С.А. Абдулина, В.К. Манашева, М. Жиенбекова, М. Бектурганова

Восточно-Казахстанский государственный технический университет,

г. Усть-Каменогорск, Республика Казахстан

 

ПЕРЕРАБОТКА СВИНЦОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ РАЗЛИЧНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПО ЗАМКНУТОЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕМЕ С ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ВЫДЕЛЕНИЕМ СВИНЦА

 

На металлургических предприятиях свинцовой промышленности перерабатывается сложное и разнообразное по вещественному и минералогическому составу сырье.

При проведении полупромышленных испытаний было проведено 14 операций и перерабо­тано 700кг свинцового концентрата. Средний состав концентрата, использо­ванного в ходе испытаний, %: свинец - 74,5; цинк - 3,28; медь - 1,52; железо - 2,40; сурьма - 0,15; мышьяк - 0,08; висмут - 0,016; сера - 15,80; окись кальция - 0,18; двуокись кремния - 0,52; золото - 0,00011; серебро - 0,085. Первые четыре операции были проведены с целью накопления свинца в растворе, после чего концентрация свинца составляла 220г/л. Последующие же де­сять операций проводились с выводом нитрата свинца из оборотного раствора высаливанием его азотной кислотой и одновременным охлаждением рас­твора.

Была опробована переработка концентратов, состав которых приведен в таблице 1.

Таблица 1 - Состав концентратов

№

Концентраты

Содержание, %

свинца

цинка

меди

железа

серы

1

2

3

4

5

6

7

Зыряновский

Белоусовский

Березовский

Салаирский

Золотушинский

Жайремский

Майкаинский

75,40

53,30

38,90

32,23

49,30

46,56

26,25

3,23

6,13

12,43

15,38

7,81

0,84

4,00

1,82

9,68

1,79

8,08

3,60

0,06

8,14

2,34

3,41

9,63

8,03

8,79

3,44

13,60

15,60

19,50

24,87

24,50

21,10

2,71

25,80

Исходный концентрат выщелачивали азотной кислотой в герметически закрытом аппарате в атмосфере кислорода (0,1атм). Условия выщелачивания: Ж:Т=(10÷5):1; продолжительность 2,5часа, температура начала реакции 50-650С.

После вскрытия пульпу фильтровали, карбонизовали, после чего повторно проводили довыщелачивание свинца из карбонатного кека азотнокислым раствором от фильтрации после первого выщелачивания, кислотность которого была равна 8-12г/л азотной кислоты. После выщелачивания карбонатного кека рН раствора равнялась 1-3. В результате выщелачивания концентратов получены растворы следующего состава.

Таблица 2 - Состав растворов, полученных от выщелачивания концентратов.

№

 

Концентраты

Содержание, %

свинца

цинка

меди

железа

1

2

3

4

5

6

7

Зыряновский

Белоусовский

Березовский

Салаирский

Золотушинский

Жайремский

Майкаинский

140-150

140-150

120-160

110-160

140-150

130-145

140-142

0,6-2,0

2,2-5,0

1,5-7,0

10,0-20,0

2,0-6,0

0,1-0,5

0,5-0,1

0,4-1,25

4,0-10,0

1,0-5,0

4,0-3,0

1,0-2,5

0,1

1,0-2,0

0,6-1,50

2,0-2,50

4,0-10,0

4,5-10,0

3,0-7,0

0,2-0,5

3,0-5,0

 

Далее свинецсодержащий раствор очищали от меди и железа. Полученные результаты приведены в таблице 3.

Для разработки операции очистки использовались искусственные растворы с содержанием свинца 80-150г/л и 5-15г/л азотной кислоты. Очистка от меди проводилась в агитаторах в течении 2-х часов при температуре 20-250С свинцовой губкой, полученной при электролизе азотнокислых растворов. Она давалась в количестве 100-200% от теоретически необходимого количества в расчете на содержание меди в растворе.

Очищенный раствор подавали на электролиз. Его проводили в ячейках объемом  300-350мл с плоскопараллельными электродами из титана, расстояние между ними 2,5см. Площадь  электродов 100-115см. Плотность  тока 200А/м2. Электролиз вели до кислотности 45-65г/л в зависимости от выщелачиваемого концентрата.

Таблица 3 - Содержание  цинка, меди и железа в растворах от выщелачивания концентратов до и после очистки их свинцовой губкой.

Концентраты

№ обо-

рота

Содержание в растворе, г/л

До очистки

После очистки

цинк

медь

железо

цинк

медь

железо

Зыряновский

 

 

 

 

Белоусовский

 

 

Березовский

 

Салаирский

 

Золотушинс-кий

Жайремский

 

Майкаинский

0

1

2

3

4

0

1

2

0

1

0

1

0

1

0

1

0

 

0,61

1,13

1,36

1,60

1,93

2,00

3,96

5,16

1,54

7,16

9,00

24,16

2,23

5,86

0,11

0,33

0,50

0,47

0,66

1,16

1,10

0,46

4,20

7,00

6,16

1,10

4,33

4,30

6,5

0,93

1,96

Следы

Следы

1,13

0,6

1,33

1,23

1,63

1,50

1,90

2,13

2,10

4,13

8,26

4,56

9,76

3,00

6,93

0,23

0,10

3,73

0,6

0,66

1,20

1,55

1,80

1,80

3,50

5,00

1,30

6,80

7,9

18,0

2,20

5,55

Очистка

не пров.

0,5

0,01

0,65

0,05

0,04

0,01

0,09

0,02

0,12

0,04

0,15

0,12

0,15

0,07

0,09

Очистка

не пров.

0,01

0,02

0,15

0,40

0,70

0,05

0,30

0,05

0,18

0,50

0,90

0,90

1012

0,90

1,12

Очистка

не пров.

0,09

 

Полученный  электролит направляли на выщелачивание новой порции концентрата. Оптимальный режим электролиза следующий: плотность тока 200А/м2, температура 20-25°С, содержание примесей железа и меди в электролите не более 1,0 и 0,1г/л, соответственно. Ведение электролиза в этом режиме позволило получить отработанный электролит с концентрацией азотной кислоты 45-65г/л и, таким образом, замкнуть технологическую схему. В замкнутом цикле проверена технология переработки концентратов 7 месторождений. Допустимые пределы содержания примесей меди до 0,1 г/л и железа 1,0 г/л. Показана возможность регенерации азотной кислоты в  результате электролитического выделения свинца и повторного использования отработанного электролита. Подобран режим электролиза, позволяющий вести процесс практически без газовыделения и при низком расходе электроэнергии на 1т свинца.