Безотходная технология извлечения свинца из колошниковой пыли - Производство и технологии курсовая работа
Главная
Производство и технологии
Безотходная технология извлечения свинца из колошниковой пыли
Производственные сферы, в которых применяются сплавы свинца. Извлечение оксида свинца из колошниковой пыли. Процесс рафинирования цинка для обработки остатков. Комплексная переработка содержащих свинец техногенных отходов медеплавильных предприятий Урала.
посмотреть текст работы
скачать работу можно здесь
полная информация о работе
весь список подобных работ
Нужна помощь с учёбой? Наши эксперты готовы помочь!
Нажимая на кнопку, вы соглашаетесь с
политикой обработки персональных данных
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Среднеуральский медеплавильный завод:
Кировградский медеплавильный комбинат:
Красноуральский медеплавильный комбинат:
Сухоложский завод вторичных цветных металлов:
Вместе с тем только на медеплавильных предприятиях Уральского региона скопились значительные запасы свинца в техногенных отходах. С учетом расширения переработки аккумуляторного лома появляется возможность снижения дефицита свинца в России. При выборе технологии создаваемого свинцового производства учитывают экологическую безопасность, экономическую эффективность, минимальные капитальные вложения и возможность организации новых рабочих мест.
Основными техногенными отходами медеплавильных предприятий являются свинецсодержащие пыли плавильных агрегатов и кеки, полученные при сернокислотном выщелачивании цинковых пылей. Достаточно полную схему переработки пылей имел Кировградский медеплавильный комбинат (КМК), где получали из конверторных пылей гранулированный цинковый купорос. На КМК на тонну сульфата цинка получали около 400 кг свинцово-оловянного кека (влажность 20-25%), реализация которого в настоящее время затруднена.
Состав свинецсодержащих пылей уральских медеплавильных предприятий приведен в таблице, он зависит от состава перерабатываемого сырья, конструкции плавильного агрегата, а также от особенностей технологии конкретного предприятия [2].
Пыли с высоким содержанием цинка, как правило, подвергают сернокислотному выщелачиванию, а из очищенного от примесей раствора получают оксид цинка или его соли; в кеках концентрируют свинец и олово. Состав кеков, характерных для практики Среднеуральского медеплавильного завода (СУМЗ) и Кировградского медеплавильного комбината (КМК), приведен ниже:
Сu Zn Pb Sn Fe As СУМЗ 0,2-0,5 8-12 42-46 - 0,4-0,5 1,7-2,1 КМК 1,5-2,0 5-8 40-45 10-15 0,5-1,0 0,4-0,5
Переработка такого сырья на свинец или его сплавы экономически целесообразна, однако единого мнения относительно оптимальной технологии пока нет. В литературе дискутируются вопросы, касающиеся отдельных технологических операций, приводятся частные доводы в защиту тех или иных растворителей, предлагаются варианты совершенствования устаревших технологических приемов.
Одним из важных условий при выборе технологической схемы переработки свинцовых кеков является их фазовый состав. По нашим данным, свинец в них представлен на 50-60% в форме сульфата, на 35-45% - в форме оксида; остальной свинец связан в сложные оксидные соединения (силикаты, арсенаты, антимонаты и пр). Медь представлена на 75-85% оксидными соединениями, 15-20% - сульфидом, 3-4% - сульфатом. Цинк содержится в кеках в основном (на 65-70%) в силикатной форме, в форме сульфата (15-20%) и свободного оксида (5-10%). Практически все олово в свинцовых кеках представлено аморфной модификацией метаоловянной кислоты.
В большинстве рекомендаций в качестве головной операции переработки свинцовых промпродуктов используется плавка на черновой свинец с последующим его пирометаллургическим рафинированием. Эти освоенные операции позволяют получить достаточно чистый металл, обеспечивают высокое извлечение свинца и вывод значительной части примесей (цинка, мышьяка и железа). Вместе с тем экологические ограничения становятся серьезным препятствием для крупномасштабного внедрения пирометаллургических схем. Аппаратурное оформление плавки и рафинирования в котлах громоздко, предусматривает сложную схему пылеулавливания и обезвреживания отходящих газов. Получаемые продукты (шлаки, съемы, вторичные пыли и др.) требуют доработки, что снижает экономическую эффективность производства в целом.
В последние годы в мировой практике наметилась тенденция к применению гидрометаллургических приемов при переработке вторичного неметаллизированного свинцового сырья [3].
Поскольку свинецсодержащие кеки содержат значительные количества водорастворимых соединений, головной операцией их гидрометаллургической переработки является отмывка. Это позволяет снизить содержание меди и цинка в кеке, что снижает расход растворителя.
Перспективными растворителями оксидных и сульфатных форм свинца являются комплексные соединения. Преимущества их - высокая емкость по свинцу, селективность и возможность регенерации. В частности, наиболее изученными являются растворы этилендиамина (Еn). Сульфат и оксид свинца растворяются в них согласно уравнениям:
PbSO 4 + 2Еn = Pb (En) 2 S0 4 ; РbО + Еn + H 2 SO 4 = Pb (En) SO 4 + H 2 O.
Для активного растворения оксида свинца необходимо присутствие в растворе серной кислоты или предварительная сульфатизация кеков. Через 20-30 мин при 293 К и соотношения Ж: Т = 10: 1 в раствор извлекается до 90-95% свинца. Сульфидные соединения, благородные металлы, оксиды железа, висмута, олова и минералы пустой породы остаются в нерастворимом остатке. Низшие оксиды сурьмы и мышьяка частично переходят в раствор.
Для выщелачивания кеков КМК использовали растворы Еn с концентрациями 100-200 г/дм 3 . За 120 мин в раствор извлекается лишь 48% свинца, что соответствует содержанию его сульфатной формы в исходном кеке. Введение в раствор до 30 г/дм 3 серной кислоты положительных результатов не дало. Поэтому для эффективного использования этилендиамина в качестве растворителя необходима предварительная сульфатизация, которая потребует дополнительного кислотостойкого оборудования, увеличит количество вредных стоков и ухудшит условия труда.
Результативным приемом выделения свинца из очищенных растворов этилендиамина является продувка их углекислым газом, завершающаяся осаждением карбоната свинца, который после промывки и сушки пригоден для производства химических соединений, в том числе для получения чистого оксида свинца, используемого при производстве хрусталя [4].
При выщелачивании кеков в растворах двунатриевой соли этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) растворяются как сульфатная, так и оксидная формы свинца; это позволяет перерабатывать свинецсодержащие техногенные отходы без какой-либо предварительной подготовки. К преимуществам растворения относятся экологическая безопасность и возможность использования аппаратуры из доступных марок конструкционных сталей.
Характер изменения концентрации свинца в растворе по ходу выщелачивания свидетельствует о том, что скорость процесса во времени замедляется и определяется в основном плотностью пульпы. Конечное содержание свинца в растворе зависит только от концентрации ЭДТА (“емкости" раствора по свинцу) и составляет около 40 г/дм 3 . При растворении сульфата и оксида свинца существует область нестабильных насыщенных растворов, где протекает обратимая реакция:
PbSO 4 + п (ЭДТА) Na + = Рb (ЭДТА) n + + nNa + + SO 4 2- .
Параллельно происходит кристаллизация трилонатного комплекса свинца, ассоциированного с сульфат-ионом. По нашим данным, лучшие результаты выщелачивания достигаются при концентрации ЭДТА 140-150 г/дм 3 и соотношении Ж: Т= (10-12):
Оптимальным способом выделения свинца из трилонатного раствора является электроэкстракция, позволяющая за одну операцию регенерировать растворитель, извлечь из него медь и 95-96% свинца. Катодный выход по току составляет 70-75%, напряжение на ванне 2,7-2,9 В, расход электроэнергии 2800-3000 кВт · ч/т катодного осадка. Обеднение электролита рационально проводить до концентрации свинца не ниже 0,8-1,0 г/дм 3 во избежание снижения эффективности растворителя при повторном использовании на операции выщелачивания.
