Способ переработки мелкозернистых сульфидных свинцовых и свинцово-цинковых концентратов

(73) Восточный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов ВНИИцветмет и Акционерное Общество УстьКаменогорский свинцово-цинковый комбинат(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ МЕЛКОЗЕРНИСТЬТХ СУЛЪФИДНЫХ СВИНЦОВЬТХ И СВИНЦОВО-ЦИНКОВЬТХ КОНЦЕНТРАТОВ(57) Использование переработка свинцовых и свинцово-цинковых руд и концентратов. Сушность измельченные свинцово-цинковые концентраты смешивают репульпацией в оборотной водной фазе с окисленными свинецсодерЖаЩими продуктами и измельченными флюсами. Полученную пульпу нейтрализуют до рН 5-10 известковыми шламами очистки промышленных стоков от цветных металлов. Далее от пульпы отделяют твердую фазу, которую сушат до влажности менее 1 . Сухую шихту подвергают кислородновзвешенной плавке при расходе кислорода от 87 до 98 по отношению к его расходу на заданную степень десульфуризации с образованием диспергированного оксидного расплава, который восстанавливают в слое твердого углеродсодержашего материала. В результате восстановления получают черновой свинец и цинксодержаший шлак,направляемый на извлечение из него цинка.Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке свинцовых и свинцово-цинковых руд и концентратов, содержащих также медь, благородные и редкие металлы.Известен способ переработки свинцовоцинковых сульфидных концентратов, который предусматривает кислородно-факельную плавку сырья в смеси с флюсами и восстановление свинца и цинка из оксидного расплава при его электротермической обработке (Сычев А.П. и др. Новое в добыче и переработке свинцово-цинкового сырья, //Сб.трудов ВНИИцветмета, Алма-Ата,1975, Не 25, с. 191-196). Однако этот способ требует повышенного расхода кислорода (205-450 нмз на 1 т концентрата) и высоких удельных затрат электроэнергии (930-3700 кВт/ч на 1 т концентрата).Наиболее близок к предлагаемому способ переработки мелкозернистых сульфидных свинцовых и свинцово-цинковых концентратов (а. с. Не 1445222, кл. С 22 В 13/02), включающий измельчение концентратов, приготовление шихты путем смешивания репульпацией в оборотной водной фазе концентрата, оборотных окисленных свинецсодержащих продуктов и измельченных до крупности минус 200 мкм известкового и кварцевого флюсов при соотношении ЖТ (0,7-1,4) 1,0, нейтрализацию пульпы до рН 5-10, отделение твердой фазы от жидкой, сушку полученной шихты до влажности менее 1 , обжиг и плавку шихты во взвешенном состоянии в атмосфере кислорода с получением диспергированного оксидного расплава, восстановление расплава в слое твердого углеродсодержашего материала с получением свинца и цинксодержащего шлака (который направляют на извлечение цинка).Этот способ не обеспечивает достаточно высокой степени окисления сульфидов цинка и перевода его в шлак, т.к. окисление сульфида цинка протекает на завершающей стадии кислороднофакельной плавки при низкой концентрации кислорода в газовой фазе.Известно, что при кислородно-факельной плавке сульфиды свинца, цинка, железа и меди окисляются до их оксидов в определенной последовательности вначале на малых расстояниях от устья горелки окисляются сульфиды железа, затем окисляются преимущественно сульфиды свинца, и, наконец, в нижней половине факела (в агрегате КИВЦЭТ-ЦС горелка установлена вертикально) окисляются сульфиды цинка. Учитывая, что концентрация свободного кислорода в газовой фазе понижается по мере увеличения расстояния от горелки (в газовой фазе увеличивается содержание сернистого ангидрида), можно сде 286лать вывод, что окисление наиболее легкоокисляемых сульфидов железа протекает при наиболее высоких концентрациях кислорода (в среднем ы 50 ), тогда как трудноокисляемые сульфиды цинка окисляются при убывающе низких (в среднем около 5 ) концентрациях свободного кислорода (в нижней точке факела концентрация кислорода в газовой фазе снижается примерно до 1). Таким образом, использование в качестве окислителя сульфидов свинца, цинка и железа технического кислорода приводит к тому, что сульфиды цинка окисляются недостаточно интенсивно и в результате степень прямого извлечения цинка в шлак находится на низком уровне.Более того, низкая степень окисления сульфидов цинка отрицательно сказывается на качестве медного штейна. С другой стороны, подача на кислородно-факельную плавку избытка кислорода по отношению к стехиометрическому в целях повышения скорости окисления сульфидов цинка нежелательна из-за существенного повышения содержания, серного ангидрида в газах плавки, что приводит к коррозии газоходной системы.Цель изобретения - повышение степени извлечения цинка в шлак.