ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Цинк из съемов с латуни из "Извлечение металлов и неорганических соединений из отходов" При контактировании расплавленной латуни с воздухом или другим кислородсодержащим газом на ней быстро образуется поверхностный слой оксида цинка, В результате этого при производстве латуни и ее последующей разливке значительное количество цинка теряется в виде оксидных съемов, плавающих на поверхности. В процессе удаления съемов с расплава и при обработке флюсами перед разливкой происходят также заметные потери самой латуни, достигающие 5%. Содержание металлов в этих съемах обычно составляет 85 % (в основном сплавы меди и цинка и оксид цинка). [c.389] Очевидно, что для повышения экономичности производства количество таких потерь должно быть сведено к минимуму, поэтому были предложены различные способы извлечения металлов из съемов с латуни. Количество съемов, образующихся ежемесячно на двух крупных установках по производству латуни, составляет 400 и 750 т соответственно. [c.389] Хотя некоторые из известных способов переработки съемов позволяют несколько уменьшить потери материалов, тем не менее эти потери все еще остаются весьма значительными. Известные методы можно разделить на три основных типа. Одним из них является пирометаллургическая обработка съемов, например, во вращающейся печи, с выведением оксида цинка с помощью флюсов. При этом потери составляют 30—40 % от содержания цинка и 10—20 % от содержания меди к перерабатываемой смеси также добавляется 1—3 % чистой латуни. [c.389] Для выделения цинка съемы с латуни можно также подвергать измельчению, например в шаровой мельнице, с последующим разделением металлов и примесей гидравлическим методом. Этот метод позволяет выделить до 90 % материалов, присутствующих в Съемах в металлическом виде. При этом в качестве отходов образуется водная суспензия мелких частиц, в состав которой входит практически весь оксид цинка и другие загрязнения (включая органические соединения и кремнезем), а также 10—14 % меди. [c.389] По третьему методу съемы подвергают плавлению и удаляют слой оксида цинка, содержащий 1—3 % меди, в виде отхода. В ходе процесса, большая часть цинка, содержащегося в сплаве, превращается в оксид цинка и попадает в отходы. Из латуни отливают аноды с добавлением чистой электролитной меди. [c.389] Процесс, разработанный X. Бзура [патент США 3 905808, 16 сентября 1975 г. фирма Мэдисон Индастриз, Инк. ), предусматривает выделение металлов и соли цинка из съемов с латуни химическими методами после предварительного измельчения сырья. Процесс включает, в случае необходимости, отсеивание крупных частиц (в основном состоящих из металлов), обработку более мелкой фракции концентрированной соляной или серной кислотой при перемешивании, при такой скорости подачи и соотношениях реагентов, чтобы в реакцию вступала окись цинка, а металлы не реагировали. Обычно для этой цели добавляют такие количества кислоты, чтобы величина pH в реакционной зоне составляла 0,1—1,5. Затем проводят отстаивание металлические частицы возвращают в производство латуни, а раствор соли цинка, также представляющий собой полезный продукт, сливают из реактора. [c.389] На рис. 173 представлена установка для осуществления данного процесса, включенная в общую схему процесса. Питатель 9 подает в реактор 18 измельченный материал, поступающий с сита 3 (предварительное измельчение проводится в молотковой мельнице 2). Кислоту добавляют в ргактор 18 с заданной скоростью по линии 16. [c.390] Предпочтителен вариант процесса, при котором съемы с латуни подают в реактор со скоростью 5 т/ч. Величину pH реакционной смеси контролируют с помощью датчика, который связан с вентилем/5, регулирующим скорость подачи кислоты по линии 16, что позволяет поддерживать pH среды в заданном интервале. [c.391] В этом случае кислота быстро и эффективно взаимодействуе,т со всем присутствующим оксидом цинка, но не реагирует с металлами. В случае соляной кислоты желательный интервал pH составляет от 0,1 до несколько меньше чем 1,0 с оптимальным значением 0,3—0,5. Для соляной кислоты желательный интервал