» » Схемы технологических процессов оловянных заводов
08.05.2015

В технической литературе опубликованы весьма ограниченные сведения о схемах технологических процессов, применяемых на зарубежных оловянных заводах.
Из предыдущего изложения и приведенных показателей по отдельным переделам видно, что при плавке концентратов прямое извлечение олова составляет в среднем всего около 80% и редко достигает 90%. Более высокого извлечения олова из концентратов можно достичь многократной дополнительной переработкой полупродуктов и отходов, образующихся на различных стадиях технологического процесса, — шлаков, пыли, съемов, шламов, хвостов, гартлингов и др. Переработка этих оборотов усложняет технологические схемы оловянных заводов, но позволяет в итоге повысить общее извлечение олова из концентратов до 95—97%.
На некоторых зарубежных заводах содержание олова в отвальных шлаках иногда бывает весьма высоким — достигает 2—3% Sn. Однако количество таких шлаков обычно невелико, так как они получаются в результате переработки богатых концентратов, содержащих не менее 70% Sn. Поэтому с ними теряется всего 1—2% Sn. При плавке концентратов с более низким содержанием олова и к тому же загрязненных примесями количество олова, содержащегося в разных полупродуктах, значительно возрастает. Поэтому переработка их с целью более полного извлечения олова оказывает существенное влияние на экономику и показатели производства.
Технологическую схему выбирают в зависимости от состава перерабатываемых концентратов и ряда технических условий. Во всех случаях стремятся получить возможно более полное извлечение олова и других ценных компонентов.
Ниже описаны некоторые схемы, применяемые на зарубежных оловянных заводах.
На заводе Лонгхорн (США) применялась сложная разветвленная технологическая схема, так как среднее содержание олова в значительной части перерабатываемых концентратов относительно невысокое, а содержание в них примесей довольно заметное (рис. 24).
Схемы технологических процессов оловянных заводов

Поступающие на завод концентраты из боливийских руд по качеству делятся на три класса: содержащие 50—60% Sn с относительно небольшим количеством сурьмы, железа и кремнезема; содержащие 40— 50% Sn и низкосортные — с 18—35% Sn, содержащие много примесей
Низкосортные концентраты после опробования обжигают выщелачивают соляной кислотой и направляют на доводочную фабрику, где их измельчают и классифицируют. Крупный класс обогащают на отсадочных машинах, тонкий — на столах.
При содержании в исходных низкосортных концентратах 24% Sn, 20% Fe и 30% SiO2 обжигом, выщелачиванием и доводкой получают концентраты с 60—70% Sn.
Богатые концентраты обжигают в трубчатых печах, куда вместе с концентратами задают нефтяной кокс и соль, чтобы восстановить окислы железа до FesO4 и FeO и перевести в хлориды свинец, сурьму, медь и серебро.
Выщелачивание огарка проводят в сферических автоклавах при 110°, нагреваемых острым паром. После фильтрации и промывки кеки сушат в трубчатой печи.
Подготовленные концентраты плавят в отражательных печах, отапливаемых природным газом. Производительность печи по проплаву ~ 1 т/м2 сутки, площадь пода 43 M2. Плавку ведут на получение чистого олова и богатых шлаков, содержащих до 25% Sn, Металл и шлак выпускают в передний горн с внутренней перегородкой, где они разделяются, после чего черновой металл передается в котлы емкостью 50 т для рафинирования.
Богатые шлаки гранулируют и после подшихтовки плавят в отражательных печах, получая гартлинги, содержащие 20% Fe и 80% Sn, и отвальные шлаки с 1% Sn. Гартлинги гранулируют, подают в шихтовочные бункера и вместе с другими оборотами (съемами и т. д.) плавят в отражательных печах.
Отходящие от обжиговых печей газы проходят циклоны, где оседает основная масса пыли, а затем для окончательной очистки от пыли — электрофильтры Уловленная пыль является оборотным продуктом — ее направляют на извлечение олова.
Выплавка олова на этом заводе в 1945 г. составляла почти половину мирового выпуска олова, но в последующие годы производство олова на нем резко сократилось. По имеющимся данным, в настоящее время завод прекратил выпуск олова.
Схема, применяемая на заводе в Пуло-Брани (Сингапур, Малайя), отличается большей простотой, что объясняется плавкой более чистых концентратов, получаемых из открытых разработок.
Концентраты не подвергают предварительной обработке, а сразу плавят в отражательной печи, получая черновое олово и богатые шлаки. В черновое олово извлекается до 90% Sn.
Шлаки шихтуют с железным скрапом, углем, известняком и гартлингами и переплавляют в отражательной печи, получая черновое олово и вторые шлаки, которые после шихтовки плавят, получая гартлинги и третьи шлаки, содержащие 5% Sn. В результате плавки вторых и третьих шлаков получают отвальные шлаки, содержание олова в которых составляет около 3%. Расход угля 25—30%. Общее извлечение в товарное олово достигает примерно 96%.
