Гравитационная технология переработки шлаков свинцового производства Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

© А.М. Паньшнн, С.И. Евдокимов, А.А. Солодснко, 2008

УДК 622.277.3

А.М. Паньшин, С.И. Евдокимов, А.А. Солоденко

ГРАВИТАЦИОННАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ПЕРЕРАБОТКИ ШПАКОВ СВИНЦОВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Семинар № 21

В результате плавки свинцового лома в короткобарабанных печах получают свинец (или его сплав), шлак, зольную пыль и штейн. Основными компонентами шлака являются РеО, БіО2, СаО, 7пО и А12О3. Кроме того, шлак содержит примерно 4 % свинца и целый ряд других металлов, таких как БЬ, Аэ, С<1 и Си. Шлаки отличаются по своему химическому составу, что придает им различный цвет -от светло-желтого до темно-серого. Крупность шлака, доставляемого со шлакового поля, до 350 мм.

На первом этапе исследовалось выщелачивание шлаков неорганическими кислотами. Перед выщелачиванием шлаки были раздроблены и тонко измельчены. В качестве выщелачивающих агентов испытаны азотная и соляная кислоты концентрацией 10, 15, 20 и 25 %. Выщелачивание агитационное. Продолжительность выщелачивания от 1 до 4 часов. При этом растворяется не менее 95 % свинца. Однако с увеличением крупности материала, поступающего на выщелачивание, при той же продолжительности процесса растворение свинца (особенно металлического) резко снижается. Растворенный свинец в виде нитрата свинца РЬ(ЫО3)2 может быть утилизирован следующим образом. Термическое разложение обезвоженного РЬ(ЫО3)2 при температуре свыше 400 °С приводит к образованию РЬО [1]. По результатам

данного этапа исследований были сделаны следующие выводы,

1. Для подготовки шлаков к выщелачиванию на промплощадке завода "Электроцинк" необходимо дробильно-размольное оборудование.

2. на выщелачивание поступает металлический свинец, который было бы целесообразнее выделить механическими методами;

3. поскольку шлаки на 75-85 % состоят из соды, то расход кислоты оказывается неприемлемо большим;

4. обезвоживание нитрата свинца РЬ(Н03)2 и последующее термическое разложение протекают с низкой эффективностью;

5. появляются в большом количестве сточные воды, которые требуют обезвреживания;

6. оборудование должно быть кислотостойкого исполнения.

Таким образом, кислотное выщелачивание шлаков может представлять интерес только в том случае, если из шлаков перед выщелачиванием будет выделен металлический свинец и удалена сода.

На втором этапе исследовалось водное выщелачивание шлаков. Светло-черная проба шлаков раздроблена и измельчена до крупности 1 мм. Из пробы выделено 9,35 % металлического свинца с содержанием 98,4 % свинца. Остальная (неметаллическая) часть шлака (90,65 %) подвергнута агитации-онному водному выщелачиванию при Ж:Т = 15:1.

Таблица 1

Баланс водного выщелачивания пробы светло-черного шлака

Продукты Количество Свинец

г % % г %

Поступило на выщелачивание

Неметаллический свинец 698 90,65 25,9 180,7872 72

Металлическая часть шлака 72 9,35 98,4 70,85 28

Всего исходного шлака 770 100,0 32,7 251,63 100

Вода 11550 1500,0

Итого 12320 1600,0 251,63 100

Получено после выщелачивания

Металлический свинец 72 9,35 98,4 70,85 28,1

Неметаллическая часть шлака 342 44,40 46,0 157,32 62,5

Всего отмытого шлака (кека) 414 53,75 55,1 228,17 90,6

Фильтрат 11906 1546,25 0,01 0,15 0,1

Баланс +23,31 +9,3

Таблица 2

Баланс водного выщелачивания пробы темно-серого шлака

Продукты Количество Свинца

г % % г %

Поступило на выщелачивание

Шлак Вода Итого 40 400 440 100,0 1000,0 1100,0 3,0 1,2 1,2 100,0 100,0

Получено после выщелачивания

Отмытый шлак (кек) Фильтрат Баланс 10 430 25,0 1075,0 10,14 0,006 1,01 0,03 +0,16 84,2 2,5 +13,3

Таблица 3 Баланс водного выщелачивания пробы светло-желтого шлака

Продукты Количество Свинца

г % % г %

Поступило на выщелачивание

Шлак Вода Итого 80 500 580 100,0 625.0 725.0 0,29 0,23 0,23 100,0 100,0

Получено после выщелачивания

Отмытый шлак (кек) Фильтрат Баланс 10 570 12.5 712.5 3,3 0,33 -0,1 113,3 +13,3

Наименование продуктов

Проба № 1

О4

Ч

о

*

2

в

О4

0

ер

до

и

о4

0

и

В

е

У

е

Проба № 2

чЯ

О4

Ч

о

*

2

в

чЯ

О4

0

ер

до

и

о4

0

и

В

е

У

е

Проба № 3

чЯ

О4

Ч

о

*

2

в

чЯ

О4

0

ер

до

и

«

и

в

е

р

е

Дезинтеграция с водным выщелачиванием

Разгрузка мельницы:

