаланған әдебиеттің тізімі 16
Кіріспе.
Мырышты алдуың гидрометалургиялық әдісі:
Мырыш консулнитротын күйдіру, огарокты екі сатылы сілтілеу және құрамында мырышы бар ерітіндініэлектролыздеу. Мырышпен бірге қолдыққа темір, қорғасын, 50-60% мыс және 30% кодмий, 100% шлак түзетін оксидтер өтеді.
Мырыш кектерін вельцтеу процесі кезіндегі мырыш клинкер құрамы %; Zn-1,0; Pb-0,13; Cu-6,96; Fe-47,3; Mr-2,14; S-4,0; Ag-0,31;.
Мырыш велцтеу процесіне феррит және сульфат түрінде түзіледі.
Метолдардың бөлінуіне әсерін тигізеді. Мысалы гиркланидің бөлінуіне 30-35% құрайды. Индийдің бөлінуі 70-80%, ал сурьма жіне мышяктың маңызды мөлшері клинкерде қалады.
1 Мырыш кектері мен мырыш шлактарын өндіру тәжірбисі.
Мырышты алудың гидрометаллургиялық әдісі төмендегі негізгі сатылардан тұрады: мырыш концентраттарын күйдіру огарокты екі сатылы сілтілеу және құрамында мырышы бар ерітіндіні электролиздеу. Огарокты сілтілеу сатысында қатты қалдық-қосылыстар түрінде болады. Мырыш пен бірге қалдыққа темір, қорғасын, алтын, күміс, сонымен қатар 50-60% мыс 30% кадмий, 100% шлак түзетін оксидтер өтеді.
Кектің құрамындағы мырыштың мөлшері және оның ерітінді және қалдыққа бөлінуі шикізаттың сапасы мен құрамына байланысты темір мен қорғасынның аз мөлшері бар жоғарғы сапалы концентраттарды өндірілгенде мырыш кегіне бастапқы мөлшерден 10-12% мырыш өтеді. Төменгі сапалы концентраттарда мырыштың кекке өтуі 20-25% құрайды. Осы факторларға түзілетін мырыш кектерінің көлемі де тәуелді. Бірінші жағдайда олардың түзілуі бастапқы концентрат массасынан 32-35%. Мырыш кектерінде сирек және шашыранды элементтер кездеседі. Мырыш кектерінің құрамы 7-кестеде көрсетілген.
7-кесте мырыш кектерінің химиялық құрамы:
Элементтер, қосылыстар Құрамы%
Zn 18,1-21,3
Pb 1,5-6,5
Cd 0,12-0,28
Cu 1,0-2,7
Fe 16,1-28,3
SiO2 5,5-7,5
Al2О3 1,5-3,0
CaO 2,7-5,5
MgO 0,7-1,5
S 7-9
As 0,1-0,3
Sb 0,02-0,04
Мырыш кектерін өндірудің гидрометаллургиялық әдісі 15жыл бұрын өңделген. Шет елде бұл әдісті 20мырыш зауыты қолданады.” BТВ-процесс” деп аталатын әдісте пульпанның 90-98С температурасы кезінде өңделген электролитпен кектерді жоғарғы температурада сілтілеу қарастырылады. Бұл әдіс 4-6 сағат уақыт жүргізіледі. Қорғасын кектің шығыны мырыш кектің шығыны мөлшерінің 35-45% тең. Кектен қорғасынның 96-97%,
алтын 97-98%, күміс 96-97% бөлінеді.
Ағарған ерітіндіні К+ және Na+ немесе NH4+ иондарырың болуы кезінде комплексті тұздар түрінде темірді тұндыруға жібереді. Қалдық MeFe3 ( OH)6 ( SO4)2 (мұнда Me- K, Na немесе NH4) құрамы % Fe :29-32; S 12-14; K 6-8; NH4 2.0-2.7; Zn 1,2-1,5; Cu 0.25-0.40; Al2O3 0.5-1.0.
Қоспалардан тазартылған ерітінді электролизге түседі.
Мырыш кектерін вельцтеу процесі кезіндегі мырыш клинкер құрамы, % ; Zn -1.0;Pb-0.13;Cu-6.96;Fe 47.3;Mn- 2.14;S-4.0;As -0.31.