pH 0,1 —1,5 с оптимальным значением 0,1—0,8. Хотя процесс можно проводить и при других величинах pH, но это нежелательно. При слишком малых pH присутствует избыток кислоты, который должен быть нейтрализован цинковой пылью (или ее заменителем). Раствор, содержащий избыток кислоты, стекает из реактора через патрубок 20 и при взаимодействии с цинком, содержащиеся в нем соли медн (образовавшиеся прн взаимодействии кислоты с латунью) превращаются в соли цинка и происходит высаживание металлической меди. [c.391] При слишком высоких pH оксид цинка, содержащийся в смеси, реагирует не полностью. При pH 3,5 реакция очень замедляется и процесс становится практически неосуществимым даже при значительном увеличении времени пребывания сырья в реакторе 18. Протекание реакции можно регулировать и за счет изменения других параметров процесса, либо путем изменения скорости подачи реагент Б, однако ни один из этих методов не является таким простым и удобным как контроль по величине pH. [c.391] Продукт реакции выводят из реактора 18 через патрубок 20. Непрореагировар,-шие тяжелые частицы, в основном состоящие из металлов, оседают на дне реактора и удаляются оттуда через слив с вентилем 17. В ходе реакции происходит вспенивание реакционной смеси в реакторе 18. Однако это не вызывает больших трудностей, поскольку величину ценообразования можно легко контролировать, иапример путем перемешивания либо другими методами, в частности добавлением веществ, препятствующих ценообразованию. [c.391] Кислоту и измельченные латунные съемы добавляют в реактор на достаточном удалении от выводного патрубка 20, чтобы обеспечить хорошее перемеишвание и достаточное время пребывания сырья в реакционной зоне и, следовате.пьно, полнее превращение оксида цинка в цинковую соль. Вода в реактор добавляется по линии 13 с вентилем 12 и предназначена для разбавления реакционной смеси до такого состояния, чтобы образующаяся цинковая соль оставалась в растворе. Подача воды в основном необходима для получения сульфата цинка. [c.391] Раствор, вытекающий через патрубок 20, содержит в основном соль цинка. Однако в нем могут содержаться небольшие количества очень мелкодисперсных металлов, других примесей и, возможно, соли металлов, обычно соль меди. В случае необходимости этот раствор можно обработать цинковой пылью для перевода всех других более электроположительных металлов в элементарные металлы с дополнительным получением цинковых солей. Такую обработку проводят в реакторе 25. Затем жидкую массу фильтруют или непрерывно центрифугируют для удаления мелких твердых частиц в показанной схеме эта стадия проводится в сепараторе 26. В твердой фракции обычно содержится основное количество загрязнений и - 0,5 % меди от ее массы, содержащейся в исходном сырье. Такое содержание меди можно считать пренебрежимо малым и ее выделение нецелесообразно. [c.391] Отделенная твердая фракция по сливной трубе 17 выводится из реактора и поступает на промывку, В показанном на схеме варианте промывка проводится с помощью шнекового транспортера 21, подающего смесь из промывного резервуара 22 противотоком промывной воде, подаваемой из разбрызгивающего устройства 14. В случае необходимости растворимые соли, перешедшие в раствор при промывке твердого металлического материала, могут быть выделены в результате подачи раствора из резервуара 22 по трубопроводу 24 (на схеме показан пунктиром) в трубопро-вод25 и далее в реактор 26 для осаждения. В этом случае через устройство 14 подается минимальное количество воды, чтобы не допустить чрезмерного разбавления раствора соли цинка. [c.391] Количество примесей в выделяемых материалах находится на достаточно низком уровне, что позволяет проводить их повторную загрузку в печи для получения латуни. Раствор цинковой соли не содержит аммиака содержание меди составляет 10 рргп. [c.392] Поскольку соль цинка образуется почти исключительно из оксида цинка, а не из цинка, входящего в состав сплава, то состав сплава, содержащегося в съемах с латуни, остается практически неизменным и его можно использовать без всякой дополнительной обработки. [c.392] Вернуться к основной статье