WEB-ресурс научно-практических конференций

Комков Н.М., Кокаева Г.А.

Восточно-Казахстанский государственный технический университет им. Д. Серикбаева , г. Усть-Каменогорск

Особенности переработки в печах КС низкосортных цинковых сульфидных концентратов

Цветная металлургия является ведущей отраслью промышленности суверенного Казахстана и от её состояния зависит развитие всей экономики республики. Среди многих цветных металлов значительное место занимает цинк, широко используемый в машиностроении, приборостроении, строительстве и ряде других производств.

Казахстан по запасам цинка (30 млн. т) находится на четвертом месте в мире. В настоящее время все больше вовлекаются в переработку низкосортные концентраты, и перед прикладной наукой встает задача найти режимы переработки данных концентратов. Поэтому процессы оксидирования сульфидов в твердой фазе имеют очень большое значение для металлургии.

Таблица 1 . Состав концентратов , %

Более прогрессивным процессом является обжиг цинковых концентратов в кипящем слое. Чаще всего железо находится в цинковых концентратах в виде пирита ( FeS ₂ ), пирротина ( Fe _n S _{n +1} , Fe _{n -1} S _n ) и , кроме того, в виде марматита ( m ZnS ? n FeS ) и халькопирита ( CuFeS ₂ ). В процессе обжига при недостатке воздуха пирротин, халькопирит , и особенно пирит диссоциируют с образованием сернистого железа и элементной серы. Благодаря декрипта ц ии и низкой температуре воспламенения пирита (360 ° С при крупности зерна 0,063 мм) обжиг его в окислительной атмосфере протекает очень быстро.

В цинковых концентратах медь присутствует в виде минералов халькопирита ( CuFeS ₂ ), халькозина ( Cu ₂ S ) и ковеллина ( CuS ).

Свинец и кадмий в цинковых концентратах представлены сульфидами ( Р bS – галенит и С dS – гринокит ). Сернистые соединения мышьяка ( FeAsS , As ₂ S ₃ ) и сурьмы ( Sb ₂ S ₃ ), присутствующие в цинковых концентратах, обладают летучими свойствами в нейтральной и восстановительной атмосфере при низких температурах.

Анализ поведения при обжиге отдельных сульфидов показывает, что процесс оксидирования их сопровождается рядом промежуточных реакций взаимодействия и при постепенном повышении, температуры последовательно проходит стадии сульфид — сульфат — оксисульфат — оксид.

В настоящее время, когда обжиг в кипящем слое получил широкое распространение, температура процесса ограничивается не соображениями уменьшения образования ферритов, а опасностью получения силикатов цинка и оплавления материала.

Зыряновский концентрат взят для контроля, как имеющий наименьшее количество примесей. В продуктах обжига Предгорненского, Березовского и Глубоковского концентратов (рисунки 1-3) обнаружены металлические фазы железа, меди, цинка и свинца, феррит цинка, а также силикаты цинка и свинца.

Металлические фазы, значительно повышая адгезию огарка, вызывают укрупнение продуктов обжига, вызывают технологические осложнения и ухудшение качества продуктов обжига. Кроме того, металлические фазы разлагают водяные пары с образованием элементного водорода, что способствует образованию кислых сульфатных настылей, что создает аварийные ситуации при работе печей кипящего слоя.

Таким образом, процесс обжига низкосортных концентратов является сложным и недостаточно изученным процессом, 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.

Литература :

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