Вещественный состав свинецсодержащих руд и концентратов
Лекция 1. Общие сведения о производстве тяжёлых цветных металлов
Состояние сырьевых ресурсов тяжёлых цветных металлов и уровень их использования
Современная технология производства тяжёлых цветных металлов развивается на базе месторождений сульфидных и реже окисленных руд. В природных условиях тяжёлые цветные металлы и их спутники образуют десятки и сотни минералов, из которых промышленное значение имеют немногие. Основные промышленные минералы меди, никеля, свинца и цинка приведены в табл. 1.
Таблица 1.1. Минералы тяжёлых цветных металлов
Сульфидные минералы | Окисленные минералы | ||
Название | Формула | Название | Формула |
Халькопирит | CuFeS2 | Малахит | CuCO3 Cu(OH)2 |
Халькозин | Cu2S | Азурит | 2CuCO3 Cu(OH)2 |
Борнит | Cu5FeS4 | Куприт | Cu2O |
Ковеллин | CuS | Хризоколла | CuSiO3 .2H2 O |
Кубанит | CuFe2S3 | Брошантит | Cu4(OH) 6 [SO4] |
Пентландит | (Fe,Ni)9S8 | Гарниерит | (Mg,Ni)4[Si4O10](OH)4 |
Миллерит | NiS 2 | Ревдинскит | (Ni,Mg)6 [Si4O10](OH)8 |
Галенит | PbS | Англезит | PbSO4 |
Сфалерит | ZnS | Церрусит | PbCO3 |
Повышение уровня развития технологии добычи, обогащения и металлургической переработки определяет степень извлечения и комплексность использования ценных компонентов сырья, позволяет снижать кондиции на содержание основного металла в руде. В свою очередь появляется возможность вовлекать в эксплуатацию руды, ранее считавшиеся забалансовыми. Например, в США промышленными считались медные руды, содержащие меди, % : 1965 г.- 0,7; 1970 г.- 0,59. В настоящее время промышленные руды содержат примерно 0,2% меди в медных рудах, 0,4% свинца в свинцовых рудах, 0,3% никеля в сульфидных и 0,7% в окисленных рудах.
|
|
По применяемым на современных заводах технологиям переработки сырья исходные сульфидные руды обогащают с получением сульфидных концентратов. Распространенными способами обогащения сульфидных руд является флотация тонкоизмельченного сырья по коллективной и селективной схеме. Состав концентратов, получаемых на обогатительных фабриках, по данным Н.В. Гудимы приведен в табл. 2.
Сопутствующими компонентами концентратов являются:
1) медных - золото, серебро, молибден, рений, селен, теллур, свинец, цинк, висмут;
2) никелевых - кобальт, платиноиды, благородные металлы;
3) свинцовых - висмут, золото, серебро, олово, сурьма, медь, цинк, редкие металлы;
4) цинковых - медь, свинец, кадмий, редкие металлы.
Основными минералами концентратов являются сульфиды: халькопирит, пирит, пирротин, халькозин, галенит, сфалерит, борнит, ковеллин, пентландит, а также сульфиды сопутствующих металлов.
|
|
Физико-химические свойства этих сульфидов и химические реакции с их участием оказывают решающее влияние на технико-экономические показатели пирометаллургической переработки сырья. На современном этапе технический уровень развития металлургического производства характеризуется как числом извлекаемых из сырья ценных компонентов, так и степенью извлечения в товарную продукцию каждого из них.
Отношение суммарной стоимости ценных компонентов, переведенных в товарную продукцию (Сiп), к суммарной стоимости ценных компонентов в исходном сырье (Сiс), выраженное в процентах, представляет собой коэффициент комплексности использования сырья
К= (Сiп / Сiс) *100 . (1)
Таблица 1.2. Состав сульфидных концентратов цветных металлов, %
Типы | Компоненты | ||||||
концентратов | Cu | Ni | Pb | Zn | Fe | S | Пр. |
1.Медные | |||||||
Халькопирит-пиритный | 16-22 | - | - | 4-10 | 32-34 | 35-40 | 4-10 |
Халькопирит-ный | 26-30 | 1-2 | - | - | 30-34 | 32-34 | 2-6 |
Халькозин- борнитовый | 36-40 | - | 1,5-2 | 1,5-2 | 5-8 | 10-14 | 35-42 |
2.Никелевые | |||||||
Сернистый | 1-5 | 6-10 | - | - | 36-42 | 26-30 | 15-20 |
Малосернист. | 2-3 | 4-6 | - | - | 24-28 | 14-16 | 46-54 |
Пирротино-вый | 0,3-2 | 0,7-2 | - | - | 50-56 | 28-30 | 10-14 |
Автоклавный | 8-10 | 8-10 | - | - | 34-36 | 32-36 | 8-10 |
3.Свинцовый | 1-3 | - | 50-54 | 6-10 | 6-10 | 16-20 | 10-15 |
4.Цинковый | 1-2 | - | 1-3 | 46-56 | 6-12 | 30-34 | 3-6 |
|
|
На заводах медно-никелевой и свинцово-цинковой отраслей степень извлечения основных металлов на стадиях металлургического передела составляет 96,5-98,5% и попутно извлекаются: Cd, Bi, Mo, Ga, In, Se, Te, Co, Re, Au, Ag, Pt и платиноиды, сера в виде кислоты и элементарная. При учете указанных компонентов коэффициент комплексности использования сырья в металлургическом производстве составляет 70-80%. К ведущим по производству меди среди развитых и развивающихся стран можно отнести США, Замбию, Чили, Заир, Перу, Казахстан, Россию. Ведущими по производству никеля на современном этапе являются Канада, Россия, Новая Каледония, Япония, Австралия и Куба. Большими запасами свинца в рудах обладают США, Канада, Австралия и Казахстан. Крупнейшими производителями свинца являются США, ФРГ, Великобритания, Канада, Австралия, Франция, Казахстан, Россия. Значительные запасы цинка находятся в месторождениях США, Канады, Австралии, Казахстана, Мексики, Перу, ФРГ. Обычно среднее содержание цинка в руде составляет 3-5%. Промышленно эксплуатируются месторождения сульфидных свинцово-цинковых, медно-цинковых и полиметаллических руд. Ведущими странами в производстве цинка являются Япония, Канада, США, ФРГ, Австралия, Казахстан, Россия. В выпуске цветных металлов возрастает роль вторичного сырья, что обусловлено высоким экономическим эффектом за счет снижения затрат на проведение горных работ, энергию и охрану окружающей среды. В табл. 3 приведены данные о динамике мирового производства некоторых металлов.