Твердый остаток выщелачивания свинцово-оловянных кеков содержит 92-95% оксида олова (IV); этот продукт пригоден для получения металлического олова или его соединений.
Рис.1. Технологическая схема переработки свинецсодержащих кеков
Основным недостатком прямого выщелачивания кеков является накопление в растворе иона S0 4 2- , которое негативно сказывается на показателях последующих операций. Вывод сульфат-иона в виде нерастворимого CaSO 4 сопряжен с дополнительными операциями и получением гипсового промпродукта, осложняющими технологию.
Поэтому рациональнее предварительно выводить серу из свинецсодержащих отходов, например, карбонизацией последних в концентрированных растворах карбоната натрия (калия): PbS0 4 + Na 2 CO 3 = РbСО 3 + Na 2 S0 4 . Нами установлено, что лучшие результаты карбонизации достигаются при концентрации Na 2 S0 3 150г/дм 3 , Ж: Т=5: 1, продолжительности 40-60 мин. В конечном растворе содержалось, г/дм 3 : 0,2Сu, 2,3Pb, 0,4Zn; кек после карбонизации содержал 53% РЬ (97-98% карбонатной формы) и 0,5% Сu, цинк практически полностью переходил в раствор. Полученный после карбонизации раствор сульфата натрия пригоден для использования в схеме флотационного обогащения руд.
В лабораторных условиях нами исследованы варианты раздельного и совмещенного процессов выщелачивания и электроосаждения применительно к карбонизированным свинцовым и свинцово-оловянным техногенным продуктам.
В первом варианте проводили выщелачивание кеков в растворах сульфаминовой кислоты (100-120 г/дм 3 ) в течение 3 часов. Реакция комплексообразования протекает по схеме: NH 2 SO 3 H + РbСО 3 = NH 2 SO 3 Pb + H 2 O + CO 2 .
Извлечение свинца в раствор составляет 80-85%. После фильтрации раствор направляют в электролизер (D R = 150 А/м 2 , U= 1,9-2,0 В).
При совмещенном процессе электровыщелачивания в двухкамерном электролизере с тканевой мембраной в катодной ячейке осаждали свинец, а анодную подпитывали новыми порциями исходного кека. В этом случае конструкция электролизера не обеспечивала надежной циркуляции раствора через тканевую мембрану и удобной разгрузки нерастворенного остатка.
Обсуждаемые технологии гидрометаллургической переработки свинецсодержащих отходов имеют ряд общих недостатков: необходима предварительная водная промывка кеков с образованием значительных количеств токсичных промышленных вод, утилизация которых затруднена; затрудняется фильтрация пульп после отмывки, выщелачивания и других операций, особенно при повышении содержания в кеках оксида олова; электроэкстракция свинца из загрязненных растворов приводит к образованию губчатых осадков, требующих дополнительного рафинирования; большинство гидрометаллургических операций со свинецсодержащими растворами требуют дополнительных затрат на безопасное обслуживание.
Для переработки свинецсодержащих техногенных отходов интересны комбинированные технологии, головной операцией которых является восстановительная плавка на черновой свинец (рис.1). Для исключения выбросов сернистого ангидрида перед плавкой кеки следует подвергать карбонизации по технологии, описанной выше. После сушки и окатывания карбонатный продукт перерабатывают в электропечи, получают черновой свинец (95-97%). В этом случае в черновой металл извлекается 95-96% свинца, а 90-95% цинка переходит в газовую фазу.
Черновой свинец подвергают электролитическому рафинированию в сульфаминовых (для получения катодного осадка Pb-Sn-сплава) или фторборатных (для получения марочного свинца) электролитах. Расчеты показали эффективность комбинированной технологии.
1. Смирнов М.П., Сорокина В.С. Герасимов Р.А. Организация экологически чистого гидроэлектрохимического производства свинца из вторичного сырья в России // Цветные металлы. - 1996. - № 9. - С.13-17.
2. Комплексная переработка цинк - и свинецсодержащих пылей предприятий цветной металлургии/ Карелов С.В., Мамяценков С.В., Набойченко С.С. и др. - М., 1996. - 41с.
