Контрольна робота
Металургія цинку
Зміст
1 Руди й мінерали цинку
Дистиляційна спосіб отримання цинку
.1 Дистиляція в горизонтальних ретортах
.2 Дистиляція у вертикальних ретортах
.3 Дистиляція в електропечах
.4 Дистиляція цинку в шахтних печах
Рафінування чорнового цинку
Випал цинкових концентратів
Вилуговування недогарка
Очищення сульфатних цинкових розчинів
Електролітичне осадження цинку
Література
1 Руди й мінерали цинку
Кількість цинкових мінералів, з яких добувають цинк невелика. Це в основному сфалерит ZnS, смітсоніт ZnCO3, каламін Zn2SiO4 · H2O. Інші мінерали зустрічаються рідко і промислового значення не мають. Цинк в природі знаходиться в свинцевих поліметалічних рудах, які були описані в металургії свинцю. Після флотаційного збагачення поліметалічних свинцевих руд отримують цинковий концентрат, який містить 47-60% Zn, 1,5-2,5% Pb, до 3,5% Cu, 3-10% Fe, до 0,5% Cd і 29-33 S. Цинковий концентрат харктерізуется наступним зразковим соcтавом (%): ZnS - 70,3; PbS - 5,2; CuFeS2 - 3,1; FeS2; Cиликат і карбонати - 10,1.
У концентратах, отриманих після збагачення окислених нікелевих руд, цинк міститься в основному у вигляді смитсонита і каламина.
2 Дистиляційна спосіб отримання цинку
В даний час в промисловості цинк отримують пірометаллургічним і гідрометалургійним способами. Пірометалургійних спосіб полягає в дистиляції цинку з цінксодержащіх матеріалів. Дистиляція цинку здійснюється в різних агрегатах.
. 1 Дистиляція в горизонтальних ретортах
Попередньо цинковий концентрат піддається окислювальному випалу, при якому сульфіди окислюються до оксидів:
2ZnS + 3O2=2ZnO + 2SO2 (1)
PbS + 3O2=2PbO + 2SO2 (2)
Cu2S + 3O2=2Cu2O + 2SO2 (3) + 3O2=2CdO + 2SO2 (4)
обпалені концентрат змішується з дрібним коксом і завантажується в реторти, які поміщають в горизонтальні печі. Температура в печі підтримується порядку 1400оС. У реторті протікають реакції відновлення:
ZnO + C=Zn + CO (5) + C=Pb + CO (6) O + C=2Cu + CO (7) + C=Cd + CO (8)
Металевий цинк випаровується і конденсується в конденсаторі, який прикріплений до гирла реторти. У міру накопичення цинк вичерпують з конденсатора. У конденсаторі підтримується температура в межах 400 - 600оС. У конденсаторі конденсується не весь цинк. Частина його у вигляді пари йде в залізну Аллонж, надіти на гирлі конденсатора. Температура в алонжі становить 100-200оС, тому в ній пари цинку конденсуються у вигляді тонкої твердої пилу, яку називають пусьерой. Пусьера містить значну кількість кадмію і спрямовується на його витяг.
З відновлених металів летючими є кадмій і свинець. Вони також будуть випаровуватися конденсуватися в місці з цинком і забруднювати його. Металева мідь в умовах дистиляції цинку практично не випаровується.
Після закінчення процесу дистиляції реторту відокремлюють від конденсатора і вивантажують з неї залишився після дистиляції твердий спек, який називають раймовкой. У раймовке міститься близько 6-12% цинку. Раймовка направляється на переробку з метою додаткового вилучення цинку.
Витяг цинку невелике і становить 86,4-87,8%. Процес дистиляції в ретортах малопроизводителен. Крім того, в результаті отримують цинк, забруднений свинцем і кадмієм.
. 2 Дистиляція у вертикальних ретортах
Подальшим розвитком процесу дистиляції є дистиляція у вертикальних ретортах. Вертикальні реторти виготовляються з карборунда. Карборунд являє собою карбід кремнію SiC, температура плавлення якого становить порядку 2700оС. Вертикальна реторта являє собою шахту прямокутного перерізу, Зібрану з карборундових плит або викладену з карборундових цегли.
Для нагріву реторти з двох її сторін в камерах спалюють генераторний газ. Висота обігрівається частини реторти становить порядку 7,5 м. Шихта у вигляді брикетів завантажується зверху. Нижня частина реторти опущена в залізний короб, заповнений водою. З нижньої частини реторти в короб безперервно вивантажується спёкшаяся шихта - раймовка. Вміст цинку в раймовке порядку 3-5%. З короба твердий залишок вивантажується шнеками і прямує на додаткове витяг цинку.
Шихту готують з обпаленої цинков...
