Восстановление свинца из сульфидных и кислородных соединений в щелочных средах применительно к технологии производства металла из минерального и вторичного сырья

• Автор: Бакшеев, Сергей Пантелеймонович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Красноярск
• Количество страниц: 125 с. : ил.

Содержание
Введение

1. Технологические приемы и методы переработки свинецсодержащего сырья

1.1 Гидрометаллургия свинца .

1.2 Пирометаллургические способы получения свинца

1.3 Альтернативные способы получения свинца

2. Закономерности восстановления свинца из кислородных и сульфидных соединений .

2.1 Термодинамика и кинетика восстановления свинца .

2.2 Теоретические основы восстановительных процессов

с участием соединений свинца

3. Изучение закономерностей восстановления свинца

из сульфидных соединений в щелочных средах
3.1 Методика исследований
3.2 Восстановление свинца в системе
сульфид свинца расплав едкого натра .
3.3 Исследование закономерностей восстановления свинца
из Горевских свинцовых концентратов .
3.4 Влияние перемешивания на восстановление свинца
из сульфидных концентратов
3.5 Поведение сульфидов меди, цинка, железа в щелочных средах
3.6 Влияние оборотной шлаковой фазы на восстановление свинца
из сульфидных концентратов.
3.7 Переработка щелочных плавов
4. Восстановление свинца из оксисульфатной фракции аккумуляторного лома
5. Технология переработки сульфидных концентратов.
5.1 Описание технологической схемы и оборудования
5.2 Схема цепи аппаратов .
5.3 Техникоэкономические расчты .
Выводы
Список литературы


При хлорирующем обжиге, который проводят с добавкой углерода и №С1, при продувке через слой шихты элементарного хлора, получают хлориды свинца и других металлов [7, 8]. Хлорный метод основан на свойстве РЬС и РЬ4 растворяться в водных растворах хлоридных солей щелочных и щелочноземельных металлов. Из этих растворителей некоторое практическое применение получили хлористый натрий и хлористый кальций. Растворимость РЬС в растворах поваренной соли колеблется в широких пределах и зависит от температуры и концентрации иона СГ в растворе [7 - 9], достигая -0 г/п при 0 г/л №С1 и температуре 0 °С. РЬС + ЫаС1<->Ыа2РЬС, (1. РЬ4 +2ЫаС1 <-> РЬС + Ыа. Для исключения накопления 4~ в водной фазе добавляют хлорид кальция [, ]. При этом связывают освобождающиеся сульфат-ионы в нерастворимый сульфат кальция. Предложено совмещать выщелачивание свинца и его выделение из раствора. Это позволило понизить температуру процесса выщелачивания, резко сократить его продолжительность и уменьшить объем аппарата, в котором эти операции проводятся. Получаемый металл характеризуется низким качеством. С . Свинцовую губку отмучивают от пустой породы огарка и затем брикетируют на прессе. Отработанный раствор очищают от железа гашеной известью, при этом регенерируется хлористый кальций, а очищенный раствор возвращается для выщелачивания новых порций сульфатизированного продукта. Другой способ вьнцслачиваїгия свинца в хпоридных средах заключается в обработке сульфидного концентрата водным раствором хлорного железа [8,,]. Раствор содержит СИ-0 г/л железа (III). Выщелачивание проводят при °С, с последующим сгущением и фильтрацией пульпы. Твердую фазу, содержащую свинец в форме РЬС, промывают водой и обрабатывают смесыо, приготовленной из насыщенных растворов СаС и №С1. Хлорное железо способствует также выщелачиванию других металлов, например цинка, меди и серебра. На катоде осаждается свинцовая губка или компактный свинец. На аноде двухвалентное железо окисляется до трехвалентного; раствор трехвалентного железа направляют в голову процесса в качестве основного реагента для хлорирования свинца. Свинцовую губку отмывают и плавят в чушки. Технология не нашла практического применения для переработки сульфидных свинцовых концентратов. Под руководством чл. РАН Г. Л. Пашкова разработана технология выщелачивания свинцового сульфидного концентрата Горевского месторождения азотнокислыми растворами нитрата железа (III) [ - ]. РЬ8 + 2РеС = РЬС +2РеС +8. РЬБ + 2Ре(ЫОэ )3 = РЬ(ЫОэ )2 + 2Ре(Ы )2 + Б. Ре3" - г/л в раствор извлекается - % свинца, а цинк железо практически полностью остаются в кеке []. Раствор после выщелачивания поступает на окисление и удаление железа высокотемпературным разложением нитрата железа с регенерацией азотной кислоты из нитрозных газов. Полученный электролит очищается от примесей меди, висмута, сурьмы цементацией на свинцовых гранулах и подвергается электролизу с получением на катоде металлического свинца и на аноде - диоксида свинца (РЬ). Оптимальными условиями электролиза свинца [], являются температура °С, плотность тока 0 А/м2, содержание кислоты в растворе не более - г/л, а содержание свинца в рабочем электролите составляет г/л. При соблюдении данных условий выход по току металла составляет - %, при этом, лучшим материалом для анодов является титан. Превышение содержания Zn более 1 г/л, Ре — 0,1 г/л и В! Анализ катодных и анодных осадков, образующихся в процессе электролиза, показал, что увеличение содержания примесей в растворе приводит к повышению их концентрации в продуктах электролиза, и, как результат, к снижению качества получаемого металла. По другому варианту, электролит перерабатывается с получением широкой номенклатуры солей свинца [ - ]. По своей сути данный способ извлечения свинца аналогичен хлорному с участием солей трёхвалентного железа. В обоих случаях Ие (III), участвуя в окислительно-восстановительных реакциях с сульфидом свинца, окисляет сульфидную серу до элементарной. В свою очередь могут быть получены растворы с высокой концентрацией свинца [ - ].