Металлургия цинка - выщелачивание цинкового огарка

Таким образом, в результате выщелачивания 100 кг огарка получается 24,22 кг нерастворимого остатка, который кроме того, захватывает раствор, содержащий цинк. Примем, что в результате отмывки количество сульфатного цинка в остатках снижается до 2 % от веса влажного осадка, а влажность его равна 35%.

Обозначим вес влаги, смачивающей остаток, через х, вес сульфатного цинка а, вес воды в. Тогда:

x = a + в.

Учитывая процентное содержание сульфатного цинка в кеках, составляем пропорцию

Аналогично записываем пропорциональную зависимость между количеством и весом влажного кека

Решая систему из трех полученных уравнений, находим

а = 0,77 кг, в = 13,45 кг, х = 14,22 кг

Следовательно, всего остатков от выщелачивания будет:

В том числе сухого кека

24,22 + 0,77 = 24,99 кг.

Состав сухого кека приведен в таблице 2.

Таблица 2

Следовательно, извлечение в процессе выщелачивания с учетом переработки остатков от выщелачивания составит , т.е потери составляют 1,68 %.

Прочие потери цинка в производстве укладываются в следующие пределы, %;

при переплавке катодов 1,0

при очистке растворов от примесей 0,70

в выщелачиваемом цехе 0,50

в электролизном цехе 0,50

Всего 2,70

Таким образом, суммарные потери цинка составляют 1,68 + 2,7 = 4,38%

и выход цинка в чушковый металл 100 - 4, 55 = 95,62%.

Определение суточного количества потерь и материалов

Допустим, что производительность проектируемого завода составляет

100 000 т чушкового металла в год. Приняв число рабочих дней в году равным 365, получим суточную производительность по чушковому металлу

100 000: 365 = 274 т.

Примем, что из катодного цинка 4% будет израсходовано для производства цинковой пыли и 2,5% перейдет в дросс. Дросс возвращается в процесс выщелачивания, где цинк полностью извлекается (на безвозвратные потери ранее принято было 1%). Цинковую пыль (4%), расходуемую на очистку растворов от меди и калия, лишь частично растворяют, а остальную ее часть выводят из процесса с медно-кадмиевым кеком. Для упрощения расчетов примем, что цинк из цинковой пыли вовсе не извлекают.

Выход катодного цинка в сутки тогда составляет

т

Для производства такого количества цинка необходимо ввести в процесс выщелачивания обожженного цинкового концентрата

т

Таким образом, в процесс выщелачивания поступает в сутки

542,93• 0,588 = 319,24 т цинка.

Суммарные потери будут 319,24 • 0,044 = 14,05 т цинка.

Абсолютные величины потерь распределяются следующим образом, т: потери в остатках от выщелачивания

(с учетом доизвлечения цинка) 319,24 • 0,017= 5,42;

потери при очистке электролита 319,24 • 0,007 = 2,24;

потери в выщелачиваемом цехе 319,24 • 0,005 = 1,60;

потери в электролитном цехе 319,24 • 0,005 = 1,60;

потери при переплавке катодов 319,24 • 0,010 = 3,19;

Всего 14,05

Выщелачивая в сутки 542,93т огарка, получим остатков от выщелачивания 542,93• 0,2499 = 135,68 т.

Суточное количество влажных кеков составит: т.

Суточная производительность электролитного цеха составляет 293,05т.

При осаждении этого количества цинка на катодах образуется эквивалентное количество серной кислоты по реакции

ZnSO4 + H2O = Zn + H2SO4 + ЅO2, а именно

293,05 • 1,5 = 439,58 т.

Зададимся содержанием цинка в нейтральном растворе, поступающем на электролиз, равным 120 г/дм3 и количеством выделяемого при электролизе 80 г/дм3. Тогда для производства 293,05 т катодного цинка потребуется раствора м3

Удельный вес раствора выбранного состава равен 1,285. Весовое количество его будет 3663,13 • 1,285 = 4707,13 т.

Каждый кубический метр этого раствора состоит из следующих компонентов:

сульфата цинка 120 • 2,47 = 296,4 кг;

воды (по разности) 988,6 кг;

Всего 1285 кг

Следовательно, во всей массе раствора содержится

3663,13 • 0,2964 = 1085,75 т ZnSO4;

3663,13 • 0.9886 = 3621,37 т воды.

Всего 4707,12 т

В процессе электролиза происходит выделение цинка на катоде и эквивалентного кислорода на аноде т кислорода за счет разложения 293,05 • 2,47 = 723,83 т ZnSO4 и т воды.

Состав и количество получившегося отработанного электролита будет:

сульфата цинка 1085,75 - 723,83 = 361,92 т;

Воды 621,37 - 80,86 = 3540,51 т;

серной кислоты 439,58 т.

Всего 4342,01 т.

Удельный вес отработанного электролита примем равным 1,18. Тогда объем его будет 4342,01: 1,18 = 3679,67 м3.

Содержание цинка составит г/дм3

и содержание серной кислоты г/дм3

При выгрузке катодов происходит потеря раствора и с ним цинка. Выше было подсчитано, что потери при электролизе составляют 1,6 цинка, что дает в пересчете на сульфат цинка 1,6• 2,47 = 3,95 т.

С раствором теряется также кислота т, и вода т

Таким образом, количество отработанного электролита будет:

сульфата цинка 361,92 - 3,95 = 357,97 т;

серной кислоты 439,58 - 4,80 = 434,78 т;

воды 540,51 - 38,64 = 3501,87 т;

Всего 4294,62 т.

Что в перерасчете на объемные единицы состави 4294,62 : 1,18 = 3639,51 м3.

Расчет медно-кадмиевой очистки растворов

В течение суток перейдет в раствор

542,93 • 0,0025 =1,364 т меди и

542,93 • 0,001 = 0,54 т кадмия

Очистка растворов от меди и кадмия производится цинковой пылью и осуществляется по следующим реакциям:

CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu,

CdSO4 + Zn = ZnSO4 + Cd.

Теоретический расход цинковой пыли составит, т:

для осаждения меди

для осаждения кадмия

Итого 1,72 т.

Практически нами было принято. Что 4% от всего катодного цинка будет расходоваться для этой цели, или 293,05 • 0,04 = 11,72 т в сутки, т.е расход цинковой пыли будет примерно в 6 раз больше теоретически необходимого количества. Избыточная пыль в количестве перейдет в медно-кадмиевые кеки. 11,72 - 1,72 = 10,00 т

В этих кеках сумма Cu + Cd + Zn составляет 60 %. Всего перейдет в медно-кадмиевые кеки

Ежесуточное получение медно-кадмиевых кеков составит: т.

Расход воды на процесс

Вода на промывку кеков берется в таком количестве, в каком она выводится из процесса с цинковыми и медно-кадмиевыми кеками, а также с учетом ее испарения. Примем, что испарение воды составляет 2 % от количества нейтрального раствора, или 4707,12 • 0,02 = 94,14 т воды.

Примем, что в меднокадмиевых кеках содержится 30 % воды или 19,83 • 0,3 = 5,95т.

Всего будет израсходовано воды, т:

с цинковыми кеками 72,63

с медно-кадмиевыми кеками 5,95

на испарение 94,14

потери при электролизе 38,64

Итого 211,36

Результаты всех расчетов сводим в общую таблицу 3 материального баланса выщелачивания.

Таблица 3

Материальный баланс выщелачивания

Страницы: 1, 2