Поставленная цель достигается тем, что в известном способе переработки мелкозернистых сульфидных свинцовых и свинцово-цинковых концентратов, включающем измельчение концентратов, приготовление шихты путем смешивания репульпацией в оборотной водной фазе концентрата, оборотных окисленных свинецсодержащих продуктов и измельченных до крупности минус 200 мкм известкового и кварцевого флюсов, нейтрализацию пульпы, отделение твердой фазы от жидкой, сушку полученной шихты, обжиг и плавку шихты во взвешенном состоянии в атмосфере кислорода с получением диспергированного оксидного расплава, восстановление расплава в слое твердого углеродсодержашего материала с получением свинца и цинксодержащего шлака, согласно изобретению, нейтрализацию пульпы ведут известковыми шламами очистки промышленных стоков от цветных металлов.Целесообразно плавку шихты во взвешенном состоянии вести при расходе кислорода от 87 до 98 по отношению к его расходу на заданную степень десульфуризации.Способ осуществляется следующим образом. К измельченному мелкозернистому свинцовоцинковому концентрату с крупностью частиц менее 60-90 мкм добавляют измельченные до крупности менее 200 мкм кварцевый песок и известняк, окисленные свинецсодержащие пыли и оборотные окисленные свинецсодержащие продукты(кеки), полученные после выщелачивания цинка из окисленных цинковых возгонов. Эту смесь репульпируют в оборотной водной фазе при ЖТ(0,7-1,4)1,0. В пульпу при ее непрерывном перемешивании вводят известковые шламы, полученные при очистке промышленных стоков от Цветных металлов, и доводят рН пульпы до 5-10. Поскольку кеки от выщелачивания цинковых возгонов являются основным источником свободной серной кислоты, указанные шламы можно предварительно смешивать с этими кеками и проводить нейтрализацию полученной пульпы до рН 5-10 для полного осаждения цинка и меди, а затем эту нейтральную смесь направлять на репульпацию совместно с концентратами, флюсами и оборотными окисленными продуктами. Затем фильтрацией пульпы отделяют водную фазу (ее направляют на приготовление пульпы) от кека,который подвергают сушке до влажности менее 1. Сухую шихту смешивают с углеродсодержащим восстановителем (коксиком или клинкером) и непрерывно направляют на обжиг и плавку во взвешенном состоянии в техническом кислороде в агрегате КИВЦЭТ-ЦС. Расход кислорода при взвешенной плавке составляет от 87 до 98 по отношению к его расходу на заданную степень десульфуризации шихты. Образовавшиеся при обжиге и плавке газы направляют на очистку от пылей, которые непрерывно возвращают на плавку шихты. Из полученного при обжиге и плавке оксидного расплава восстанавливают металлический свинец, цинк извлекают в цинксодержащий шлак, а медь - в штейн. Из шлака цинк извлекают в виде окисленных возгонов фьюмингованием или электротермией. Штейн подвергают конвертированию для извлечения из него меди. Пример 1. Вели переработку сульфидного свинцово-цинкового концентрата известным способом. Для этого исходный концентрат совместно с оборотными пылями (20 к массе концентрата), свинцовыми кеками от сернокислотного выщелачивания свинцово-цинковых возгонов (15 к массе концентрата), кварцевой рудой крупностью минус 200 мкм (9,4 к массе концентрата) и известняком крупностью минус 200 мкм (11,6 к массе концентрата) подвергали репульпации в оборотной водной фазе при массовом отношении ЖТ 11. Полученную пульпу нейтрализовали содой по рН 7,5, а затем подвергали фильтрации на дисковом вакуум-фильтре. После фильтрации пульпы водную фазу возвращали в процесс репульпации шихты, а шихтовый кек с влажностью 12,6 сушили по остаточной влажности 0,5. Приготовленная таким образом сухая шихта имела следующий химический состав, мас. 41,7свинца, 6,23 цинка, 2,11 меди, 8,37 железа, 14,5 серы, 7,0 диоксида кремния и 4,2 оксида кальция. Далее эту шихту смешивали с дробленым коксиком крупностью 3-10 мм и подавали на плавку в укрупненной устаковке типа КИВЦЭТ-ЦС производительностью 250 кг шихты в час. Плавку шихты осуществляли во взвешенном состоянии в атмосфере технического кислорода 286 (95 02) с последующим восстановлением оксидного расплава путем его фильтрации через коксовый фильтр. Газы от взвешенной плавки шихты очищали в сухом электрическом фильтре, а уловленную в нем пыль непрерывно возвращали в процесс плавки. По мере накопления в печи жидких продуктов чернового свинца, штейна и цинковистого шлака их выпускали и анализировали.Проведено пять опытов по переработке свинцово-цинковой шихты известным способом, в которых контролировали степень окисления сульфида цинка при взвешенной плавке путем отбора проб шихто-кислородного факела на завершающей стации окисления (2,5 м от устья горелки). При этом также определяли влияние расхода кислорода (по отношению к его расходу на заданную степень десульфуризации, которая для заданного состава шихты составляла 86,55 ) на степень извлечения цинка в цинксодержащий шлак. Результаты опытов (опыты Не 1-5) приведены в таблице.