Recuperarea zincului din materiale oxidate în condiții industriale se efectuează numai cu ajutorul cărbunelui, folosind cărbune sau cocs ca agent reducător.
Scopul principal și general al acestui proces este separarea zincului de majoritatea componentelor care îl însoțesc în materialele industriale și naturale conținând zinc oxidat, cu cele mai mari avantaje tehnice și economice. Acest obiectiv se realizează datorită faptului că în condițiile reducerii carbonului-termic, zincul trece într-o stare metalică în care volatilitatea acestuia este mult mai mare decât volatilitatea altor componente care îl însoțesc în aceleași condiții. Prin urmare, are loc distilarea selectivă a zincului, care este distilat sub formă de abur. Faza de abur-gaz este îndepărtată din zona de distilare și zincul este condensat. Dacă, în acest caz, o concentrație suficient de mare de CO rămâne în fază gazoasă sau condensarea zincului este efectuată suficient de rapid pentru a preveni oxidarea vaporilor de zinc, metalul lichid condensează. În caz contrar, vaporii de zinc sunt oxidați și condensați cu ZnO.
Este destul de dificil să se creeze condiții pentru condensarea zincului metalic. A face acest lucru are sens numai atunci când zincul este restaurat din materiale oxidate bogate în zinc, cum ar fi aglomeratul de zinc, pentru a obține un metal de bază sau aproape de el. Pentru materialele cu conținut redus de zinc (minereuri de zinc oxidat, produse din industria metalurgică - prăjituri de zinc, zgură de zinc etc.) condensarea zincului distilat se efectuează în condiții de oxidare. Sublimatele obținute din oxidul de zinc sunt prelucrate prin metode utilizate pentru materiale bogate de zinc oxidat sau utilizate ca oxid de zinc tehnic. Astfel, distilarea zincului din materiale sărace dorește concentrarea zincului într-o cantitate mică de sublimat de oxid.
Reziduuri de zinc procesare pirometalurgie efectuat în principal de WAELZ, în timp ce în practică în alte țări ale arborelui de plumb topire în principal folosit (turte de zinc aglomerare lotul administrat de ardere concentrat de plumb), urmată de tratare cu vapori formate în arborele tsinkovistyh topire zguri.
Ceara este recuperarea materialului oxidat cu conținut de zinc solid dispersat de cocs în cuptoare tubulare rotative, cu distilarea zincului metalic și condensarea zincului oxidat (oxidul weltz).
Recuperarea chimică a materialelor zinc oxidate
Pentru a restabili materialele zinc oxidate, procesele trifazice și comportamentul individual al fazelor individuale sunt caracteristice. Pentru a judeca chimia reducerii carbonotermice a acestor materiale, trebuie să cunoaștem compoziția lor de fază.
Zincul Kekaha Principalele componente reprezentate prin următoarele forme: zinc - în principal din ferită ZnFe2 O4, și un mic grad de ZnS sulfurat și sulfat ZnSO4 (datorită captării a soluției de sulfat de zinc); plumbul este în principal sulfat de PbSO4 și într-o mică măsură sulfură; cupru și cadmiu - în principal în ferite; fierul este sub formă de ferită, magnetit Fe3O4. 2 sulfat bazic amorf Fe2 O3 • SO3 • H2O și, hematita α-Fe2 O3. În procesul de uscare turte umede care conțin soluție de zinc acid format în cantități mici de sulfat de zinc, cupru, cadmiu (interacțiune cu SO4 feritelor H2).
Zincul aglomeratului de zinc este în următoarele forme: zicita ZnO, ferrifranklinita, (Zn, Fe) Fe2 O4 willemite glandulară (Zn, Fe) 2 SiO4. Aglomeratele la arborele de topire conține cantități substanțiale de plumb sub forma unui silicat de sticlă de plumb și poate fi în cantități mici în ferita de plumb PbO formă (6 - y) • Fe2 O3. unde y ≤ 1, deoarece este suficient de stabilă din punct de vedere termic.
Oxidul de zinc este dificil de recuperat și acest lucru necesită valori ridicate ale pCO și t la care procesul se desfășoară prin reacție
ferita de zinc este rezistent la disociere în aer la 1400 ° C (și nu se topește până la această temperatură). Incepand cu recuperarea sa este observat la 650-750 ° C pentru a elibera ZnO și formează o fază separată (Zn, Fe) O • Fe2 03. Acest lucru se datorează faptului că recuperarea Fe 3+ are loc fără asociat Zn 2+ recuperare și cantitate stoechiometrică în exces față de MeO în spinelul trebuie alocate din ea într-o fază separată de ZnO, iar spinelul restul de ferită menține compoziția stoechiometrică, dar sărăcit de zinc, se apropie de compoziția Fe3 O4. Într-o măsură limitată, este posibilă o reacție
Reducerea sulfatilor poate duce la formarea unei sulfuri, a unui oxid sau a unui metal. Aceasta depinde de raportul afinității Me2 + la sulf și oxigen, precum și de stabilitatea sulfatului la disocierea termică.
Sulfații de plumb și cadmiu caracterizați prin rezistență ridicată la disociere și o afinitate mai scăzută a Me2 + la oxigen decât la sulf sunt reduse la sulfuri. De exemplu:
și sulfatul de plumb bazic este redus prin reacție
PbO - PbS04 + 5CO = Pb + PbS + 5C02. (12.4)
La temperaturi suficient de scăzute, la care sulfatul de zinc este stabil din punct de vedere termic, reducerea are loc în funcție de reacții
ZnO • 2ZnSO4 + 8 CO = ZnO + 2 ZnS + 8 CO2.
Sulfatul de cupru este mai puțin rezistent la temperatură decât plumbul, cadmiul, sulfații de zinc și CuO este un oxid ușor reductibil, astfel încât CuSO4 este redus la metal:
Astfel, chimia reducerii sulfatului este determinată de raportul dintre ratele de disociere termică și reducere. Dacă disocierea are loc mai repede decât recuperarea, atunci produsul solid final al procesului este un oxid sau metal dificil de reparat. Dacă reducerea sulfatului are loc rapid, produsul final al procesului va fi sulfura metalică. Creșterea temperaturii accelerează uneori disocierea termică și reducerea sulfatului și acest lucru poate schimba chimia procesului: de exemplu, la temperaturi scăzute se formează sulfură și la temperaturi mai ridicate se formează metal.
Aglomeratele conțin silicat de zinc, zinc, care în condiții tipice pentru aglomeratul de recuperare este redus în mod adecvat pentru a forma un vapori de zinc metalic, și comunică cu silice eliberată oxizi formatoare de rocă din silicați.
În cazul reducerii carbometermice a zincului din diferite materiale oxidate, acesta se sublimează sub forma unui metal, în timp ce alte componente sublimate au forme volatile diferite în care sunt predominant distilate: plumb sub formă de PbS; cadmiu sub formă de metal și CdS; indiu sub formă de 1nC13 și InO; clor ca o serie de cloruri, dar principalul este AlCl3.
Trimiteți-le prietenilor: