Расчет электротермической переработки серебристой пены

Переработка серебристой пены состоит из двух последовательных операций – дистилляции цинка из серебристой пены и купеляции серебристого свинца (рис. 12). С пеной в шихту дистилляции вводят коксик.

Серебристая пена

Коксик

Дистилляция цинка в электропечи

Серебристый свинец Шлак

Пары цинка и газы

На купелирование в оборот на

шахтную плавку

Конденсация

Металлический цинк

Пыль и газы

На обессеребривание

чернового свинца

Пылеулавливание

Пыль и газы

Грубая пыль

На тонкую очистку в цех

пылеулавливания

Рис. 12 Технологическая схема электротермической переработки серебристой пены

Электротермическая установка состоит из герметизированной, электрической печи, конденсатора и инерционного пылеуловителя после которого газы отводятся в рукавные фильтры. Вначале в электрической печи наплавляется шлак, содержащий 30–45% SiO₂, 25–30% СаО и 20–25% Na₂O. Затем в печь загружается серебристая пена и коксик для восстановления окислов свинца и цинка, присутствующих в пене. При нагреве пены до температуры 900–1200⁰С цинк испаряется, а в печи под слоем шлака остается сплав свинца и благородных металлов. Парогазовая смесь, проходя через завесу мельчайших капелек цинка, создаваемую в конденсаторе при помощи импеллера, охлаждается, и пары цинка конденсируются в жидкий металл. Конденсатор наполнен на половину жидким цинком. В газах содержится 80% СО. Запыленные газы очищают от пыли вначале в инерционном пылеуловителе, а затем в рукавных фильтрах. Установка работает под давлением.

Серебристый свинец направляют на купеляцию, а металлический цинк возвращают на обессеребривание свинца. Трассу и пыль, получаемые при чистке газоходов и с поверхности расплавленного цинка в конденсаторе, возвращают обратно в электропечь на дистилляцию. Шлак заменяют один раз в 20–25 дней и направляют на шахтную плавку.

Расчет выхода продуктов переработки богатой пены. Поступает в переработку богатой пены 9,2 т/сут. В ней 8% Ag (+Au), или 9,2•0,08=0,796 кг. Извлечение Ag (+Au) в серебристый свинец составляет 98%, или 0,736•0,98=0,721 т. Извлечение свинца в серебристый свинец составляет 99%, или 5,94•0,99=5,88 т.

Извлечение цинка в серебристый свинец равно 3%, или 9,2•0,2424•0,03=0,07 т. Количество серебристого свинца [Ag (Au)+Pb+Zn]•0,721+5,88+0,07=6,671 т/сут. Проверяем количество цинка в сконденсированном металле. Извлечение цинка в жидкий металл 95%, или 9,2•0,2424•0,96=2,12 т. Извлечение свинца в электротермический цинк 0,8%, или 5,94•0,008=0,04 т. Извлечение Ag (Au) в жидкий цинк 0,8%, или 0,736•0,008•1000=6 кг. Количество сконденсированного цинка 2,12+0,04+0,006=2,166 т.

Остальное количество металлов распределяется между шлаком, трассой, пылью и потерями. Баланс металлов при электротермической переработке серебристой пены приведен в таблице 73. Определяем количество обессеребренного свинца. Содержание свинца в исходном металле, поступающем на обессеребривание, 99,31%, или 306,7•0,9931=304,58 т. В процессе обессеребривания перейдет свинца в богатую пену 5,94 т. При обесцинковании обессеребренного свинца будет получено 1,53 т. Сконденсированный металл содержит 80–90% Zn и 10–20% Рb, принимаем для расчета их содержание соответственно 85 и 15%. Количество сконденсированного металла, полученного в результате обесцинкования свинца: 1,53/0,85=1,80 т; свинца в нём 1,80–1,53=0,27 т.

Таким образом, количество обессеребренного свинца, насыщенного цинком (0,6% Zn), с учетом получения богатой и бедной пены, а также использования для процесса загрязненного свинцом оборотного цинка составит (без учета потерь)

304,58–(2,60+5,94)+(0,04+0,27)=296,35 т/сут.

Содержание свинца в обессеребренном свинце 99,31/(1–0,0025+0,006)=98,96%. Количество обессеребренного свинца 296,35/0,9896=299,46 т/сут. Указанный свинец направляют на вакуумное обесцинкование.