Мырыш вельцтеу процесіне феррит және еульфат түрінде түседі.
Мырыш кектерінде мырыш 20-25% мөлшерде болады және мырыш феррит, магнетит және гематит түрінде болады.
Сонымен қатар кекте аз мөлшерде темір сульфидтері мен симекаттары кездеседі.
Зертеулер бойынша пеште темірдің 70% металға дейін тотықсыздарады, үш екі валентті темір мөлшері 20-25% дейін төмендейді.
Металдық темір қорғасынның анық қосылыстарынан бөлініуіне әсер етеді. Сонымен қатар пештегі металдық темірдің болуы сирек және т.б металдардың бөлінуіне әсерін тигізеді.Мысалы, гермаридің бөлінуі 30-35% құрайды, индидің бөлінуі 70-80%, ал сурьма және мышяктың маңызды мөлшері клинкерде қалады.
Кадмий кекпен бірге вельцтеу процесіне сульфат және сульфид түрінде түседі. Мыс кектете феррит оксид түрінде кездеседі. Металға дейін тотықсзданған мыс мырыш және оның сульыитттерін бөлуге активті қатысады. Клинкердің түзілуі кезінде мыс күкіртті темірмен штейн түзеді.
Кремнезем вильцтеу процессіне әртүрлі силикаттар түрінде түседі. Пештің реакцияалық зонасында силикаттар тотықсзданады. Мырыш және қорғасын мен темірдің тотықсыздануының әсерінен олар қышқылдау болады және клинкерге шыны-байланыс түрінде өтеді. Кальцый мен қорғасын окситері мырыш және қорғасын оксидтері мырыш және қорғасын қосылыстарының тотықсыздандыру кезінде пайдалы болып келеді.
Жылдар 1963 1964 1965 1969 1970 1971 1972
Оттекті беру:
Мың м3/жыл,% 2721
100 1765
64,9 1104
40,6 2151
79 1257,2
46 864
31,8 5346
197
Мырыш кектерін вельцтеу процесінде оттегіні бірінші рет УКСЦК-да 19963 жылы пайдалана бастады.
Пешке техникалық оттекті беріу оттек станцадан жүзеге асырылады. Оттек мөлшері расходалирмен бақыланады, ал байытылған аудағы оның құрамы вентилаторда анықталады. Вельц пешке берілетін байытылған үрлеудің жалпы мөлшері (1500м3/сағат ) 28-31% O2 мөлшерімен белгіленеді.
Орташа бір пеше 120-150 м3/сағ оттек беріледі 1996-1968ж.ж мырыш кектерін вольцтеу процесіне оттек берілмеген, өйткені өндірісте оттек жетіспеген.
Тәжірбие көрсеткендей пешке байытылған ауаны берген кезде пештің реакционды зонасындағы температура 100-150 С дейін көрсетіледі, сондықтан пешті мазут немесе газбен қыздыру қажет емес. Газ фазасы мен пеш ұзындығында бос оттектің болуын кадмий мырыш және қорғасынды бөлу, мүмкіндігі жоғарлайды.
Клинкерде мырыш мөлшері 0,7%, қорғасын 0,2% мөлшерінен көп болмайды. Сонымен негізгі металдардың ерігіштігі бойынша сапасы жақсарады: мырыш 94-97,5% кадмий 73-81%.
Вельцтеу процесінде оттекті қолдану тәжірбиесі ЧЭЦЗ-та да бар, ВНИИ цветмет сынысы бойынша вельц пештің жоғарғы жағынан техникалық оттек (20-30м3/сағ) беру жүзеге асырылған. Оттек шаң камерасының терезесі арқылы кессонирленген бойымен пеш газының негізгі техналогиялық ағынымен қосылған. Есептеу бойынша форсунка оттектің беруін 7-8м қашықтыққа дейін қамтамасыз еткен.Мырышты материялдарына вольцтеу процесін байытылған оттекпен үрлеуді қосу арқылы қолдану экономикалық жағынан тиімді болып шықты.
