stify"> Одним з простих і дешевих способів рафінування є ізоляція, Вона заснована на зменшенні розчинності домішок в цинку з пониженням температури. При ліквационноє рафінуванні рідкий цинк охолоджують до 430-350оС. Охолоджений розплав відстоюють протягом 24-36 годин. Після відстоювання розплав розділяється на три шари. Нижній шар містить до 95% Pb, середній шар складається з твердих кристалів інтерметалічного з'єднання FeZn7, а верхній шар являє собою очищений цинк, що містить до 1% Pb і 0,03-0,04% Fe.
ликвацию поводять у відбивних печах. При рафінуванні на поверхні розплаву цинку, який стикається з пічними газами, утворюється оксид цинку. Він вигляді порошку періодично знімається з і спрямовується на дистиляцію.
Завантаження чорнового цинку в піч здійснюється періодично. Після охолодження і процесу відстоювання верхній шар зливають. Відходи, що накопичуються в нижніх шарах, періодично видаляють з ванни. Свинцевий сплав направляється на отримання благородних металів, які концентруються в ньому. Залозистий продукт направляють на дистиляцію. Кадмій ліквационноє способом не видаляється і залишається в цинку.
Існує також ректифікаційної спосіб рафінування чорнового цинку, який дозволяє отримувати цинк чистотою 99,996%. Попит на такий чистий цинк обмежений, а процес ректифікації дорогою, Тому він не отримав широкого розповсюдження.
4 Випал цинкових концентратів
Найбільш поширеним способом переробки цинкових концентратів є гідрометалургійний, який включає як пірометалургічні, так і гідрометалургійні технологічні операції: окислювальний випал, вилуговування, очищення розчину від домішок і електролітичне отримання цинку.
Окислювальне випалення має на меті повне або часткове видалення сірки з випалювального концентрату і переклад сульфіду металів в розчинні у кислих водних розчинах форми. Випал сульфідних цинкових концентратів здійснюється в печах киплячого шару при температурі 900-950оС.
Сульфідні цинкові концентрати містять наступні мінерали: ZnS, PbS, CuFeS2, FeS2, а також силікати і карбонати. В процесі випалення відбувається термічне розкладання вищих сульфідів і подальше окислення нижчих сульфідів.
Основний реакцією випалу сульфіду цинку є реакція:
ZnS + 3O2=2ZnO +2 SO2 (11)
Разом з сульфідом і цинком окислюються інші сульфіди:
2FeS + 3,5O2=Fe2O3 + 2SO2 (12)
FeS + 5O2=Fe3O4 + 3SO2 (13)
FeS + 3O2=2FeO + 2SO2 (14) + O2=PbO + SO2 (15) S + O2=Cu2O + SO2 (16)
Cu2O + O2=4CuO (17) + O2=CdO + SO2 (18)
У процесі випалу можливе утворення фериту цинку:
ZnO + Fe2O3=ZnFe2O4 (19)
При каталітичному дії оксидів сірчистий газ частково окислюється до SO3:
SO2 + O2=2SO3 (20)
Сірчаний ангідрит може зв'язувати оксиди металів в сульфати:
Zn + SO3=ZnSO4 (21) + SO3=PbSO4 (22)
Освіта сульфатів происходи при більш низьких температурах, ніж освіта оксидів. Тому утворилися сульфати частково будуть розкладатися з утворенням оксидів.
Карбонати в умовах випалу розкладаються до оксидів. Оксиди порожньої породи без будь-яких перетворень переходять в недогарок.
Недогарок в основному містить метали у вигляді оксидів: ZnO, CuO, CdO, Fe2O3, Fe3O4, Sb2O3, As2O3. Свинець в огарки знаходиться у вигляді PbSO4.
У процесі взаємодії між основними і кислотними оксидами можливе утворення сульфатів, арсенатів, антімонатов, феритів і силікатів. Найбільш істотними побічними реакціями випалу варто вважати утворення феритів цинку і силікатів свинцю і цинку. Їх утворення є небажаним. Так ферит цинку погано розчиняється у водних розчинах сірчаної кислоти, а силікати при вилуговування утворюють колоїдну кремінну кислоту, яка ускладнює процеси фільтрування та відстоювання пульпи.
Окислювальне випалення цинкових концентратів здійснюється в печах киплячого шару, пристрій яких мало відрізняється від пристрою подібних печей для випалювання сульфідних мідних концентратів.
Винос пилу при випалюванні становить порядку 35%. Склад пилу практично не відрізняється від складу недогарка і вона надходить разом з недогарком на вилуговування.
Зміст SO2 в відведених газах становить близько 8-10%. Відходить газ направляється для провадження сірчаної кислоти.
5 Вилуговування недогарка
Метою вилуговування цинкових огірк...
