Руда цинка – Цинковые руды месторождения, минералы содержащие цинк

цинковые руды — это… Что такое цинковые руды?



цинковые руды

ци́нковые ру́ды

Основной минерал — сфалерит, кроме того, каламин, смитсонит и др. Цинковые руды — составная часть полиметаллических и медно-колчеданных руд, реже образуют самостоятельные залежи. Главные добывающие страны: Австралия, Испания, Казахстан, Канада, Мексика, Перу, Россия, США.

* * *

ЦИНКОВЫЕ РУДЫ ЦИ́НКОВЫЕ РУ́ДЫ, основной минерал сфалерит (см. СФАЛЕРИТ), кроме того, каламин (см. КАЛАМИН), смитсонит (см. СМИТСОНИТ) и др. Цинковые руды — составная часть полиметаллических (см. ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ РУДЫ) и медноколчеданных руд, реже образуют самостоятельные залежи. Главные добывающие страны: Австралия, Канада, Испания, Казахстан, Мексика, Перу, Россия, США.

Энциклопедический словарь. 2009.

• цинковая обманка
• цинковый купорос

Смотреть что такое «цинковые руды» в других словарях:

• ЦИНКОВЫЕ РУДЫ — основной минерал сфалерит, кроме того, каламин, смитсонит и др. Цинковые руды составная часть полиметаллических и медноколчеданных руд, реже образуют самостоятельные залежи. Главные добывающие страны: Австралия, Канада, Испания, Казахстан,… …   Большой Энциклопедический словарь

• Цинковые руды —         см. Свинцово цинковые руды. Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984 1991 …   Геологическая энциклопедия

• цинковые руды — природные минеральные образования, служащие сырьём для промышленного извлечения цинка. Гл. минерал – сфалерит (ZnS, 67 % Zn), которому сопутствуют обычно сульфиды свинца, меди и др. минералы, содержащие многочисленные элементы примеси. Цинковые… …   Географическая энциклопедия

• Цинковые руды —         см. в ст. Полиметаллические руды …   Большая советская энциклопедия

• ЦИНКОВЫЕ РУДЫ — Осн. минерал сфалерит, кроме того, каламин, смитсонит и др. Ц. р. составная часть полиметаллич. и медно колчеданных руд, реже образуют самостоят. залежи. Гл. добывающие страны: Австралия, Испания, Казахстан, Канада, Мексика, Перу, Россия, США …   Естествознание. Энциклопедический словарь

• Свинцово-цинковые руды

  —         полиметаллические руды (a. zinclead ores; н. Blei Zinc Erze; ф. minerais de plomb et de zinc; и. minerales de plomo y cinc), природные минеральные образования, содержащие свинец и цинк в количествах, при к рых экономически целесообразно… …   Геологическая энциклопедия

• СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫЕ РУДЫ — (полиметаллические руды), суммарное содержание Pb и Zn от 2 4% (бедные руды) до свыше 7% (богатые). Свинцово цинковые руды часто содержат попутные компоненты: Cu, Au, Ag, Cd, Wi, Sb, Hg, Se и др. Мировые запасы около 800 млн. т. Главные… …   Современная энциклопедия

• Свинцово-цинковые руды — (полиметаллические руды), суммарное содержание Pb и Zn от 2 4% (бедные руды) до свыше 7% (богатые). Свинцово цинковые руды часто содержат попутные компоненты: Cu, Au, Ag, Cd, Wi, Sb, Hg, Se и др. Мировые запасы около 800 млн. т. Главные… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• свинцово-цинковые руды — см. Полиметаллические руды. * * * СВИНЦОВО ЦИНКОВЫЕ РУДЫ СВИНЦОВО ЦИНКОВЫЕ РУДЫ, см. Полиметаллические руды (см. ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ РУДЫ) …   Энциклопедический словарь

• СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫЕ РУДЫ — см. Полиметаллические руды …   Большой Энциклопедический словарь

Книги

• Зеленые оракулы, В. И. Артамонов. «Цветущий папоротник, под которым лежит клад»- красивая древняя легенда, и только? В природе нет цветущего папоротника, зато легенда о нем бытует у многих народов. А если не папоротник, а… Подробнее  Купить за 620 руб
• Зеленые оракулы, В. И. Артамонов. «Цветущий папоротник, под которым лежит клад» — красивая древняя легенда, и только? В природе нет цветущего папоротника, зато легенда о нем бытует у многих народов. Аесли не папоротник, а… Подробнее  Купить за 200 руб

dic.academic.ru

Цинковые руды Википедия

Эта статья — о комплексных металлических рудах. О российской горнодобывающей компании см. Полиметалл.

