Характеристика сырья для производства свинца. Изучение подготовительных операций перед восстановительной плавкой на черновой свинец. Шахтная плавка свинцового агломерата как основной способ получения чернового свинца. Реакционный метод получения свинца.
При низкой оригинальности работы "Расчет рационального состава минералного сырья для металлургических предприятий", Вы можете повысить уникальность этой работы до 80-100%
Свинец - один из немногих металлов, которые нашли практическое применение уже в глубокой древности. Археологические находки покалывают, что свиней использовали для изготовления монет и медальонов еще в 5-7 тысячелетии до н.э. Задолго до начала нашей эры из него изготавливали сосуды, трубы, кровельные листы, орнаментальные литые изделия и др.Помимосвинца, в таких рудах обычно содержатся цинк, медь, кадмий,висмут, золото, серебро, мышьяк, сурьма, таллий, селен, теллур, германий и индий. Важное место в общем балансе производства свинца занимаетвторичное сырье - промышленные лом и отходы: аккумуляторныйбой, оболочки кабелей, свинцовые сплавы и т.д. При обогащении свинецсодержащих руд преследуют две цели:отделить большую часть пустой породы и одновременно разделитьосновные ценные компоненты по самостоятельным концентратам.Максимально при обогащении полиметаллических руд получаютшесть продуктов - свинцовый, цинковый, медный, пиритный ибаритовый концентраты и отвальные хвосты. Для переработки сульфидных свинцовых концентратов применимы в принципе как пирометаллургическая, так и гидрометаллургическая технология.Однако гидрометаллургические способыизвлечения свинца вследствие технологического несовершенстване конкурентоспособны с пирометаллургией и до сего временине нашли применения в промышленности. Классический вариант этого способа получения свинца - горновая плавкапригодна для переработки только очень богатых свинцовыхконцентратов, содержащих 75 - 78 % РЬ.В основе реакционной плавки свинца лежит принцип частичного окислительного обжига концентрата по реакциям:2PBS 3O2 = 2РЬО 2SO2, PBS 2O2 = PBSO4 последующим взаимодействием продуктов обжига с остаткомсульфида свинца:PBS 2PBO=3Pb SO2 и Pb PBSO4=2Pb 2SO2Подготовительные операции перед восстановительной плавкойна черновой свинец включают: а) приготовление компонентов шихты; Шихту для агломерации составляют из сульфидных концентратов, богатых окисленных руд, оборотных материалов свинцового и цинкового производств и флюсов - железной руды (пиритного огарка), известняка или кварца. Готовая шихта агломерации должна иметь следующий примерный химический состав, %: 45 - 50РЬ; 6 - 8S; 1 0 - 20CAO;25 - 35FEO; 20 - 25Si03.Перед обжигом шихту тщательноперемешивают в барабанных смесителях и одновременно увлажняют до оптимальной влажности 8-10 %. Требования к ограничениям в шихте содержания свинца впределах 45-50 % обусловлены в основном двумя факторами.Обогащение шихты свинцом приводит к повышенным его потерямпри обжиге за счет улетучивания, а восстановительная плавкабедного агломерата характеризуется худшими техникоэкономическими показателями. Кроме окисления сульфидов при обжиге возможно взаимодействие оксида свинца с кислотными оксидами пустой породы ифлюсов с образованием легкоплавких соединений, напримерсиликатов (2РЬО • Si02) или ферритов (РЬО • ?е20 3) и их эвтектик.При последующем охлаждении жидкая фаза затвердевает и сваривает всю массу шихты в прочный, пористый, кусковой материал - агломерат.В нем кроме свинца, какправило, присутствуют медь, цинк, мышьяк, сурьма, золото,серебро, олово, висмут, железо и другие элементы. Свинец - основной компонент агломерата - представлен внем силикатами, ферритами и глетом РЬО, которые могут бытьлегко восстановлены при температурах > 1000 ’С в слабовосстановительнойатмосфере.Необходимые для плавки температуры и восстановительнаяатмосфера в печи обеспечиваются протеканием процесса горения кокса по реакциям. Химизм процессов восстановления основных соединений свинца при плавке агломератаможно представить следующими реакциями: (3) Присутствующий в агломерате или образующийся при плавкесульфид свинца PBS(см. реакцию (8) в условиях свинцовойшахтной плавки не восстанавливается и переходит в штейн.Еслиплавке подвергают высокосернистый (недостаточно обожженный)агломерат, то в шихту вводят железный скрап или стружку длявытеснения свинца из его сульфида по реакции осадительной плавки: PBS Fe=Pb FES. Для восстановления оксидов свинца до металла, как уже отмечалось ранее, требуется слабовосстановительнаяатмосфера.В этих условиях легче свинца восстанавливаются лишь оксидныесоединениямеди.Восстановленная медь растворяетсяв свинце.Переработка свинцовых шлаков в настоящее время являетсяобязательной стадией замкнутой технологической схемы свинцового производства и позволяет довести общее извлечениесвинца до 97 - 98 %. Фьюмингованием(шлаковозгонкой) называется процесс восстановительной обработки жидких шлаков продувкой смесьювоздуха с восстановителем (природным газом или угольнойпылью) при и температуре 1200-1300 °С В условиях необходимой для отгонки цинка сильновосстановительной атмосферы, свинец, индий и кадмий быстро возгоняются в начале процесса фьюмингования. Фьюмингованием из шлаков извлекают до 90-94% Zn и по 95-98 %свинца, индия и кадмия. Содержащиеся в шлаке медь и благородные металлы могутбыть извлечены путем обработки жидких шлаков после фьюмингования сульфидами в присутствии восстановителя с целью образования штейна.