Фьюмингалау. Қазіргі уақытта қорғасын шлактардың негізгі бөлігін шахталы пештерде сұйық күйде фьюмингалау арқылы өндіріледі. Бұл процесте мырыш пен қорғасынды бөліп алады. Бұл әдіс әсіресе шетелдерде кеңінен қолданылады. Өскемен және Шымкентте қорғасын завоттарында жұмыс істейді.Үрленген шлактың құрамы%, Zn 3.5-3 Pb 0.05-0.1% ал 0,5-0,8 сирек және асыл металдар, темір мұндай шлактар үйінді шлактарға және құрлыс материалдар өрдірісіне жарамсыз болып келеді.
Электрометрия. Фьюмингалау процесімен салыстырғарда рентабильсіз- электроэнергияның қымбеат болуы, периодылығы меншікті өнімділігімен метал сапасының төменділігіне байланысты “ Терлулкниум’ зауытының шлактарды өндіретір электропеш жұмысы тоқтатылған.
Қазіргі уақыттарда шет елдерде қорғасын балқыту шлактарын өндірудің электротермиялық әдісі Японияда “Калмиока” зауыттарында қолданылады.
ИПК мыс зауытында ұзақ уақыт ЛПК Zn зауытының қорғасын балқытудың шлактарын өндіру бойынша көптеген тәжірбиеер жүргізілген. Қатты шлактарды қуаты 4000 к Ва электропеште балқытқан.
Қатты шлактардың құрамы 8-кестеде көрсетілген .
Электротермиядан кейін шлактың құрамы, %; Zn-3.87 Pb -0.2 Cu -0.3. Мырыштың бөлініп алынуы 72% құрайды.
8 – кесте- қатты шлактың химиялық құрамы:
Қосылыстар мөлшері
Zn 12 – 15
Pb 1 – 2
Cu 0,4 – 0,5
Fe 22 – 25
CaO 19 – 22
SiO2 18 – 23
Тәжірбие нәтежелері бойынша ЛПК зауытында электротермиялық цех құруды жоспарлаған, бірақ электроэнергияның көп шығыны, т.б. кемшіліктерден құрылыс басталған жоқ. Бірақ зауыттың териториясында үйіндіден шлактарды өндіруге арналған вельц цех құрлысын бастау ұсынылған.
Шлактарды вольцтеу. Вольцпеште қорғасын шахталы балқытуда мырышты шлактарын өндірудің алғашқы зерттеулері 1926ж Магдербург зауытында жүргізілген. Шлактың құрамында 13,7 мырыш бар, олардың оңай балқығанынан 28% кокстан басқа шлактың массасына 20% әктас қосқан. Мырыштың бөлініп алынуы 94%-ті құрайды.
1964 жылы УКСЦК да стандартты вельцпеште(41х 2,5м) кокс қоспайтын шлактарды жеке өндіру әдісі игерілген клинкерді 2мм дейін ұнтақтауға магнитті сепарациядан өткізілген. Осы кезде барлық темір, мыс және асыл металдар магнитті концентратқа өткен. Шлактың силикаты бөлігі клинкерде қалады. УКСЦК да шлактарды өндіру бойынша больцпештің ұзақ мерзімде жұмысында магнитті концентрат қорғасын өндірісінде негізгі тармақ ретінде қолданылады. УКСЦК да үйінді шлактардың құрамы 9-шы кестеде көрсетілген.
УКСЦК да үйінді шлактардың химиялық құрамы:
Қосылыстар мөлшері
Zn 9 – 13
Pb 1,5 – 2,5
Cu 0,7 – 1,0
Fe 23 – 30
SiO2 23 – 35
CaO 7 – 10
Al2O3 4 – 5
S 1 – 1,5
Шлактарды бельцтеу кезінде тотықсыздандырғыш және жылу тасмалдағыш ретінде кокстың әр түрлі ірілігін қолданған: +7мм – 39,0%; +1,0мм – 37,4%; +0,5мм – 0мм – 23,6%. Пештің айналу жылдамдығы: 1,03 айн/мин.
Шлактарды бельцтеу төменгі режиммен жүргізілген:
Шлак бойынша өнімділік, т/сағ 6,0.
Кокс шығыны т/сағ 2,5.
Пештің жүктеу бөлігіндегі температура, градус С 1150–1250.