Полиметалли́ческие ру́ды (от поли… и металлы) — комплексные руды, содержащие целый ряд химических элементов, среди которых важнейшими являются свинец и цинк. Кроме этого полиметаллические руды могут содержать медь, золото, серебро, кадмий, иногда висмут, олово, индий и галлий. Основными минералами, формирующими полиметаллические руды, являются галенит, сфалерит, в меньшей степени пирит, халькопирит, арсенопирит, касситерит.^[1]

Формирование первичных полиметаллических руд происходило в различные геологические эпохи (от докембрия до кайнозоя). В основном такие руды залегают в толще вулканогенных пород кислого состава.^[1]

Породы, содержащие полиметаллические руды, часто интенсивно изменены гидротермальными процессами — хлоритизация, серицитизация и окварцевание. Некоторое значение имеют также гидротермальные месторождения. Они образуются в результате процессов выветривания приповерхностных частей рудных тел (до глубины 100—200 м). Данные месторождения обычно представлены гидроокислами железа, содержащими церуссит PbCO

3, англезит PbSO₄, смитсонит ZnCO₃, каламин Zn₄[Si₂O₇][OH]₂×H₂O, малахит Cu₂[CO₃](OH)₂, азурит Cu₃[CO₃]₂(OH)₂. В зависимости от концентрации рудных минералов различают сплошные или вкрапленные руды. Рудные тела полиметаллических руд отличаются разнообразием размеров (имея длину от нескольких м до км), морфологии (пластообразные и линзообразные залежи, штоки, жилы, гнёзда, сложные трубообразные тела) и условий залегания (пологие, крутые, согласные, секущие и прочие).

Промышленное использование

Полиметаллические руды преимущественно добывают в Канаде, Австралии, США, Бразилии, России, Казахстане, Индии, Мексике и Ирландии. Месторождения руды разрабатываются подземным и открытым способами, причём удельный вес открытых разработок с каждым годом возрастает и составляет около 30%. При переработке полиметаллической руды получают два основных вида концентратов, содержащих соответственно 40—70% свинца, 40—60% цинка и меди. В процессе механического обогащения серебро уходит в свинцовый концентрат. При металлургическом переделе, кроме основных, извлекаются остальные (попутные) компоненты.

Примечания

Литература

• Малая шахтёрская энциклопедия, 2004 г.

wikiredia.ru

цинковые руды — это… Что такое цинковые руды?



цинковые руды

ци́нковые ру́ды

природные минеральные образования, служащие сырьём для промышленного извлечения цинка. Гл. минерал – сфалерит (ZnS, 67 % Zn), которому сопутствуют обычно сульфиды свинца, меди и др. минералы, содержащие многочисленные элементы-примеси. Цинковые руды сравнительно редко образуют самостоятельные рудные тела в полиметаллических месторождениях. Чаще они являются составной частью полиметаллических руд.

География. Современная иллюстрированная энциклопедия. — М.: Росмэн. Под редакцией проф. А. П. Горкина. 2006.

.

Смотреть что такое «цинковые руды» в других словарях:

• ЦИНКОВЫЕ РУДЫ — основной минерал сфалерит, кроме того, каламин, смитсонит и др. Цинковые руды составная часть полиметаллических и медноколчеданных руд, реже образуют самостоятельные залежи. Главные добывающие страны: Австралия, Канада, Испания, Казахстан,… …   Большой Энциклопедический словарь

• Цинковые руды —         см. Свинцово цинковые руды. Горная энциклопедия. М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984 1991 …   Геологическая энциклопедия

• цинковые руды — Основной минерал  сфалерит, кроме того, каламин, смитсонит и др. Цинковые руды  составная часть полиметаллических и медно колчеданных руд, реже образуют самостоятельные залежи. Главные добывающие страны: Австралия, Испания, Казахстан, Канада,… …   Энциклопедический словарь

