» » Хлорирующий обжиг пиритных огарков
30.05.2015

Пиритные огарки получаются при обжиге серного колчедана на сернокислотных заводах и заводах целлюлозной и бумажной промышленности.
Так как серный колчедан обычно содержит заметные количества меди, цинка, свинца, серебра, а иногда и золота, последние содержатся также и в пиритных огарках. В них остается также 2,5—3,0% серы.
По содержанию железа (50—60%) огарки равноценны хорошим железным рудам, однако их применению для выплавки чугуна препятствует присутствие в них цветных металлов и серы. Поэтому технологическая схема переработки пиритных огарков должна обеспечивать достаточно полное извлечение цветных металлов и получение продукта, пригодного для доменной плавки. Это достигается хлорирующим обжигом пиритных огарков с последующим выщелачиванием соединений цветных металлов.
Перед поступлением на обжиг огарки измельчают до крупности 4—5 мм и смешивают с поваренной солью. Количество поваренной соли зависит от содержания металлов, способных хлорироваться (в частности, меди и серебра), и обычно составляет 7—15% от веса огарка. Для успешного протекания процесса хлорирования шихта должна содержать не менее 3—5% сульфидной серы. Для этого обычно в шихту вводят необожженный пирит.
Обжиг производят в многоподовых механических печах. На верхнем поду шихту подогревают до 300—400° газовыми или нефтяными форсунками. В реакционной зоне за счет экзотермических реакций температура несколько повышается (до 500—550°).
В процессе обжига медь переходит в СuСl2 и частично CuCl. Повышение температуры обжига выше 450° уменьшает содержание воднорастворимой меди, так как возрастает содержание СuО и СuО*СuСl2, однако при низких температурах процесс хлорирования идет медленно и производительность печи уменьшается. Поэтому предпочитаю вести обжиг при несколько более высоких температурах.
Соединения железа при этих условиях практически не подвергаются хлорированию, и оно остается в огарке в виде окиси. Цинк образует в огарке хлорид ZnCl2 или легкоплавкую двойную соль NaCl*ZnCl2. Сера переходит в Na2SO4. Свинец остается в виде сульфата.
Газы, выходящие из печи и содержащие SO2, SO3, Сl2, НСl, направляют в поглотительные башни, орошаемые водой. Полученный из башен раствор, так называемая башенная кислота, содержит 50—100 г/л кислоты (в пересчете на H2SO4) и применяется для выщелачивания прохлорированного огарка.
Выщелачивание обычно производят методом просачивания. Схемы гидрометаллургической переработки могут изменяться в зависимости от того, какие металлы извлекаются.
Другим возможным способом извлечения цветных металлов из пиритных огарков является хлоридовозгонка, впервые предложенная и исследованная Б.Н. Лебедевым. В качестве хлорирующего агента он применял поваренную соль. В окислительной атмосфере железо не хлорируется, а хлориды цветных металлов возгоняются и конденсируются в специальной аппаратуре.
Аналогичный процесс осуществлен в Финляндии на заводе в Иматре. Пиритные огарки смешивают с определенным количеством хлористого кальция и окатывают в тарельчатом грануляторе. Гранулы сушат на движущейся колосниковой решетке и загружают в шахтную печь, обогреваемую горячими (1250°) газами. Шихта сходит сверху вниз, соединения цветных металлов хлорируются и возгоняются, а освобожденные от цветных металлов прокаленные гранулы, пригодные для плавки на чугун, разгружаются в низу печи (см. таблицу). Возгоны хлоридов цветных металлов осаждаются в электрофильтре и подвергаются дальнейшей переработке.
Хлорирующий обжиг пиритных огарков

Установка в Иматре, схема цепи аппаратов которой представлена на рис. 4, перерабатывает 120—130 т пиритных огарков в сутки.
Хлорирующий обжиг пиритных огарков

Хлорирование и возгонка цветных металлов возможны также и в процессе агломерации железных руд. Лабораторные исследования Неихауза и Шенка показали, что при спекании шихты из железных руд, пиритных огарков и колошниковой пыли с добавкой 8% хлористого кальция содержание цинка в агломерате снижается с 0,65% до 0,12%, т. е. на 83%. При этом, однако, значительно уменьшается скорость спекания. При практически приемлемых добавках хлористого кальция (3%) цинк отгоняется на 66%, свинец на 90% и медь на 45%. Испытанные добавки других хлоридов MgCl2*6H2О, NН4Сl) дали худшие результаты.
Аналогичные опыты, проведенные в Механобре и Гинцветмете с пробой железного концентрата, содержавшего около 0,7% Рb, показали, что при агломерации шихты с добавкой 3% хлористого кальция удается отогнать около 90% свинца. Лабораторными опытами по улавливанию возгонов было установлено, что хлористый свинец удовлетворительно улавливается как мокрым электрофильтром, так и тканевым фильтром