Технические науки /1.Металлургия
профессор
Даулетбаков Т.С.
ст.препод.
Акильбекова Ш.К
ст.препод.
Ишанов С.Х.
пред.
Маймаков А.Т
Казахский
национальный технический университет имени К.И. Сатпаева, Казахстан
Технологии сульфидирующего –
восстановительной переработки полиметаллического сырья
В настоящее время, несмотря на повышение степени
извлечения основных металлов и комплексности
использования полиметаллического сырья в металлургическом
переделе имеется еще немало неиспользованных резервов, реализация
которых будет способствовать не только более рациональному использованию минерального
сырья, но и повышению технического уровня и улучшению экономики металлургического
производства. Большим резервом является также организация
комплексной переработки
цинксодержащих шлаков свинцовой и
медной плавок, разработка и освоение комплексной переработки кеков,
шлаков, пылей и других полупродуктов и отходов металлургического производства.
Весьма эффективным
направлением повышения
комплексности использования сырья может
служить дальнейшее внедрение
технологических процессов с
использованием кислорода и природного
газа, твердых и газообразных
сульфидизаторов, усовершенствование
гидрометаллургических процессов, создание замкнутых технологических схем
с полной переработкой полупродуктов, а также комбинирование различных
производств в зависимости от характера перерабатываемого сырья.
В данной работе представлены результаты разрабатываемых в Казахском национальном
техническом университете (КазНТУ) им. К.
И. Сатпаева, технологий комплексной переработки полиметаллического сырья
с использованием природного
газа и сульфидизаторов. В частности,
для переработки мышьяк – сурьмусодержащих
руд и концентратов была
разработана и испытана технология, заключающаяся в подаче
через слой перерабатываемого
материала газовой смеси, состоящей из
нейтрального газа и паров элементной серы [1,2] .
Такая технология не требует разработки и
создания новой аппаратуры, для ее осуществления вполне пригодны существующие печи кипящего слоя.
В качестве нейтрального газа по технологии использовался азот, который
вырабатывается стандартными заводскими
азотными генераторами. Количество же подаваемых паров серы регламентируется
только с учетом предотвращения
образования нелетучих оксидов мышьяка As2 O5 – и
сурьмы Sb2 O5.
Исследования проводились с золото-сурьмяными и
золото-мышьяковыми рудами и концентратами cодержащими ,%: 18,4-48,2 Sb, 9,4-20,6 SiO2, 0,3-0,6 As,
0,12-2,4 Fe, 21,0-38,0 г/т Au.
Состав смеси нейтрального газа с парами элементной
серы для создания кипящего слоя брался в количестве 1:0,2 соответственно.
Расход же позволяемой
смеси подбирался из расчета производительности печи, создания условий для стабильного кипящего слоя,
максимального пылевыноса и сульфизирования всех окисленных соединений сурьмы.
Установлено, что при температуре обжига 1123-1173 К сурьма и мышьяк отгонялись
в виде сульфидов на 98-99,5% соответственно.
При этом, возгоны сурьмы и мышьяка можно выделить в
отдельные продукты дробной конденсацией: при температуре 843-873К осадить сульфид сурьмы в виде Sb2S3 в первом конденсаторе и уловить возгоны сульфидов
мышьяка в виде As4S4 и As2S3 во втором конденсаторе при температуре 523-563К.
Разрабатываемая также в казахском национальном техническом
университете (КазНТУ) технология прямого восстановления сульфидов заключается в
продувке расплавленной шихты природным газом.
Нами были проведены исследования по совместной переработке свинцовых концентратов с добавкой штейнов и
шликеров, штейнов шликеров и шлаков. Переработке подвергались свинцовый
концентрат содержащий, %:54,6-58,7 Pb; 2-3 Cu; 4,5-12,2 Zn;
4,2-8,3 Fe; 16,3-18,2 S; штейны
-18,6-24,0 Pb; 51,0-52,6 Cu; 1,4-2,7 Zn;
1,8-2,1 Fe; 18,7-19,0 S;
шликеры -62,4-64,0 Pb; 12,2-12,9 Cu; 4,0-4,3 Zn;
3,3-3,7 Fe; 3,6-4,2 S; шлаки
-1,7-1,8 Pb; 0,2-0,3 Cu; 12,2-12,4 Zn;
3,3-3,7 Fe; 15,4-15,6 CaO;
26,2-26,4SiO2
Состав
перерабатываемой шихты был следующий, %: 25-50 Pb, 25 штейна, 25 шликеров, 25 шлака. Опыты проводились
на установке состоящей из электропечи, реактора с помещенном в него тиглем с
перерабатываемой шихтой, алундовой трубкой для подачи природного газа, платина
– платинородиевой термопары, потенциометра –КСП-4; хроматографа, магнитного
пускателя, рукавного фильтра и вакуумного насоса.
Методика проведения опытов заключалась в следующем:
тигель с исходной навеской материала помещался в предварительно нагретую до
заданной температуры электропечь. После расплавления шихты в расплав опускали
алундовую трубку и подавали природный газ. Выделяющиеся газы отсасывались через
рукавный фильтр вакуумным насосом.
Отходящие газы анализировались на содержание H2S, CO2 и SO2 с помощью
хроматографа.
Установлено, что при температуре 1200-13000С,
продолжительности продувки природным газом расплава 120 мин с последующим
отстоем продуктов, прямое извлечение свинца в черновой металл составило
91,8-92,5%, общее извлечение свинца с учетом возврата с возгонами достигает
97-98,4%.
Извлечение меди в штейн составило 91-94,3%, цинка в
возгоны – 92-94,6%.
Полученные данные свидетельствует о принципиальной
возможности переработки сульфидного сырья на основе непосредственного
восстановления, природным газом.
Литература:
1.Даулетбаков Т.С. Сульфидирование мышьяксодержащего
полиметаллического сырья парами элементарной серы Новости науки Казахстана.
-Алматы, 2006. - №2 С.64-68
2.Даулетбаков Т.С. Исследование процесса
конденсации сульфидов сурьмы и мышьяка Вестник КазНТУ, №2, 2008 г. С. 144-146