• Цинковые руды —         см. в ст. Полиметаллические руды …   Большая советская энциклопедия

• ЦИНКОВЫЕ РУДЫ — Осн. минерал сфалерит, кроме того, каламин, смитсонит и др. Ц. р. составная часть полиметаллич. и медно колчеданных руд, реже образуют самостоят. залежи. Гл. добывающие страны: Австралия, Испания, Казахстан, Канада, Мексика, Перу, Россия, США …   Естествознание. Энциклопедический словарь

• Свинцово-цинковые руды —         полиметаллические руды (a. zinclead ores; н. Blei Zinc Erze; ф. minerais de plomb et de zinc; и. minerales de plomo y cinc), природные минеральные образования, содержащие свинец и цинк в количествах, при к рых экономически целесообразно… …   Геологическая энциклопедия

• СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫЕ РУДЫ — (полиметаллические руды), суммарное содержание Pb и Zn от 2 4% (бедные руды) до свыше 7% (богатые). Свинцово цинковые руды часто содержат попутные компоненты: Cu, Au, Ag, Cd, Wi, Sb, Hg, Se и др. Мировые запасы около 800 млн. т. Главные… …   Современная энциклопедия

• Свинцово-цинковые руды — (полиметаллические руды), суммарное содержание Pb и Zn от 2 4% (бедные руды) до свыше 7% (богатые). Свинцово цинковые руды часто содержат попутные компоненты: Cu, Au, Ag, Cd, Wi, Sb, Hg, Se и др. Мировые запасы около 800 млн. т. Главные… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• свинцово-цинковые руды — см. Полиметаллические руды. * * * СВИНЦОВО ЦИНКОВЫЕ РУДЫ СВИНЦОВО ЦИНКОВЫЕ РУДЫ, см. Полиметаллические руды (см. ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ РУДЫ) …   Энциклопедический словарь

• СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫЕ РУДЫ — см. Полиметаллические руды …   Большой Энциклопедический словарь

Книги

• Зеленые оракулы, В. И. Артамонов. «Цветущий папоротник, под которым лежит клад»- красивая древняя легенда, и только? В природе нет цветущего папоротника, зато легенда о нем бытует у многих народов. А если не папоротник, а… Подробнее  Купить за 620 руб
• Зеленые оракулы, В. И. Артамонов. «Цветущий папоротник, под которым лежит клад» — красивая древняя легенда, и только? В природе нет цветущего папоротника, зато легенда о нем бытует у многих народов. Аесли не папоротник, а… Подробнее  Купить за 200 руб

dic.academic.ru

Основы металлургии цинка

Свойства цинка

Цинк находится во второй группе периодической системы. Подобно другим элементам этой группы, он двухвалентен и имеет явно выраженные металлические свойства. Но как металл цинк уступает в активности бериллию, магнию и щелочноземельным металлам, представляющим главную подгруппу той же второй группы.

Порядковый номер цинка 30, в четвертом ряду он находится на рубеже между никелем и медью – с одной стороны и галлием, германием и мышьяком – с другой. Такое переходное положение между типичными металлами и неметаллами объясняет появление у цинка неметаллических свойств, выраженных в амфотерности его окиси.

Точки плавления и кипения цинка соответственно равны 427 и 907 ºС. Сравнительно низкая температура кипения была причиной, задержавшей развитие производства цинка. Привычные способы выплавки металлов нагреванием смеси руды и угля не давали результата из-за летучести цинка, который уходил из печного пространства с дымовыми газами в виде паров. Позднее научились конденсировать пары, что породило дистилляционный способ получения цинка.

Природный цинк с атомной массой 65,37 состоит из пяти изотопов: Zn⁶⁴, Zn⁶⁶, Zn⁶⁷, Zn⁶⁸, Zn⁷⁰ .

Электрохимический потенциал цинка

Zn²⁺ + 2e = Zn;
E⁰ = -0,76 в.

Большая отрицательная величина потенциала характеризует высокую активность цинка. Однако он разлагает холодную воду; причина тому не только покрывающая металл тонкая пленка основных углекислых солей, но и медленный разряд ионов водорода на цинке – высокое перенапряжение на нем водорода.

Примеси железа, меди и других более электроположительных металлов значительно ускоряют растворение цинка в кислотах.

