2. Технологічна схема отримання цинку
Гідрометалургійний спосіб переробки обпалених цинкових концентратів полягає в розчиненні окису цинку водним розчином сірчаної кислоти і в подальшому осадженні цинку електролізом. Тому гідрометалургійний спосіб називають іноді електролітичним. При виробництві цинку електролізом цинковий концентрат попередньо піддають окислювальному випалу. Отриманий недогарок витравлюють відпрацьованим електролітом, що містить сірчану кислоту. Одержуваний розчин сірчанокислого цинку очищають від шкідливих домішок і направляють на електроліз. При цьому цинк осідає на катоді, а в розчині регенерується сірчана кислота, яка повертається знову на вилуговування. [6, c.190]
Якщо випал цинкового концентрату передує вилуговування, то метою його є можливо більш повний переклад сірчистого цинку в оксид цинку, розчинну у розведених розчинах сірчаної кислоти.
Вилуговування недогарка здійснюється відпрацьованим електролітом, що містить сірчану кислоту і одержуваних при електролізі розчину цинку. У процесі переділу неминучі втрати сірчаної кислоти (як механічні, що відбуваються внаслідок втрати розчину, так і хімічні, викликані тим, що сірчана кислота непродуктивно витрачається на розчинення домішок). Ці втрати поповнюють тим, що отримують в огарки деяку кількість сульфату цинку, легко розчиняється у воді. Для цієї мети досить буває мати на обпеченому концентраті близько 2-4% сульфатної сірки. [6, c.241]
Цим способом отримують близько 70% всього світового виробництва цинку. Пояснюється це тим, що електролітичним способом при хорошою механізації трудомістких процесів і високому відсотку вилучення отримують цинк більш чистий, ніж Дистиляційна. Крім того, полегшується можливість комплексного використання цінних складових концентрату.
Сировиною є цинковий концентрат. В якості вихідного матеріалу використовують не тільки мінеральне і вторинне, але також і цинкоутримуючий продукти інших виробництв: шлаки і пилу металургійних виробництв свинцю, міді, олова, чавуну. Ці продукти набагато убожій по цинку, ніж цинкові концентрати і все ж їх включають до цинкове сировину. Цінковістие шлаки донедавна вважалися відвальними продуктами, хоча в них міститься значна кількість цинку, особливо в свинцевих шлаках (10-17% цинку).
Технологічна схема отримання цинку включає в себе наступні стадії:
Випалювання, який проводять для отримання недогарка для подальшого вилуговування. Крім недогарка отримують також і газ, який відправляють на переробку для одержання сірчаної кислоти, яка в свою чергу бере участь у процесі вилуговування. Отриманий недогарок-порошок відправляють на вилуговування. Він повинен відповідати таким вимогам:
1. Мати досить низький вміст сульфідної сірки (<0.1-0.3%).
2. помірне вміст розчинних сульфатів (<= 2-4%). ​​
3. високе зміст дрібної фракції (-0,15 мм).
4. помірне зміст феритного і силікатної цинку.
Ці вимоги випливають з технологічних завдань гідрометалургійної переробки недогарка. Щоб досягти зазначених цілей, необхідно підібрати відповідний склад вихідної шихти, температуру і склад газової фази для випалу Велике значення має апаратурнеоформлення. p> Висока дисперсність недогарка сприяє швидкому і повному вилуговуванні його в розчині сірчаної кислоти. Метою процесу є-максимально можливе розчинення цинку з вихідного матеріалу і відділення його від супутніх компонентів. Це виборче розчинена і завжди дає нерозчинний осад (Кек). Застосовують різні по температурних і концентраційним умовам типи вилуговування: нейтральне, кисле, гаряче кисле, гаряче висококіслое, автоклавного. 1 Продуктами є цинковий розчин і цинковий кек, що містить важко розчинні форми цинку, свинцю, заліза кремнезему, і породоутворюючих компонентів. [1, c.157]
З очищеного розчину ZnSO 4 металевий цинк отримують шляхом електролізу. Цей переділ-по суті є завершальний технологію, так як після переплавки електролітично відновленого цинку отримують товарний метал. Електроліз найбільш дорогий переділ у виробництві цинку (51-56% загальних витрат на технологічні процеси). Тому відновлення окисленого цинку з розчину ZnSO 4 c отриманням якісного металу при можливо низьких витратах - основна мета електролізу.
Основними показниками процесу є питома витрата електроенергії, кВт/год катодного цинку; вихід цинку по струму, тобто к.к.д. використання струму,%; якість катодного цинку. 2 [1, c.250]
Отриманий метал перевіряють на якість, маркують і відправляють на реалізацію або на інші цілі.
2.1 Випал цинкових концентратів в печах КС
Першою стадією технологічної схеми отримання Zn є випал Zn концентратів в печах КС, основною метою якого є переклад нерозчинного ZnS в воднорастворімих ZnO. Випал дозволяє застосувати до переробці цинкових концентратів гідрометалургійного т...
