WEB-ресурс научно-практических конференций

Д.т.н. Комков Н.М., Кокаева Г.А.

Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева

ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОПТИМИЗАЦИИ ПРОЦЕССОВ ОКСИДИРОВАНИЯ СУЛЬФИДНЫХ ЦИНКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ВОСТОЧНОГО КАЗАХСТАНА

В условиях интенсификации экономического развития большое значение приобретают совершенствования процессов в таких базовых отраслях как, машиностроение, энергетика, металлургия и химическая промышленность. Выпуск цветных металлов, в частности цинка, влияют на состояние базовых отраслей.

Казахстан по запасам цинка (30 млн. т) находится на четвертом месте в мире. В настоящее время вырабатываются месторождения богатых и легкообогатимых руд. К числу крупных месторождений полиметаллических (свинцово-медно-цинковых) сульфидных руд Восточного Казахстана относятся : Лениногорское, Зыряновское, Малеевское, Белоусовское, Тишинское и Березовское. Основным источником получения цинка являются сульфидные цинковые концентраты. Примерный состав цинковых концентратов, получаемых в результате обогащения сульфидных цинковых руд Зыряновского месторождения , следующий, % : Zn 53,3 ; Fe 6,2 ; Cu 0,28 ; Pb 0,61 ; S 32,6 ; SiO ₂ 2,6 ; K 0,04 ; Na < 0,02 ; Cd 0,2; As 0,06; Sb 0,008.

Кроме того, в цветной металлургии, многие процессы для своего осуществления требуют больших затрат энергии, особенно это относится к пирометаллургическим процессам. Поэтому особую актуальность приобретает проблема развития энергосберегающих технологий.

К таким энергосберегающим процессам с полным правом можно отнести обжиг цинковых сульфидных концентратов в печах кипящего слоя.

Несмотря на различие технологических схем получения цинка из данного вида сырья, во всех применяемых металлургических схемах первой операцией является обжиг. От качества обжига зависят степень извлечения ценных компонентов из концентратов, дальнейшие технологические операции и технико-экономические показатели схемы.

В технической литературе довольно подробно изучено поведение отдельных сульфидов и некоторых оксидов породообразующих минералов при термической обработке и окислении, но отсутствуют данные по взаимодействию и взаимному влиянию различных сульфидов на фазовые составы термодинамические и кинетические параметры окислительного обжига.

Кроме того и стощение богатых и легкодоступных месторождений вынуждает переходить к разработке месторождений с менее кондиционными рудами. Основные запасы сосредоточены в месторождениях имеющих метаколлоидный характер, с большим количеством примесей. При обогащении данных руд невозможно получить концентрат высокого качества. Обычно получают коллективные концентраты или концентраты низкого качества с повышенным содержанием сульфидов сопутствующих металлов, требующие для своей переработки создание новых технологических схем и оборудований, а также экономических затрат на данную переработку.

Помимо этого переработка таких концентратов вызывает значительные технологические трудности, ухудшение качества продуктов обжига, снижение производительности печей, уменьшение кампании печей и уменьшение выработки вторичных энергоресурсов.

Примерные составы низкосортных цинковых сульфидных концентратов, полученных в результате обогащения сульфидных цинковых руд некоторых месторождений показаны в таблице 1.

Таблица 1 – Состав концентратов , %

В настоящее время все больше вовлекаются в переработку низкосортные концентраты, и перед прикладной наукой встает задача найти режимы и технико-экономическую эффективность переработки данных концентратов. Поэтому процессы оксидирования сульфидов в твердой фазе имеют очень большое значение для металлургии и экономики страны.

По химическим составам и физическому состоянию это сложные многофазные продукты со сложными взаимоисключающими физико-химическими свойствами, что делает их непригодными к переработке традиционными технологическими схемами.

Таким образом, процесс обжига низкосортных концентратов является сложным и недостаточно изученным процессом как с металлургической так и с экономической стороны, что приводит к необходимости изучения влияния примесей, как сульфид ов меди, железа, свинца и кремнезема, находящихся в низкосортных цинковых сульфидных концентратах, на термодинамические и кинетические параметры процесса обжига и создания технологии переработки и принципов расчета технологического оборудования, так и расчета необходимых затрат на создание данной технологии. Исследования необходимо проводить в направлениях: интенсификация теплообмена, массообмена и стабилизации гидродинамики кипящего слоя, а также расчета экономической эффективности.

Список литературы:

1. Комков Н.М., Луганов В.А. Особенности обжига цинковых сульфидных концентратов с повышенным содержанием примесей. – Усть-Каменогорск.: ТЕХЦЕНТР УК, 2005. - 360 с .