Металлоизделия в Луганске и области

Металлокострукции, входные двери, заборы, оградки,
решетки, лестницы, ковка, модули,
вальеры, декоративная мебель

Сырье для получения цинка

Основным источником получения цинка являются сульфидные медно-свинцово-цинковые, медно-цинковые и свинцово-цинковые руды.

В сульфидных рудах цинк обычно присутствует в виде сфалерита или вуртцита, состав которых отвечает формуле ZnS, и марматита nZnS • mFeS. Спутниками цинка в полиметаллических рудах являются минералы и элементы, рассмотренные в гл. 9. Можно считать, что цинк извлекают в значительной степени из тех же руд, что и свинец.

В окисленных зонах месторождений цинксодержащих руд основными кислородсодержащими минералами цинка являются: смитсонит ZnCO3, цинкит ZnO и каламин 2ZnO • SiO2 • H2O. Окисленные цинковые руды в настоящее время имеют подчиненное значение.

В сульфидных полиметаллических рудах содержание цинка обычно составляет 1...3%. Эти руды имеют сложный состав. Все это обусловливает необходимость проведения предварительного обогащения руд по селективной схеме с получением нескольких концентратов (цинкового, медного, свинцового, пиритного).

Цинковые концентраты селективного флотационного обогащения полиметаллических руд содержат, %: Zn 48... 60; Pb 1,5 ... 2,5; Cu 1... 3; Cd до 0,25; Fe 3... 10; S 30... 38, пустой породы до 10 (SiO2, CaO, Al2O3 и др.).

Цинковые концентраты - комплексное, дорогостоящее сырье. Из них нужно извлекать цинк, свинец, медь, кадмий, серу, золото, серебро, ртуть, галий, индий, таллий, селен, теллур и др.

Иногда при обогащении труднообогатимых медно-цинковых руд получают промежуточные продукты (концентраты), содержащие 12... 18 % Zn и 4...8 % Cu. Переработка таких материалов затруднена как на цинковых, так и на медных заводах.

Переработку цинковых концентратов в настоящее время осуществляют двумя методами: пирометаллургическим (дистилляЦионным) и гидрометаллургическим.

В основе пирометаллургического способа лежит процесс восстановления оксида цинка при 1000... 1100 °С, т.е. при температуре выше точки кипения металлического цинка, что обеспечивает выделение его в момент образования в парообразном состоянии и возгонку (дистилляцию) в виде паров:

ZnO + С Znnap + CO; ZnO + CO Znnep + CO2. (69)

Пары цинка в дальнейшем конденсируют. Получение жидкого цинка дистилляцией возможно только в условиях сильно восстановительной атмосферы и полной герметизации применяемой аппаратуры.

В связи с тем, что цинковый концентрат представляет собой сульфидный материал, а восстановление цинка возможно только из его оксида, дистилляции предшествует окислительный обжиг с полным удалением серы.

Возможны несколько вариантов аппаратурного оформления пирометаллургического способа получения цинка: в горизонтальных и вертикальных ретортах, в шахтных и электрических печах. Принцип дистилляции положен в основу получения паров цинка в электротермической части кивцетного агрегата. Химизм процессов пирометаллургического получения цинка одинаков.Получающийся пирометаллургическим спосоЬом цинк обязательно содержит большое количество металлов-примесей (Pb, Cd, Fe, Cu и др.), возгоняемых вместе с ним или попадающих в него из выносимой газами пыли. Поэтому дистилляционный цинк как и всякий черновой металл нуждается в рафинировании.

Схема пирометаллургического способа получения цинка приведена на рис. 105, а.

Пирометаллургический способ применяют с момента возникновения цинкового производства. Доля выпуска цинка этим способом из года в год сокращается и в настоящее время составляет не более 20 %. Все новые цинковые заводы построены и будут строиться с применением гидрометаллургической технологии. В нашей стране пирометаллургический способ получения цинка сохранился только на Беловском цинковом заводе.

В связи с крайне ограниченным использованием дистилля- ционных процессов в производстве цинка и неперспективностьюих дальнейшего использования ограничимся приведенным ранее кратким описанием пирометаллургии цинка.

Гидрометаллургический способ, примененный впервые в промышленном масштабе в 1915 г., является в настоящее время основным. Широкое распространение гидрометаллургии при производстве цинка обусловлено ее значительными преимуществами по сравнению с дистилляцией. К ним относятся:

более высокое извлечение цинка и сопутствующих элементов;

более высокая комплексность использования сырья;

высокое качество цинка;

высокая механизация трудоемких процессов.

По этому способу (рис. 105, б) цинк выщелачивают (растворяют) раствором серной кислоты из предварительно обожженного концентрата (огарка). При выщелачивании цинк переходит в раствор в виде сернокислого цинка по реакции

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O. (70)

При выщелачивании цинкового огарка в раствор частично переходят содержащиеся в нем компоненты (медь, кадмий, железо, мышьяк и др.). Качество получаемого электролитическим осаждением цинка зависит от чистоты раствора; чем чище поступает на электролиз раствор, тем более чистым получается товарный цинк. Поэтому перед электролизом раствор тщательно очищают от примесей.

Процесс электролитического осаждения цинка из очищенного раствора (электролита) протекает по следующей суммарной реакции:

ZnSO4 + H2O = Zn + H2SO4 + 0,5 O2. (71)

Цинк при электролизе осаждается на катоде, а на аноде регенерируется серная кислота, необходимая для выщелачивания свежих порций огарка, и выделяется кислород. Катодные осадки цинка переплавляют и разливают в слитки.

Кек (нерастворенный остаток), получаемый после выщелачивания, подвергают дополнительной переработке с целью доизвлечения из него цинка и других ценных компонентов.

Форма заказа

Цветная металлургия

Горная проммышленность