Для защиты железа от коррозии его покрывают слоем цинка. При местном разрушении покрытия защита продолжается: обнаженные участки железа не разрушаются, они становятся местами выделения водорода за счет растворения цинка.

В сильных кислотах цинк растворяется с выделением водорода, а в растворах щелочей – с образованием анионов цинковой кислоты, цинкатов:

Zn + 2NaOH = Na₂ZnO₂ + H₂.

Окись цинка ZnO – рыхлый белый порошок, получаемый сжиганием паров цинка на воздухе, ее широко применяют для производства масляных и других малярных красок: чистый белый цвет и кроющая способность сделали цинковые белила необходимым материалом в малярном деле.

Окись цинка – вещество неплавкое: при температурах выше 1800 ºС она испаряется без плавления. Температура начала восстановления цинка из окиси углеродом около 950 ºС.

Сульфид цинка ZnS также неплавок и при температуре выше 1180 ºС заметно летуч. При нагревании на воздухе ZnS окисляется до основных сульфатов – ZnO · nZnSO₄, сульфата ZnSO₄ и окиси ZnO.

Сырье для получения цинка

Основным источником получения цинка являются сульфидные, медно-свинцово-цинковые, медно-цинковые и свинцово-цинковые руды.

В сульфидных рудах цинк обычно присутствует в виде сфалерита или вуртцита, состав которых отвечает формуле ZnS, и марматита nZnS · mFeS. Спутниками цинка в полиметаллических рудах являются минералы и элементы.

В окисленных зонах месторождений цинксодержащих руд основными кислородсодержащими минералами цинка являются: смитсонит ZnCO₃, цинкит ZnO и каламин ZnO·SiO₂ ·H₂O. Окисленные цинковые руды в настоящее время имеют подчиненное значение.

В сульфидных полиметаллических рудах содержание цинка обычно составляет 1…3 %. Эти руды имеют сложный состав. Все это обусловливает необходимость проведения предварительного обогащения руд по селективной схеме с получением нескольких концентратов.

Цинковые концентраты селективного флотационного обогащения полиметаллических руд содержат, %: Zn – 48…60; Pb – 1,5…2,5; Cu – 1…3; Cd – до 0,25; Fe – 3…10; S – 30…38, пустой породы – до 10.

Цинковые концентраты – комплексное дорогостоящее сырьё. Из них нужно извлекать цинк, свинец, медь, кадмий, серу, золото, серебро, ртуть, галлий, индий, таллий, селен, теллур и др.

Иногда при обогащении труднообогатимых медно-цинковых руд получают промежуточные продукты, содержащие 12…18 % Zn и 4…8 % Cu. Переработка этих материалов затруднена как на цинковых, так и на медных заводах.

Переработку цинковых концентратов в настоящее время осуществляют двумя методами – пирометаллургическим и гидрометаллургическим.

В основе пирометаллургического способа лежит процесс восстановления оксида цинка при 1000…1100 ºС, т. е. при температуре выше точки кипения металлического цинка, что обеспечивает выделение его в момент образования в парообразном состоянии и возгонку в виде паров:

ZnO + C = Zn_пар + CO; ZnO + CO = Zn_пар + CO₂.

Пары цинка в дальнейшем конденсируют. Получение жидкого цинка дистилляцией возможно только в условиях сильно восстановительной атмосферы и полной герметизации применяемой аппаратуры.

В связи с тем что цинковый концентрат представляет собой сульфидный материал, а восстановление цинка возможно только из его оксида, дистилляции предшествует окислительный обжиг с полным удалением серы.

Возможны несколько вариантов аппаратурного оформления пирометаллургического способа получения цинка: в горизонтальных и вертикальных ретортах, в шахтных и электрических печах. Принцип действия положен в основу получения паров цинка в электротермической части кивцетного агрегата.

Получающийся пирометаллургическим способом цинк обязательно содержит большое количество металлов-примесей, возгоняемых вместе с ним или попадающих в него из выносимой газами пыли. Поэтому дистилляционный цинк, как и всякий черновой металл, нуждается в рафинировании.

Пирометаллургический способ применяют с момента возникновения цинкового производства. Доля выпуска цинка этим способом из года в год сокращается и в настоящее время составляет не более 20 %.