В технологической схеме завода в Корнуэльсе также отсутствует предварительная подготовка концентратов, но она сложнее предыдущей, так как включает ряд операций, связанных с переработкой шлаков и других оборотов, образующихся в результате рафинирования чернового олова. По этой схеме получается много разных сортов шлаков и оборотов, в результате переработки которых выдается много сортов олова.
Для выделения из шлаков металлических корольков применяют их дробление и измельчение. Олово, выплавяемое в отражательных печах, рафинируют методами зейгерования, «дразнения» сырой древесиной и ликвацией. Отвальные шлаки содержат 2—4% Sn.
Технологическая схема небольшого завода Икуно (Япония) отличается от рассмотренных выше переработкой комплексных концентратов следующего состава: 65% SnO2, 6,6% FeWO4, 1,2% MnWO4, 0,34% Cu2S, 0,74% PbS, 2,0% ZnS, 1,7% FeAs8, 0,1% Bi, 13,0% Fe3O4, 2,6% FeS2, 3,0% SiO2, 2,0% Al2O3, 4,5% CaCO3, 1,9% MgCO3.
Согласно схеме, концентраты обжигают в трубчатых вращающихся печах длиной 6 м и диаметром 1,5 м при 850° (производительность печи 800 кг/час), огарок измельчают в стержневой мельнице, смешивают с Na2CO3 и загружают в другие трубчатые печи длиной 18,2 м и диаметром 1,8 м, чтобы перевести вольфрамит натрия в вольфрамат. Полученный огарок измельчают в стержневой мельнице и выщелачивают горячей водой. Раствор, содержащий вольфрамат натрия, отфильтровывают, а кек, представляющий собой очищенный от вольфрама концентрат, смешивают с углем, кремнеземом и известью и подают в плавку. Из раствора вольфрамата натрия хлористым кальцием осаждают искусственный шеелит, отфильтровывают, промывают и сушат.
Оловянные концентраты плавят в отражательной печи при 1300°. Расход угля высокий — 800 кг/т.
В результате плавки получают черновое олово, содержащее 96,8% Sn, 1,5% Pb, 1,2% Cu, 0,3% Bi, 0,2% As, 0,1% Sb, 0,3% Fe и шлаки состава 102% Sn, 25,3% Fe, 26,9% SiO2, 9,9% Al2O3, 7,5% CaO.
Богатые шлаки переплавляют в отражательной печи, а полученные вторые шлаки, содержащие 2,85% Sn, дробят, смешивают с измельченными коксом и пиритом и обрабатывают в трубчатой печи для перевода олова в возгоны. Возгоны улавливают в скрубберах, мешочных фильтрах и электрофильтрах. Отвальные шлаки содержат 1,65% Sn, 26,6% Fe, 26% SiO2, 10% CaO, 13% Al2O3.
Черновое олово, полученное от плавки концентратов в отражательных печах, рафинируют электролизом на заводе Осака, применяя кремнефтористую кислоту. При содержании олова в исходных концентратах 55- 60% извлечение составляет около 85%, а при содержании его выше 70% Sn извлечение достигает 92%.
Как ранее отмечалось, концентраты, поступающие на оловянные заводы России, весьма разнообразны по составу, содержанию в них олова и сопутствующих элементов, что заставляет применять для их переработки сложные технологические схемы. На оловянных заводах предусматривается доводка бедного оловянного сырья для удаления примесей и получения концентратов с высоким содержанием олова (60—70%).
Если в поступающих на завод концентратах содержится вольфрам, то их подвергают электромагнитной и электростатической сепарации, в результате чего получают вольфрамитовые концентраты, содержащие до 70% WO3.
Так как во многих сортах поступающих оловянных концентратов содержится сера и мышьяк, эти концентраты обжигают, что позволяет удалить до 80—90% этих элементов. Для удаления железа и других примесей применяют выщелачивание в крепкой соляной кислоте при температуре около 120°. Из растворов после выщелачивания и промывки концентратов осаждается висмут.
Выщелоченные концентраты направляют в плавку в электропечи или в отражательные печи. В отражательных печах плавят концентраты с содержанием железа выше 2,5%, концентраты, содержащие менее 2,5% Fe, проплавляют в электропечах.
При плавке концентратов в электропечах можно получать отвальные шлаки. Однако часто в процессе производства, особенно при плавке в отражательных печах, получают богатые шлаки, которые направляют на повторную переработку.
Выплавленный черновой металл рафинируют в котлах, получая марочное олово.
Съемы от рафинирования содержат около 60% Sn, которое извлекают в результате переплавки их в электропечах. Газы от обжиговых и плавильных печей, а также от котлов для рафинирования очищают в электрофильтрах, а уловленную пыль используют для извлечения олова. В процессе производства извлекают также содержащиеся в поступающем сырье ценные редкие металлы.