Свинец. Реакционная плавка.

В последние 20-25 лет в развитии отечественной и зарубежной металлургии первичного свинца особое внимание уделяется прямым методам выплавки свинца из сульфидных концентратов без агломерации, обладающих неоспоримыми преимуществами перед традиционной схемой.
К способам прямого получения свинца из сульфидных концентратов, нашедшим промышленное применение или промышленно апробированных, можно отнести реакционные плавки в отражательных печах, горнах и короткобарабанных печах, процессы фирмы “Болиден” – плавка в электропечи (усовершенствованной) и технология “Кальдо”, КИВЦЭТ-ЦС, процессы “Isasmelt”, “Q-S-L”, ПВ (процесс Ванюкова).
Отражательная плавка применима для получения свинца только из очень богатых руд и концентратов. Процесс характеризуется большим расходом топлива (до 50 % от веса материала) и требует для своего обслуживания много ручного труда.
В отражательных печах свинец получали из свинцовых руд и концентратов, содержащих не менее 65-70 % свинца. Процесс состоял из двух стадий: частичного обжига руды или концентрата и последующей реакционной плавки.
Для обжига свинцовую руду крупностью 5-6 мм загружали на под печи тонким слоем. В печи поднимали температуру до 500-600 °С (за счёт сжигания топлива) и обжигали руду, периодически перегребая, 2-3 ч. При обжиге окислялась только часть галенита до глета и сульфата свинца, значительная часть сульфида свинца оставалась без изменений. Затем начинали реакционную плавку:


РbS + 2РbО = 3Рb + SО2,


РbS + РbSО4 = 2Рb + 2SО2


Вторая стадия проводилась при температуре 850 °С 2-4 ч. Для более полного извлечения свинца процесс частичного обжига и последующей реакционной плавки повторялся несколько раз.
При горновой плавке смесь богатой малокремнистой свинцовой сульфидной руды или концентрата (не менее 65-70 % Pb) с твердым топливом обрабатывают струей сжатого воздуха.

Топливом служит древесный уголь, антрацит и реже – кокс. Процесс сходен с отражательной плавкой и отличается от последней тем, что обжиг и реакционная плавка проводятся одновременно и, кроме того, часть оксида свинца восстанавливается за счёт углерода топлива. Процесс ведут при температуре 800-850 °С, по существу вытапливая металлический свинец, чтобы шихта не расплавлялась и сохраняла тестообразное состояние. Продуктами плавки являются черновой свинец, пыль, серые шлаки и отходящие газы, содержащие 4-5 % SO2.
Горновая плавка является также старинным способом, но все же применяется и сейчас. Примерно 0,5 % от мирового объёма производства свинца из природного сырья приходится на данный способ.

В России горновая плавка осуществляется в малом масштабе на свинцовом заводе ОАО “ГМК Дальполиметалл”.
Несмотря на ряд преимуществ (малый расход топлива и рабочей силы), она пригодна для весьма ограниченной категории чистых и богатых руд и концентратов.
Плавка в короткобарабанных печах применяется на зарубежных заводах (ФРГ, Польша). Плавка осуществляется периодически, каждая операция длится около 4 ч. Загрузив несколько тонн шихты (полуобожженный агломерат, оборотная пыль, 3-4 % кокса), короткобарабанную печь вращают со скоростью 0,5-1,0 об/мин и энергично подогревают сжигаемой угольной пылью до температуры интенсивного протекания реакции (1100 °С). Благодаря вращению печи осуществляется хороший контакт между сульфидами и оксидами свинца. Топочные газы охлаждаются в котле-утилизаторе и фильтруются в рукавных фильтрах. Продолжительность плавки 1,5-2 часа. После завершения основных реакций плавки вращение печи прекращают и в течение 0,5-1 часа дают отстояться жидким продуктам плавки. Продукты реакции (свинец, штейн, шлак) хорошо разделяются и выпускаются из печи раздельно.

Процессы фирмы “Болиден”.

На заводе “Реншер” в Швеции с 1963 г. применяют плавку свинцового сульфидного концентрата в электропечи во взвешенном состоянии. Концентрат, посушенный до 2 % влаги, распыляют подогретым воздухом под сводом печи. Значительное количество концентрата (до 36 %) при плавке уносится отходящими газами в виде пыли, которую улавливают и возвращают в печь. Устройство дутьевого сопла обеспечивает горизонтальную подачу воздуха, который придает вихревое движение частицам шихты в пространстве между электродами. При этих условиях обеспечивается достаточная продолжительность обжига, сопровождаемого удалением большей части серы и окислением соединений железа и цинка. Жидкие и твёрдые продукты обжига опускаются в шлаковую ванну, где завершаются все реакции плавки и разделяются свинец и шлак. свинецМеталлический свинец, содержащий до 3 % серы, направляют на доводку в конвертер. Шлак с высокой концентрацией оксида цинка подвергается фьюмингованию в отдельном агрегате.
В Финляндии разработан процесс взвешенной плавки свинцовых концентратов. Сырые концентраты смешивают с флюсами и пылями электропечи для обеднения шлака и сушат в трубчатой печи до содержания влаги менее 0,3 %. Шихту после сушки подают на плавку, которая протекает за счёт экзотермической реакции окисления. Степень окисления регулируется отношением кислород/концентрат, температура - степенью обогащения дутья кислородом. При переработке концентратов, содержащих 40-75 % свинца, в печи взвешенной плавки извлечение свинца в черновой свинец составляет от 60 до 95 %. Остальной свинец извлекается в электропечи обеднения шлака.

Общее извлечение свинца 97-99 %.

Поделиться новостью

Рекомендуем посмотреть

Комментарии 0


    Вы должны Авторизоваться, что бы оставлять комментарии!

    Если аккаунт еще не создан необходимо пройти не сложную процедуру регистрации.