|
|
Таблица 1.3. Мировое производство в виде металла, млн.т/год
Металл | 1858-1907 | 1908-57 | 1958-70 | 1971-80 | 1980-93 |
Cu | 0,26 | 1,42 | 5,75 | 8,68 | 10,15 |
Zn | 0,3 | 1,41 | 3,94 | 5,81 | 6,50 |
Pb | 0,06 | 1,49 | 3,15 | 4,83 | 5,31 |
Ni | 0,004 | 0,05 | 0,39 | 0,67 | 0,78 |
Sn | 0,06 | 0,15 | 0,19 | 0,23 | 0,22 |
Al | 0,002 | 0,77 | 6,4 | 13,66 | 17,65 |
Mg | 0,0 | 0,03 | 0,15 | 0,27 | 0,32 |
Сталь | 11 | 120 | 475 | 690 | 790,2 |
Практически весь свинец получают из сульфидных руд, содержащих от 0,5 до 10 % Рb. Наиболее крупной областью применения свинца является производство аккумуляторов (30 —45 % производимого свинца). Потребность в свинцовых аккумуляторах непрерывно возрастает в связи с расширением автомобиле- и тракторостроения.Значительное количество свинца (4—23 %) потребляет кабельное производство, где свинец используют для защиты медных проводников от коррозии.
В виде сплавов с другими металлами потребляется от 6 до 16 % Рb. Широкое распространение получили сплавы свинца с оловом и кальцием, содержащие в различных пропорциях сурьму, медь, мышьяк, кадмий. Бронзы, баббиты, латуни, припои, в состав которых входит свинец, применяют в машиностроении и электротехнике. Свинец входит в состав типографского сплава.Важная область применения свинца — производство тетраэтилсвинца (6—22 %). Этилирование бензина повышает эффективность его использования в двигателях внутреннего сгорания.Много свинца используют для производства труб и листов, применяемых в химической промышленности и ядерной технике (10—15 %). На химических заводах и предприятиях цветной металлургии распространено освинцевание внутренней поверхности камер и башен для производства серной кислоты, труб, травильных и электролитных ванн. Широко используют соединения свинца для производства красителей и химикалий (~10 %).
Вещественный состав свинецсодержащих руд и концентратов
Основным сырьем для производства свинца являются полиметаллические руды, содержащие, кроме свинца, Zn, Сu, Fе, Сd, Bi, Sn, Аg, Аu, Аs, Sb, Тl, Gе и другие химические элементы. Если основные металлы (Рb, Zn, Сu, Fе) в руде представлены сульфидными минералами, то такие руды называют сульфидными. Основные минералы сульфидных руд: галенит (свинцовый блеск) РbS, сфалерит (цинковая обманка) ZnS, халькопирит СuFеS2, пирит FeS2, пирротин FеnSn+1, арсенопирит FеАsS2, аргентит Аg2S. В сульфидных рудах не менее 85—90 % свинца находится в виде галенита. Руды, в которых свинец и другие металлы находятся в виде карбонатов или сульфатов, называют окисленными. В окисленных рудах свинец содержится в основном в виде церуссита РbСО3 и англезита РbSO4. В форме карбонатов в них находятся также Zn, Сu, Fе и Cd. Серебро в таких рудах большей частью представлено хлоридом АgСl. В смешанных рудах наряду с минералами вторичного происхождения присутствуют сульфидные минералы. Доля сульфидного свинца в смешанных рудах может изменяться от 15 до 60 %.В настоящее время промышленное значение имеют в основном сульфидные полиметаллические руды.Содержание свинца в рудах недостаточно высоко для их прямой переработки на металлургическом заводе, поэтому более 95 % добываемых руд подвергают обогащению. При обогащении полиметаллического сырья стремятся вывести свинец, цинк, медь и другие компоненты руды в самостоятельные концентраты, соответствующие требованиям технологии их последующей металлургической переработки. Общее извлечение свинца из руды на обогатительной фабрике составляет 83—94 % в зависимости от содержания и формы нахождения в ней свинца. Извлечение свинца в одноименный (свинцовый) концентрат несколько ниже (75—88 %) в связи с тем, что часть свинца переходит при обогащении в разноименные концентраты (цинковый, медный, пиритный, баритовый и т. п.). Составы свинцовых концентратов приведены в табл.4
Таблица 1.4. Состав свинцовых концентратов, %
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 719; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!