3. Морачевский А.Г., Вайсгант З.И., Демидов А.И. Переработка вторичного свинцового сырья. - СПб.: Химия, 1993. - 173с.
4. Регенерация амина при гидрометаллургическом извлечении свинца из медеэлектролитных шламов/Взородов С.А., Каковский И.А., Шевелева Л.Д. и др. // Цветные металлы. - 1984. - № 12. - С.28.
Технологические этапы процесса извлечения кадмия из колошниковой пыли: рафинирование цинка, плавка цинковых и легкоплавких цинков и извлечение кадмия из установок для рафинирования цинка. Метод вакуумный дистилляции получения кадмия высокой частоты. реферат [102,0 K], добавлен 11.10.2010
Технологическое описание процесса выделения германия из колошниковой пыли цинковых плавильных печей при изучении особенностей доменного процесса, состава выбросов и системы отчистки доменного газа. Влияние доменной шихты на качество колошниковой пыли. реферат [327,3 K], добавлен 11.10.2010
Сульфидные и окисленные руды как сырье для получения свинца. Состав свинцовых концентратов, получаемых из свинцовых руд. Подготовка свинцовых концентратов в металлургической обработке. Технология выплавки чернового чугуна, рафинирование чернового свинца. реферат [415,0 K], добавлен 12.03.2015
Требования, предъявляемые к качеству свинца и его сплавов. Сырье для пирометаллургического получения свинца. Технологическая схема производства, его главные этапы и оценка результатов. Расчет шахтной плавки свинецсодержащих материалов на свинец. курсовая работа [1,6 M], добавлен 25.03.2019
Сокращение сырьевой базы молибденовой промышленности. Создание рациональных технологий переработки труднообогатимых молибденовых руд. Производство молибдена из сульфидных, сульфидных медных руд, молибденового лома, колошниковой пыли плавильных печей. курсовая работа [187,6 K], добавлен 11.10.2010
Понятие и общая характеристика легкоплавких металов на основе пяти наиболее распространенных их представителей: свинца, цинка, ртути, олова и лития. Основные физические и химические свойства данных металлов, сферы их практического применения на сегодня. реферат [704,1 K], добавлен 21.05.2013
Краткий обзор рынка свинца. Технологическая схема переработки сульфидных свинцовых концентратов. Процесс агломерирующего обжига. Требования, предъявляемые к агломерату и методы подготовки шихты. Расчет материального баланса, печи и газоходной системы. курсовая работа [859,3 K], добавлен 16.12.2014
Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д. PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах. Рекомендуем скачать работу .
© 2000 — 2021
Безотходная технология извлечения свинца из колошниковой пыли курсовая работа. Производство и технологии.
Заказать Курсовую Работу На Ватмане
Реферат по теме Алгебра Дж. Буля и ее применение в теории и практике информатики
Реферат На Тему Краткий Очерк По Истории Анатомии
Реферат: Право власності на землю в Запорозьській Січі
Реферат по теме Преамбула конституции жизни
Профилактика Хронического Гастрита Курсовая Работа
Реферат: Проблемы украинской политической власти
Контрольная работа: Сырье в промышленности Металлорезание
Реферат: Епископ Антоний Малецкий. Скачать бесплатно и без регистрации
В Чем Причина Одиночества Сочинение Заключение
Вегетативные Функции В Организме Реферат
Реферат Витамины Ферменты И Гормоны И Их Роль В Организме
Какую Литературу Можно Использовать В Курсовой Работе
Эссе На Тему Книга
Мини Сочинение Порядочный Человек
Доклад по теме ОРВИ у детей
Контрольная Работа По Теме Частица 7
Реферат по теме Требования безопасности при работе на высоте
Эссе По Высказыванию Ф Хайека Конкуренция
Курсовая работа: Системы оплаты труда в организации
Южно-Африканская Республика: география и экономика - География и экономическая география презентация
Види вправ з розвитку мовлення молодших школярів на уроках читання - Педагогика реферат
Составление бизнес-плана кафе - Менеджмент и трудовые отношения бизнес-план