Полупромышленные испытания гидросульфидного способа извлечения цинка из растворов кучного выщелачивания Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

© Б.Д. Халезов, В.А. Неживых, Л.А. Овчинникова 2005

УДК 622.775

Б.Д. Халезов, В.А. Неживых, Л.А. Овчинникова

ПОЛУПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ГИДРОСУЛЬФИДНОГО СПОСОБА ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ РАСТВОРОВ КУЧНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ

Семинар № 15

спытания гидросульфидного способа проведены при осуществлении полного технологического цикла: выщелачивание метаколлоидной руды Николаевского месторождения ^ цементация меди на железном скрапе ^ извлечение цинка гидросульфидом натрия ^ оборот хвостовых растворов на стадию выщелачивания (рис. 1). Медь цементировали в барабанном аппарате, цинк извлекали в реакторе объемом 0.4 м3 при п = 50 об/мин и Т=25°С. Главное внимание было уделено получению кондиционного цинкового продукта путем отмывки осадка 7пБ от натрия (№804) и сушки в печи кипящего слоя.

Состав растворов после цементации меди, г-дм-3: 7п - 2.7-13.8; Си - 0.05-0.2; Ееобщ. -8.7-18.7; Ее2+ - 8.7-17.0; № - 0.3-5.7; Л8 - 0.020.04; СаО - 0.7-0.8; 1^0 - 1.1-1.9; Л1203 - 0.30.6; БЮ2 - 0.1-0.2; pH - 1.8-2.8.

В качестве осадителя цинка использовали раствор, содержащий 25-27 % гидросульфида натрия (поставляемый товарный продукт). Продолжительность контакта раствора с реагентом 5 минут. Степень осаждения цинка из раствора составила 98-99 % при расходе гидросульфида натрия 100-110 % от стехиометриче-ски необходимого количества на восстановление Ее3+ ^ Ее2+ и осаждения 7пБ. На отстаивание направляли пульпу при Ж:Т = 25^50 : 1 до получения сгущенного продукта, имеющего Ж:Т = 5 : 1. Фильтровали сгущенный продукт на нутч-фильтре при разряжении 0.7 атм. Использовали ткань ПХВ в три слоя. Остаточная влажность осадка цинкового концентрата 30-50 %. Содержание солей калия и натрия в цинковом концентрате более 0.1 % нежелательно во избежание настылеобразования при дальнейшей переработке цинковых концентратов в пи-рометаллургическом переделе цинковых заводов.

Отмывка осадка 7пБ от ионов натрия на фильтре не дала положительных результатов. В зависимости от испытанных режимов осаждения и промывки осадка на фильтре получено следующее качество концентрата, %: 7п - 4553; Си - 0.4-2.5; Ее - 2-3.5; БЮ2 - 0.03-0.7; Б -30.0-45.0; № - 0.15-0.83.

Сушку цинкового осадка до влажности < 12 % (согласно ГОСТу 48-31-72) проводили без отмывки солей натрия и с отмывкой. Отмывали 7пБ двукратным разведением водой полученного концентрата до Ж:Т = 1 : 5, отстаиванием осадка, декаптацией осветленного слоя из расчета получения требуемых кондиций по остаточному содержанию натрия в сухом продукте < 0.1%.

Для сушки использовали печь кипящего слоя (КС). Материал корпуса печи - жаропрочная сталь. Характеристика печи: диаметр 50 см, высота 2.3 м, диаметр верхней расширяющейся части печи 90 см, падина - плита толщиной 10 мм из жаропрочной стали с отверстиями диаметром 3 мм (живое сечение газораспределительных отверстий 3% от площади падины). На падину засыпали слой толщиной 50 см инертного материала (корундовый материал с частицами диаметром 3-5 мм). Установка КС оборудована: встроенной циклонной топкой для сжигания керосина или солярового масла, двумя циклонами "НИИОГАЗ" для улавливания высушенного продукта в комплекте с бункерами, дымососом, воздуходувкой, форсунками для топлива и пульпы, баком репульпатором с мешалкой и шламовым насосом, трубопроводами для подвода сжатого воздуха и топлива, а также для отвода дымовых газов.

Расход пульпы контролировали уровнемером поплавкового типа, давление в питающей

Технологическая схема выщелачивания метаколлоидной руды Николаевского месторождения

НЮ Н£0<

магистрали - манометром, расход керосина -ротаметром, расход воздуха - дифманометром с вторичным показывающим прибором типа ЭВС, упругость дутья, сопротивление решетки и слоя, разряжение (давление) под сводом печи, перед циклонами и дымососом - И-образными манометрами и тягонапоромерами типа ТНСК. Температуру в топке печи под решеткой, над решеткой и в слое замеряли хро-мель-алюмелевой термопарой с показывающим

самопишущим прибором типа ЭПП-120.Вес каждой партии

пульпы был по 2 т, Т:Ж - 3:1 ^ 5:1.

Установлено, что оптимальными параметрами сушки являются:

- температура в слое - 200300 °С;

- температура газов под решеткой 500-700 °С;

- температура газов в топке 900-1000 °С;

- давление газов под решеткой 1500-2200 мм вод. ст.;

- давление газов на выходе из печи120-200 мм вод. ст.;

- расход воздуха для сжигания топлива - 1200-1500 м3/ч;

- общий расход воздуха -2200 м3/ч;

- расход топлива (керосин, соляровое масло) - 35-50 дм3/ч;

- производительность печи по пульпе - 1-2 м3/ч;

по твердому - 0.3-0.5 т/ч;

- Т : Ж в пульпе 1:3 + 1:4.

Из данных опытов следует,

что содержание натрия в сухом концентрате с предварительной отмывкой составляет 0.06-0.09 %, а влажность 1.6-4.4 %, что полностью удовлетворяет требованиям промышленности на подобную продукцию.

Выводы

Впервые разработан способ осаждения цинка из обезмеженных растворов КВ гидросульфидом натрия, позволяющий получать концентрат соответствующий ОСТу 48-31-72 и другим техническим требованиям: цинка > 45 %, влажность < 12 %, натрия < 0.1 %. Гидросульфидный способ осаждения цинка из растворов рекомендован для внедрения в практику.

— Коротко об авторах ---------------------------------

Халезов Б.Д. - кандидат технических наук,

Неживых В.А. - вед. инженер,

Овчинникова Л.А. - кандидат химических наук,

ГУ институт металлургии УрО РАН, г. Екатеринбург.