Соединения свинца и кадмия

В цинковых концентратах соединения свинца и кадмия пред­ставлены сульфидами свинца PbS (галенит) и кадмия CdS (гринокит). Зерна сульфидов свинца и кадмия размером 0,063 мм вос­пламеняются при высоких температурах (755 и 735°С соответствен­но) и окисляются довольно трудно. Наибольший практический интерес представляет высокая летучесть сульфидов и окислов этих металлов. Сульфиды обладают большей летучестью, чем окислы.

Присутствие свинца в цинковых концентратах нежелательно, так как в процессе обжига окислы и сульфат свинца образуют с кремнеземом легкоплавкие силикаты, вызывающие оплавление ма­териала в печи, переход кремнезема в раствор и ухудшение отстаивания и фильтрации пульпы при выщелачивании огарка. Поэтому обогатители стремятся как можно полнее осуществить селекцию минералов свинца и цинка при флотации с целью снижения содержания свинца цинковых концентратах.

При обжиге стараются как можно больше отогнать в газовую фазу соединений свинца и кадмия, чтобы сконцентрировать эти металлы в небольшом количестве возгонов (пылей), уловленных в электрофильтре. При обжиге в многоподовых печах это удавалось довольно легко, так как температура процесса была ниже, а атмосфера внутри слоя шихты менее окислительная, чем в печах кипящего слоя, что создавало благоприятные условия для сублимации сульфидов свинца и кадмия.

После перехода на высокотемпературный интенсивный обжиг в печах кипящего слоя сублимация этих сульфидов происходит в меньшей степени, а их окислы возгоняются намного трудней. По­этому степень возгонки свинца и кадмия в пыли резко снизилась.

Соединения меди

В цинковых концентратах медь присутствует в виде минералов халькопирита (CuFеS₂), халькозина (Си₂5) и ковеллина (Cu₂S). Все сульфиды меди воспламеняются при относительно низких темпера­турах (380 - 435° С). В окислительной атмосфере обжиг соединений меди приводит главным образом к образованию сульфатов меди и железа, легко растворимых в воде:

Сульфат меди разлагается при 653°С с образованием основно­го сульфата 2CuO ∙ SO₃, который в свою очередь диссоциирует при 702° С на СиО и SO₃. Дальнейшее повышение температуры до 700 - 750°С вызывает взаимодействие окиси меди с кремнеземом и окисью железа с образованием силикатов и ферритов меди, нерастворимых в разбавленной серной кислоте. Опыт показывает, что 60 - 70% ме­ди остается в обожженном концентрате в нерастворимом виде.

Соединения железа

Чаще всего железо находится в цинковых концентратах в виде пирита (FeS₂), пирротина (Fe_nS_n+1) и, кроме того, в виде марматита (mZnS·nFeS) и халькопирита (CuFeS₂). В процессе обжига при недостатке воздуха пирротин, халькопирит, и особенно пирит диссоциируют с образованием сернистого железа и элементарной серы. Благодаря декриптации и низкой температуре воспламенения (360° С при крупности зерна 0,063 мм) обжиг пирита в окислительной атмосфере протекает очень быстро.

В результате окисления сульфидов железа при температуре об­жига выше 600° С в огарке остается только окись железа, так как сульфаты железа при этой температуре разлагаются практически нацело. Их можно получить только при температуре ниже 500° С. При температуре свыше 650° С окись железа, как уже указывалось выше, связывает в ферриты окислы цинка, свинца и кадмия.

Способностью сульфатов железа разлагаться при низких тем­пературах пользуются при сульфатизирующем обжиге полиметаллических концентратов с целью получения растворимых в воде соединений цинка, меди, кадмия и нерастворимых окислов железа.