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 Fе_nS_n₊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!
Поделиться с друзьями:

12 3 4 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!