твердая фаза 44,8 18,1 100 35,0 35,4 100 30,7 37,77 100

жидкая фазы 55,2 65,0 69,3

Питание мельницы 100 8,11 100 100 12,4 100 100 11,6 100

Отсадка твердой фазы разгрузки мельницы

Надрешетный концентрат 1,0 82,22 9,9 1,8 88,10 13,1 1,7 76,08 11,0

Подрешетный концентрат 16,1 30,32 60,2 24,0 32,34 62,6 25,0 36,84 79,4

Хвосты отсадки 27,7 8,75 29,9 9,2 32,7 24,3 4,0 27,84 9,6

Питание отсадки 44,8 18,1 100 35,0 35,4 100 30,7 37,77 100

Концентрация на столе подрешетного концентрата отсадки

Концентрат стола 8,2 53,4 54,0 11,0 61,10 54,2 18,4 43,63 69,2

Хвосты стола 7,9 6,37 6,2 8,7 12,00 8,4 6,6 17,93 10,2

Питание стола 16,1 30,32 60,2 18,7 41,51 62,6 25,0 36,84 79,4

Таблица 5

Суммарные показатели лабораторных опытов по утилизации шлаков короткобарабанных печей механическими методами

Наименование продуктов Проба № 1 Проба № 2 Проба № 3

^9 О4 § * 2 в чО О4 0 и В а де о и извлечение, % выход, % % е, и В а де о и извлечение, % чО % 3 х ы в чО % е, и В а де о и извлечение, %

Свинцовый концентрат 9,2 56,12 63,9 12,8 65,33 67,3 20,1 44,6 80,2

Хвосты 35,6 17,10 36,1 17,9 22,64 32,7 10,6 21,72 19,8

Растворимая часть шлаков 55,2 69,3 69,3

Исходные шлаки 100 8,11 100 100 12,40 100 100 11,6 100

Светло-черная (богатая) проба шлаков с содержанием свинца до 32,7 % при водном выщелачивании обогащается до 55,1 %. Выход

шлака 44,4 %. При этом отмытый шлак включает до 17,4 % металлического свинца с содержанием

свинца 98,4 % и остальной шлак в виде кека с содержанием свинца до 46,1 %.

Шлак темно-серого цвета с содержанием свинца до 3,0 % обогащается до продукта с содержанием свинца до 10,0 %. Выход шлака 25 %.

Бедные (светло-желтые) шлаки с содержанием свинца до 0,3 % обогащаются до продукта с содержанием свинца 3,3 %. Выход шлака 12,5 %.

Общий вывод по результатам водного выщелачивания шлаков: все шлаки после водного выщелачивания обогащаются по содержанию таких примесей, как РеО, ЭЮ2, СаО. Водному выщелачиванию должно предшествовать дробление и дезинтеграция. Наиболее рационально операции дезинтеграции и выщелачивания объединить и выполнять в одном аппарате - шаровой мельнице. Сепарацию отмытой части шлаков в виде разгрузки мельницы целесообразно осуществлять с применением гравитационных методов обогащения с получением:

• крупного металлического

свинца;

• мелкого металлического свинца;

• промежуточного по содержанию свинца продукта;

• хвостов, содержащих основное количество РеО, БЮ2, СаО.

Крупный металлический свинец рекомендуется выделять с применением бутары, установленной на разгрузочной цапфе мельницы. Мелкий металлический свинец целесообразно выделять из просева бутары в виде надрешетного продукта отсадочной машины и из подрешетного продукта

отсадочной машины на концентрационном столе в виде наиболее тяжелой части веера концентрационного стола. В зависимости от типа обогащаемых шлаков промежуточный продукт стола присоединяют либо к концентрату, либо возвращают в мельницу на повторное выщелачивание.

Т оварные продукты обогащения содержат не более 7-9 % влаги и, следовательно, не требуют сгущения и фильтрации.

По схеме, описанной выше, выполнены исследования по утилизации шлаков механическими методами. Дробление шлаков выполнено в две стадии: в первой стадии применена щековая дробилка, а во второй - валковая, работающая в замкнутом цикле с грохотом с размером отверстий сита 3 мм. Измельчение дробленых шлаков выполнено в шаровой мельнице. Для отсадки применена отсадочная машина МОД-0,2 и для концентрации на столе стол типа СКЁ-2.

Анализ результатов исследований позволяет сделать заключение, что на первом этапе промышленного освоения технологии утилизации шлаков короткобарабанных печей в условиях Мизурской обогатительной фабрики возможно получение свинцового продукта с содержанием свинца на уровне 55-65 % при извлечении свинца 60-70 % и содержании свинца в исходных шлаках 10-12 %.

------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. ФечкоП., Чернотова Л., Чаблик В и др. Утилизация свинецсодержащих металлургических отходовю Обогащение руд 2005, № 4, с. 43-45. ШИН

— Коротко об авторах--------------------------------------------------------------

Паньшин А.М., Евдокимов С.И., Солоденко А.А. - СКГМИ (ГТУ).

Доклад рекомендован к опубликованию семинаром № 21 симпозиума «Неделя горняка-2007». Рецензент д-р техн. наук, проф. Л.И. Кантович.