Практика переработки свинцовых пылей
Содержание кадмия в первичных пылях свинцовоплавильных заводов невелико; 0,3—1%. В связи с этим на заводах обычно пыли обогащают кадмием, возвращая их в процессы спекания и шахтной плавки. При многократном обороте пыли содержание кадмия в ней постепенно возрастает. Однако повышение концентрации кадмия прогрессивно падает при каждом последующем обороте в результате увеличения потерь при транспортировке и с продуктами плавки. Поэтому во избежание чрезмерных потерь кадмия при повышении концентрации его в возгонах на отечественных заводах этой операции не производят и первичные пыли направляют на извлечение кадмия. На некоторых зарубежных заводах существует вторичная стадия обогащения, во время которой пыли плавят в шахтной или отражательной печи (рис. 129). В первом случае обогащенную пыль в смеси с небольшим количеством концентрата, оборотами и флюсами агломерируют и полученный агломерат подвергают шахтной плавке. При этой плавке получают возгоны, содержащие 15—20% Cd. Их улавливают отдельно и направляют на сульфатизацию. Во втором случае пыль шахтной плавки смешивают с расчетным количеством кварцевого флюса и плавят в отражательной печи. Возгоны содержат до 30% Cd, причем преимущественно в растворимой форме. Поэтому их, минуя сульфатизацию, направляют на выщелачивание. Окислительный обжиг пылей шахтной плавки проводят при температуре 600—700 °С в многоподовых печах. При последующем выщелачивании пыли и выделении кадмия из раствора извлечение кадмия составляет 80—85 %. Еще более низкое извлечение получают в том случае, если свинцовые пыли направляют на вельцевание вместе с цинковыми кеками (завод «Электроцинк»). Извлечение кадмия при этом не превышает 70—75%. Сульфатизация возгонов концентрированной серной кислотой при нагреве дает наиболее высокое извлечение кадмия. Этот метод широко применяют для переработки свинцовых пылей. Аппаратурно он на разных заводах оформлен по-разному. На заводе в Денвере (штат Колорадо, США) пыль смешивают с концентрированной серной кислотой в железном ящике и нагревают сначала до 230 °С в течение 4 суток, затем после измельчения спека — до 325 °С в течение 2 суток. При этом процесс сульфатизации заканчивается, мышьяк отгоняется полностью. Сульфатную массу направляют на выщелачивание. На заводе Мидвел (штат Юта, США) пыль смешивают с концентрированной серной кислотой, загружают в печь и спекают без перемешивания при температуре красного каления в течение 24 ч. Спеченную массу охлаждают, измельчают в шаровой мельнице и подают на выщелачивание. На кадмиевой установке завода Бэлен (Бельгия) сульфатизацию пыли проводят в трубчатых вращающихся печах. До последнего времени, несмотря на то что процесс сульфатизации свинцовой пыли применялся давно, аппаратурное оформление его было неудовлетворительным. Высокая агрессивность газовой фазы, обусловленная присутствием в ней таких соединений, как H2S, SO2, As2O3, А3Сl3 и др., требует надежной герметизации печей и сложной системы газопылеулавливания. Применяемые печи не отвечали этим требованиям, условия труда на них были тяжелыми, что препятствовало внедрению этого процесса на отечественных заводах. В последние годы была разработана новая конструкция печи для сульфатизации свинцовой пыли в кипящем слое. Способ сульфатизации пыли в кипящем слое внедрен на Усть-Каменогорском свинцово-цинковом комбинате и на Чимкентском свинцовом заводе. По этому способу пыль перемешивают с 93%-ной серной кислотой покатывают на грануляционной чаше. Полученные гранулы загружают в печь кипящего слоя, где нагревают до температуры 400—450 °С. При этом достигается высокая степень сульфатизации цинка, свинца, кадмия и отгонка мышьяка, хлора, фтора. Преимущества процесса сульфатизации пыли в кипящем слое — непрерывность операций гранулирования пыли с кислотой и нагрева гранул, возможность полной механизации и автоматизации процесса, высокая производительность аппаратуры, высокое извлечение цинка, кадмия и редких металлов при последующей гидрометаллургической переработке сульфатного продукта. Характеристика работы некоторых установок по переработке свинцовых пылей приведена в табл. 90. |