Сульфатообразование.

Обжиг

Сушка

Подготовка цинковых руд к выщелачиванию

Гидрометаллургический способ получения цинка

Лекция 10. Получение цинка

Получение смешанного коагулянта

Для восстановления почвы

Производство портландцемента

Производство керамики

В производстве керамики можно использовать красные и спекательные шламы. Они используются в качестве одного из компонентов в смеси с пластичной глиной. Количество шлама составляет 10-15% от общей массышихты. Качество изделий достаточно высокое, прочность даже повышается. Можно получать керамический кирпич, канализационные трубы, глазурованные фасадные плитки.

При производстве портландцемента красный шлам добавляют в количестве 5-7% для корректировки содержания железа. Красный шлам целесообразно использовать только на небольших расстояниях от места его образования. Перевозка на большие расстояния экономически нецелесообразна.

Особенно эффективны шламы глиноземного производства для кислых почв, так как в них содержатся алюмосиликаты натрия, которые медленно гидролизуются с выделением щелочи.

Смешанный коагулянт можно получать путем обработки красного шлама серной кислотой. При этом идут следующие реакции:

Al₂O₃ + 3H₂SO₄ à Al₂(SO₄)₃ + 3H₂O

Fe₂O₃ + 3H₂SO₄ à Fe₂(SO₄)₃+ 3H₂O

Цинк используется для оцинкования железа, для получения латуни и бронзы.

Сырьем для производства цинка служат сульфидные и окисленные руды. Основными минералами являются сфалерит (цинковая обманка) ZnS, марматит mZnS x nFeS. Им сопутствуют соединения кобальта, индия, галлия, таллия и др.

Существует два способа получения цинка: пирометаллургический и гидрометаллургический. Гидрометаллургический используется чаще.

Цинковые руды обогащают флотацией, после чего цинковый концентрат имеет следующий состав: Zn – 40-56%, Pb – 0,13-3,4%, Cu – 0,15-2,2%, Fe – 2,5-20%, S – 30-37%.

После обогащения проводят подготовку к выщелачиванию, которая состоит из нескольких этапов.

Сушку проводят в барабанных вращающихся печах длиной 10-15м, диаметром 1,5-1,8м, угол наклона 5-6 градусов, скорость вращения 4 оборота в минуту. В качестве топлива используют мазут или природный газ.

Обжиг проводят для максимально полного перевода ZnS в ZnO. При обжиге необходимо:

а) оставить заданное количество сульфатов (3-4%) для компенсации потерь серной кислоты;

б) получить как можно меньше нерастворимых в серной кислоте соединений цинка;

в) не допустить образования большого количества силикатов цинка и свинца;

г) получить обожженный продукт в виде мелкого порошка;

Основная реакция этого этапа:

2ZnS + 3O₂ à 2ZnO + 2SO₂ + Q.

Кроме этого могут идти побочные процессы:

ферритообразование

Содержание сульфата цинка должно составлять 3-4%. Если содержание меньше, то увеличивается расход серной кислоты, если больше – то ухудшается отстаивание. Сульфат цинка образуется в результате протекания следующих реакций:

2ZnS + 3O₂ à 2ZnO + 2SO₂ + Q.

2SO₂ + O₂ à 2SO₃

ZnO + SO₃ à ZnSO₄.

Сульфат цинка при температуре более 700⁰С разлагается, поэтому нужное количество сульфата цинка можно получить, регулируя температуру обжига.