Соединения золота и серебра

Соединения золота в цинковых концентратах изучены недостаточно. Предполагают, что золото находится в тонковкрапленном металлическом состоянии и существенных изменений в процессе об­жига не претерпевает. Серебро встречается в концентратах в виде минерала аргентита (Ag₂S). При окислительном обжиге получают­ся металлическое серебро и сернистый ангидрид по реакции

Промежуточное соединение - окись серебра (Ag₂O) - в продуктах обжига не обнаруживается, так как оно легко диссоциирует даже при низких температурах (25°С) на металл и кислород. В контакте с другими сульфидами и серным ангидридом окисление Ag₂S сопровождается образованием довольно устойчивого сульфата Ag₂SO₄. Поэтому в продуктах обжига серебро может находиться металлической и сульфатной формах.

Поведение фтора и хлора

В цинковых концентратах нередко присутствует фтор в виде плавикового шпата (CaF₂). Содержание его, согласно отраслевому стандарту, не должно превышать 0,02%. Концентраты, содержащие 02% фтора, поставляются по соглашению сторон. Хлор попадает в обжиговые печи в виде хлористого цинка, если в шихту задается дросс, образующийся при переплавке катодного цинка в электропе­чах, с добавкой хлористого аммония. Соединения фтора и хлора яв­ляются вредными компонентами шихты. Фтор и хлор, оставшиеся в продуктах обжига, затрудняют электролиз цинка.

В процессе обжига плавиковый шпат и хлористый цинк разла­гаются с образованием окисей кальция и цинка, а фтор и хлор уда­ляются с газами и частично улавливаются с пылями электро­фильтров.

Соединения кальция и магния

Обычными соединениями кальция и магния, присутствующими в цинковых концентратах, являются карбонаты (СаСОз и MgCO₃). СаСОз довольно устойчив при низких температурах обжига и начи­нает диссоциировать по реакции СаСО₃-^СаО+СО₂ только при 910° С. Кроме того, карбонат кальция может разлагаться при об­жиге газами SO₂ и SO₃ с образованием сульфата кальция (CaSO₄) — еще более устойчивого соединения.

Углекислый магний при нагревании в нейтральной атмосфере диссоциирует на MgO и СО₂ уже при 570° С. В атмосфере обжиго­вых газов, содержащих SO₃, MgCO3 превращается в сульфат маг­ния MgSCu, который начинает разлагаться при температуре 890° С и быстро распадается на окись магния и серный ангидрид.

Практика обжига

В мировой практике цинковые концентраты обжига­ли вначале в многоподовых печах с механическим перегребанием, получивших широкое распространение на дистилляционных заводах. В тридцатых годах с разви­тием гидрометаллургического способа на ряде цинко­вых заводов стали переходить к более прогрессивному методу - обжигу во взвешенном состоянии и в послед­ние 15 - 20 лет бурное и практически повсеместное раз­витие получил обжиг в кипящем слое.

В Советском Союзе эволюция техники и технологии обжига цинковых концентратов также претерпела несколько стадий. До 1955 г. единственным способом был обжиг в многоподовых механических печах. В 1946 г. в Гинцветмете под руководством Г. Я. Лсйзеровича был разработан процесс обжига в кипящем слое. В 1951 г. этот процесс начали испытывать на полупромышленных установках завода «Электроцинк» (г. Орджоникидзе), а в 1955 г. он был внедрен на этом предприятии в произ­водственном масштабе.

К I960 г. обжиг цинковых концентратов в кипящем слое получил промышленное применение на всех гидро­металлургических цинковых заводах, На действующих . заводах для осуществления этого способа реконструировали имеющиеся многоподовые печи, на новых пред­приятиях строили более мощные обжиговые печи совре­менной конструкции. В среднем по стране переход на обжиг в кипящем слое позволил повысить производи­тельность обжиговых цехов в два-три раза.

С 1963 г. начался следующий этап интенсификации обжига путем применения дутья, обогащенного кисло­родом. Впервые для этой цели кислород был использо­ван в цинковом производстве Усть-Каменогорского свинцово-цинкового комбината [5]. Внедрение кислорода позволило повысить удельную производительность пе­чей на 40 - 70%. В настоящее время дутье, обогащенное кислородом, применяют почти на всех цинковых гидро­металлургических заводах страны.