Пештен шықан газдың температурасы градус С 580–610.
Шаң камерадағы газ құбырының қысымы Па 20–40.
Шлактардың вельцтеу процесінің өнімдерінің құрамы 10-шы кестеде көрсетілген.
10 кесте. Шлактарды бельцтеу өнімдерінің химиялық құрамы.
Өнімдер Элемент қосылыстар
Zn Pb Cu Fe
Клинкер 0,8-1,0 0,05-0,3 0,5-1,0 30-32
Кулер шаңы 45-50 11-13 0,1-1,0 2-3
Қол фильтрден бөлінгендер 60-63 10-12 0,07-0,1 0,8-1

Шлактардың грануламетрикалық мынадай:
Реакция мм +1,6 +1,25 +0,80 +0,40 +0,14 +0,071 -0,07
Шығымы % 13,5 16,4 35,4 23,7 10,0 0,3 0,7
Клинкер құрамындағы темірдің 90% металдық түрде болады. Сонымен металдық темір бельцпештің жоғарғы температура зоналарында қиын қалпына келетін қосылыстардан мырыштың бөлінуіне әсер етеді.
Ленинагорск мырыш зауытында мырыш шлактарын бельцтеуге арналған арнайы цех құрылған.
Бельцтеуге арналған шикі заттар шлак және кокс – темір жолымен алынып келеді, сосын жабық қоймаларға жүктеледі.
Қоймада бункерлер жүйесі бар, бұдан материал ленталы қоректендіргіштер арқылы көлденең конвейрлерге беріледі, сосын көлбеу конвейрмен шихтарник бункеріне тасымалданад
ы. Пештің жүктеу орнында 2 бункер- шлак және кокске арналған бункерлер бар. Бункердің әрқайсысының астындағы автоматты ленталы дозаторлар арқылы шихта пешке жүктеледі.
Қажет жылудың жетіспеуінен пештің аяғында мазутты жылытқыш орнатылады.
Пешке ауаның берілуі көміртектің және метал булары мен көміртек оксидінің тотығуына қажет. Пешке 1580-18/0 м3/сағ ауа беріледі. Пеш шлактың 935 т/ тәулік немесе 180 мың т/ жылына
Есептеліп жасалған. Кокс шығыны шлак массасынан 47% құрайды. Линкер шүығымы шихтаның 72% құрайды.
Пештен газдар 800-850 градус С темпиратурада шығады және қалың шаң ұсталатын шаң камерасына беріледі. Шаң камерасының артында ЭТА
В- 360/40 кател утилизатор орналасқан.
Кател утилизаторда газдың температурасы 3600 градус С дейін төмендейді. Олардан кейін өнімділігі 360 мың м3/сағ тең түрін сорғыштар бар.
Алмалық мырыш зауытында шлактарды өндіру ( Өзбекстан ). Соңғы жылдары Алмалық мырыш зауытына шлакетарды жеке өндіру енгізілген.
Зауытқа Шымкенттің шлактары алынып келеді.

Элемент, қосылыстар Мөлшері
Zn
9.5-10.5
Pb 1.5-2.5
Cu 0.6-1.1
Fe 22.5-29.0
Si O2 24-26
CaO 10.5-12.5
Mg O 3.8-4.5
S 2-2.5
Cl 0.05-0.06
F 0.008-0.01
As 0.05-0.08
Sb 0.02-0.25
Шлактарды вельцтеу 580*3,6 м мөлшері, 345м3 көлемді пештерде жүзеге асырылады. Технологияның дамуы нәтижесінде шлактарды вельцтеу процесінің мырыш кектерін вельцтеуден айырмашылықтары мен артықшылықтары анықталған. Шлактарды вельцтеу кезінде пештен шыққан газдың жоғарғы темпиратурасы, кокстың және табиғи газдың көп шығыны байқалады. АМГС және УКСЦК-да шлактарды вельцтеу бойынша ұзақ тәжірбиеде вельцтеу процесі дұрыс жүру үшін шихта компонентерінің белгілі қатынасы қатаң түрде орындалуы керек.

1.1 Күйдірілген мыс-мырыш колективті концентраттар мен өндіріс өнімдерін вельцтеу.........