Металлопрокат
Металлоконструкции
Обработка металла
Цинк встречается в земной коре в виде соединений с другими элементами. Известно более 60 цинковых минералов, наиболее распространены сернистые и кислородные соединения цинка (табл. 1).
Минералы: цинкит ZnO, ганит ZnO*Al2O3, гидроцинкит Zn5(CO3)2(OH)6, вилленит Zn2SiO4, франклинит (Zn, Mn)Fe2O4 и другие встречаются редко и в небольших количествах. Цинковым минералам в рудах сопутствуют кадмий, кобальт, таллий, индий, ртуть и другие редкие металлы и рассеянные элементы. Собственно кадмиевые руды неизвестны и кадмий извлекается в основном попутно с цинком. Кадмий содержится в цинковых рудах в виде сульфида CdS или карбоната CdCO3, находящихся в изоморфной смеси с ZnS или ZnCO3. Содержание кадмия в цинковой обманке колеблется от сотых долей до целых процентов
Вмещающие цинковые минералы горные породы состоят обычно из кварца SiO2, известняка CaCO3, доломита CaCO3*MgCO3, глинозема Al2O3, барита BaSO4 и др. В колчеданных месторождениях цинковых руд основную массу породы образуют сульфиды железа.
Цинковые руды делятся на сульфидные и окисленные В первых цинк представлен соединениями с серой (сфалерит, марматит), во вторых — карбонатом и силикатами Окисленные руды — вторичного происхождения. Они образовались в результате выветривания сульфидных месторождений Большинство сульфидных месторождений имеет сверху зону окисленных руд. Запасы окисленных руд очень ограничены Поэтому в переработку поступают в основном сульфидные цинковые руды.
Понятие «цинковые руды» — довольно условное. В той или иной степени цинковые руды за редким исключением содержат соединения свинца, меди, кадмия и других металлов, являясь поэтому полиметаллическим комплексным сырьем.
Полиметаллические сульфидные цинковые руды можно в свою очередь разделить на свинцово-цинковые, медно-цинковые и свинцово-медно цинковые.
К типу свинцово цинковых относятся месторождения Северного Кавказа, а также Салаирское и Сихотэ-Алинское.
Медно цинковые руды наиболее ярко представлены месторождениями Урала. Большинство руд Алтая являются свинцово-медно-цинковыми. К числу окисленных цинковых руд можно отнести руды Ачисайского Южно-Казахстанского месторождения.
Из-за низкого содержания металлов сульфидные руды предварительно обогащают с целью выделения концентратов. Окисленные руды, в отличие от сульфидных, труднее поддаются обогащению и, как правило, перерабатываются методом вельцевания во вращающихся печах.
В зависимости от генезиса сульфидных руд и степени взаимной вкрапленности минералов при обогащении получают различные по составу цинковые и другие концентраты. В табл. 2 приведен химический состав цинковых концентратов, получаемых в России из сульфидных руд.
На зарубежных обогатительных фабриках обычно получают концентраты с более высоким содержанием цинка — 63,8% (Пейнд-Орейл США); 60,3% (Порто-Маргера, Италия); 62,0% (Штейн, Германия). Большинство фабрик США выдают цинковые концентраты с содержанием 57—58% цинка. Получение богатых концентратов за рубежом объясняется как благоприятными свойствами руд, так и применением совершенных схем обогащения. Основное внимание за рубежом уделяется максимальному удалению из руды минералов пустой породы. В случае труднообогатимых руд высокое качество цинковых концентратов достигается ценой снижения извлечения цинка.
Резкого улучшения качества концентратов следует ожидать при использовании гибких технологических схем флотационного обогащения, освоении широкой гаммы флотореагентов, выделении в ряде случаев промпродуктов, внедрении операций обезмеживания, обессвинцевания и обезжелезнения концентратов. Положительную роль в этом деле должна сыграть автоматизация контроля и управления процессами.
К дополнительным источникам сырья для получения цинка можно отнести различные полупродукты свинцового и медного производств. Крупнейшим сырьевым резервом являются шлаки свинцовой и медной плавки, в которых содержание цинка нередко достигает 12—15%. При переработке шлаков методом фьюмингования свинец, цинк и кадмий возгоняются и улавливаются в фильтрах в виде окислов. Химический состав возгонов, приведенный в табл. 3, зависит от исходного состава шлаков.
Шлаковозгоны по содержанию цинка приближаются к цинковым концентратам.
В процессе обжига и агломерации свинцовых и медных концентратов. при плавке агломерата в шахтных печах, продувке штейнов в конвертерах и при переработке лома цветных металлов получаются пыли различного состава (табл. 4), которые могут рассматриваться как сырье для получения цинка, свинца и других металлов.