Пример 2. Осуществляли переработку сульфидного свинцово-цинкового концентрата предлагаемым способом. С этой цепью сульфидный концентрат совместно с оборотными пылями (20 к массе концентрата), свинцовыми кеками(15 к массе концентрата), кварцевой рудой крупностью минус 200 мкм (8,9 к массе концентрата) и известняком крупностью минус 200 мкм(7,9 к массе концентрата) подвергали репульпации в оборотной водной фазе при массовом отношении ЖТ 11. При этом значение рН среды находилось в пределах 3,0-3,5. Для нейтрализации пульпы до рН 5-10 использовали известковые шламы, полученные в процессе очистки промышленных стоков от цветных металлов, имеющие следующий химический состав, мас. 2,6 свинца, 5,2 цинка, 0,75 меди, 5,6 железа, 0,9 серы, 12,0 диоксида кремния, 30,2 оксида кальция. Эти планы вводили в пульпу в количестве 7 к массе сульфидного концентрата, в результате чего значение рН пульпы изменилось до 8,0. Далее полученную пульпу подвергали фильтрации, а образовавшийся в процессе фильтрации шихтовый кек с исходной влажностью 12,8 - сушке до остаточной влажности 0,5. Полученная сухая шихта характеризовалась следующим химическим составом, мас.41,1 свинца, 6,48 цинка, 2,11 меди, 8,5 железа,14,3 серы, 7,1 диоксида кремния, 4,3 оксида кальция. Плавку шихты на укрупненной установке типа КИВЦЭТ-ЦС и контроль процесса проводили согласно примеру 1.Выполнено пять опытов по переработке свинцово-цинковой шихты предлагаемым способом, в ходе которых в процессе обжига-плавки шихты изменяли расход кислорода от 85 до 100 по отношению к его расходу на заданную степень десульфуризации, составляющую 96,55 для данного состава шихты. Результаты экспериментальной проверки предлагаемого способа и влияния в нем расхода кислорода по отношению к его расходу на заданную степень десульфуризации,на степень окисления сульфида цинка и извлечение цинка в цинксодержащий шлак приведены в таблице (опыты Не 6-10).Как видно из опытных Данных, предлагаемый способ переработки свинцово-цинкового концентрата, в котором для нейтрализации пульпы используют шламы очистки промышленных стоков от цветных металлов, а плавку шихты во взвешенном состоянии осуществляют при расходе кислорода от 87 до 98 по отношению к его расходу на заданную степень десульфуризации,обеспечивает более высокое извлечение цинка в шлак (91,0-91,45) по сравнению с известным способом (в котором это извлечение не превышает 72,05) при условии приемлемой для процесса концентрации серного ангидрида в газах (0,020,05), не вызывающей конденсации серной кислоты в газоходной системе и ее коррозии. При этом повышение извлечения цинка в шлак в предлагаемом способе по сравнению с известным,которое составляет около 19, не связано с ввеДением в шихту дополнительного количества цинка, содержащегося в шламах, так как оно не превышает 4 от количества цинка, содержащегося в шламах, так как оно не превышает 4 отКроме того, предлагаемый способ позволяет снизить выход штейна и улучшить его качество за счет снижения содержания в нем свинца и цинка. Это позволит при последующем обесцинковании шлака, например, фьюмингованием или электротермией, повысить извлечение цинка в возгоны, а при переработке штейна снизить передельные затраты.1. Способ переработки мелкозернистых сульфидных свинцовых и свинцово-цинковых конценгратов, включающий измельчение концентратов, приготовление шихты путем смешивания репульпацией в оборотной водной фазе концентрата, оборотных окисленных свинецсодержащих продуктов и измельченных известкового и кварцевого флюсов, нейгрализацию пульпы, отделение твердой фазы от жидкой, сушку полученной шихты, обжиг и плавку шихты во взвешенном состоянии в атмосфере кислорода с получением диспергированного оксидного расплава, восстановление расплава в слое твердого углеродсодержащего материала с получением свинца и цинксодержащего шлака, отличающийся тем,что, с целью повышения степени извлечения цинка в шлак, нейгрализацию пульпы ведут известковыми шламами очистки промышленных стоков от цветных металлов.2 . Способ по п. 1, отличающийся тем, что плавку шихты во взвешенном состоянии ведут при расходе кислорода 87-98 по отношению к его расходу на заданную степень десульфуризации.Результаты укрупненных испытаний ПСрСрЗбОТКИ СВИНЦОВО-ЦИНКОВОГО СУЛЬФИДНОГО КОНЦСНТрЗТЗ ИЗВССТНЬПИ И Предлагаемьпи СПОСОбЗМИ при рЗЗЛИЧНЬГХ рЗСХОДЗХ КИСЛОрОДЗ ПО ОТНОШСНИТО К СГО рЗСХОДУ на заданную степень десуль фуризации шихтыНомер опыта (в числителе) и расход кислорода по отношению к его расходу на заданную степень десульфуризации, (в знаменателе)