Федеральне агентство з освіти
Державна освітня установа вищої професійної освіти
Московський державний інститут сталі і сплавів
Технологічний університет
Кафедра металургії важких кольорових металів
В В
Курсова робота
Тема:
Металургія цинку - вилуговування цинкового недогарка
В В В В
Москва 2010
1. Опис замкнутої противоточной двохстадійної схеми вилуговування цинкового недогарка
Задача вилуговування цинкових концентратів полягає в тому, щоб якомога повніше перевести в розчин цинк та інші цінні компоненти недогарка при мінімальному забрудненні розчину шкідливими домішками.
Вилуговування недогарка в Нині на більшості заводів ведеться за двохстадійної безперервної (Періодичної) противоточной замкнутої технологічній схемі. p> Обпалений концентрат
Як розчинник використовують сірчанокислі розчини з концентрацією сірчаної кислоти 10 грама/л на стадії нейтрального вилуговування і 150 г/л на стадії кислого вилуговування.
Перед вилуговуванням недогарок класифікують за крупності з метою видалення частинок крупніше 0,3 мм. Частинки недогарка крупніше 0,3 мм або додатково подрібнюють, або витравлюють більш концентрованими розчинами сірчаної кислоти. Така крупність частини недогарка необхідна для зменшення дифузійних обмежень при його розчиненні. Для цього вводиться перемішування розчину (механічне або повітряне).
На нейтральне вилуговування надходять: частина відпрацьованого електроліту, фільтрати кислого вилуговування разом з кислим розчином, оборотні розчини, промивні води і недогарок. При нейтральному вилуговуванні переслідують мету очищення розчинів сульфату цинку від домішок заліза, алюмінію, миш'яку, сурми, кремнєкислоти методом гідролізу, що можна провести лише в нейтральній середовищі (рН = 5,2 -5,4). При нейтралізації розчинів виділяється тепло, нагревающее рідину до 50-60 0 С, яке сприяє переведенню колоїдного кремнезему в кристалічну модифікацію, також коагулюються випадають з розчину гідрооксиди металів. Вилуговування проводять в пневматичних або механічних збурювачах. Нейтральна пульпа після класифікатора (відокремлюються піски) надходить на згущення. Верхній слив згущувача направляють на очищення від домішок і електроліз, а нижній злив разом з пісками на кисле вилуговування.
Таким чином, в процесі вилуговування виходять:
1) нейтральні розчини від першого вилуговування, що надходять на подальшу переробку;
2) кислі розчини (злив згущувачів, фільтрати), оборотні і промивні води, що надходять на нейтральне вилуговування;
3) згущений промитий осад від кислого вилуговування - кек.
Нейтральні розчини, збагачені цинком (130 -170 в/дм 3), направляються на очищення від міді, кадмію та інших домішок. Очищення від міді та кадмію проводиться цементацією металевим цинком. При достатньому вмісті міді при цьому випадають залишки миш'яку і адсорбуються сліди розчиненого кремнезему. Фільтрація згущених пульп виробляється у вакуум-фільтрах, освітлених розчинів - на фільтрпрессах. Очищений від домішок розчин сірчанокислого цинку надходить на електроліз з нерозчинними анодами. Цинк осідає на катоді, а кислота регенерується на аноді. Відпрацьований електроліт повертається на вилуговування. Таким чином виходить замкнутий цикл.
Протиточний схеми полягає в зміні концентрацій цинку в витравлюють матеріалі (вона знижується від "Голови" схеми до "хвоста") і кислоти (вона знижується від "Хвоста" схеми до "голові"), тобто на нейтральне вилуговування подається кислота з явним недоліком, на кисле - навпаки. Це дозволяє найбільш повно перевести в розчин цинк і водночас без остачі використовувати розчинювальний агент - сірчану кислоту.
Поведінка компонентів недогарка при вилуговуванні
Цинк міститься в огарки у вигляді оксиду, сульфату, сульфіду.
Головним з'єднанням в огарки є оксид. Він розчиняється в сірчаної кислоти по реакції
В
Швидкість розчинення оксиду цинку залежить від концентрації сірчаної кислоти, температури, швидкості перемішування і властивостей оксиду (аморфний оксид розчиняється легше, ніж кристалічний). Повнота вилуговування оксиду цинку залежить від кількості кислоти. Практично вільний оксид цинку мало розчиняється при нейтральному вилуговуванні (не вистачає сірчаної кислоти) і майже повністю - при кислому вилуговуванні.
Сульфат цинку добре розчинний у воді, особливо гарячою, тому він повністю переходить в розчин при нейтральному вилуговуванні.
Сульфід цинку добре розчинний тільки в концентрованої сірчаної кислоти при нагріванні
В
тому при нейтральному вилуговуванні сульфід цинку практично не розчиняється, а при кислому має дуже мале значення. Практично сульфідний цинк переходить весь у кек. p> ортосіліка...