Гидрометаллургический способ является в настоящее время основным. Широкое распространение гидрометаллургии при производстве цинка обусловлено ее значительными преимуществами по сравнению с дистилляцией. К ним относятся:

• извлечение большего количества цинка и сопутствующих элементов;
• большая комплексность использования сырья;
• высокое качество цинка;
• высокая механизация трудоемких процессов.

По этому способу цинк выщелачивают раствором серной кислоты из предварительно обожженного концентрата. При выщелачивании цинк переходит в раствор в виде сернокислого цинка по реакции

ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O.

При выщелачивании цинкового огарка в раствор частично переходят содержащиеся в нем компоненты. Качество получаемого электролитическим осаждением цинка зависит от чистоты раствора: чем чище раствор, поступающий на электролиз, тем более чистым получается товарный цинк. Поэтому перед электролизом раствор тщательно очищают от примесей.

Процесс электролитического осаждения цинка из очищенного раствора протекает по следующей суммарной реакции:

ZnSO₄ + H₂O = Zn + H₂SO₄ + 0,5O₂

Цинк при электролизе осаждается на катоде, а на аноде регенерируется серная кислота, необходимая для выщелачивания свежих порций огарка, и выделяется кислород. Катодные осадки цинка переплавляют и разливают в слитки.

Кек (нерастворенный осадок), получаемый после выщелачивания, подвергают дополнительной переработке с целью доизвлечения из него цинка и других ценных компонентов.

Способы получения цинка

Для извлечения цинка применяют два способа: пирометаллургический (дистилляционный) и гидрометаллургический (электролитный).

Дистилляционный способ

Дистилляция в горизонтальных ретортах

Цинковый концентрат обжигают для превращения сульфидов в окислы, сфалерит окисляется по реакции

2ZnS + 3O₂ = 2ZnO + 2SO₂ .

Смесь обожженного цинкового концентрата с мелким антрацитом или коксовой мелочью загружают в реторты из шамота, горизонтально установленные в печи, нагретой до 1400 °С.

В реторте цинк восстанавливается по реакции

ZnO + C = Zn_(пар) + CO.

К устью реторты примыкает конденсатор из огнеупорной глины; жидкий цинк из него по мере накопления вычерпывают. Однако в конденсаторе не все пары цинка успевают сконденсироваться, часть их уходит в железную аллонжу, надетую на устье конденсатора. В аллонже цинк улавливается в виде тонкой пыли – пусьеры.

В реторте могут восстанавливаться и другие металлы, содержащиеся в шихте, например кадмий, свинец, медь. Однако только кадмий и свинец испаряются в значительной мере и могут загрязнять цинк.

После окончания дистилляции конденсатор отнимают, а из реторты выгружают спекшийся остаток от дистилляции – раймовку. В раймовке 6–12 % Zn, для его извлечения требуется переработка раймовки другим способом.

Пирометаллургический способ получения цинка в горизонтальных ретортах по сути прост, но малопроизводителен и дает цинк, загрязненный свинцом и кадмием.

Поперечник горизонтальной реторты не может превышать 300–370 мм, а толщина ее стенки 30–50 мм. С увеличением этих размеров значительно ухудшается передача тепла внутрь шихты и скорость дистилляции. Длина реторты не должна превышать 1700–1900 мм, иначе при 1400 °С она не выдержит нагрузки на изгиб.

Реторта указанных размеров вмещает 80–90 кг шихты, содержащей около 30 кг цинка. При продолжительности цикла дистилляции 24 ч и выходе жидкого цинка 80–83 % одна реторта дает не больше 25 кг цинка в сутки. Поэтому на среднем по мощности современном заводе необходимо иметь в действии несколько тысяч реторт. Обслуживаются реторты до сих пор вручную – попытки механизировать эту работу не удались.

Дистилляция в вертикальных ретортах

Реторты удалось укрупнить, а обслуживание их механизировать лишь после того, как реторты поставили в вертикальное положение и сделали их из карборунда.

Карборунд – карбид кремния, химическая формула его SiC, температура плавления выше 2700 °С. Для изготовления огнеупорных изделий порошкообразный карборунд смешивают с 6–12 % огнеупорной глины. Смесь увлажняют и прессуют в формах, затем высушивают и обжигают при 1400–1600 °С. Полученные таким образом огнеупорные изделия сохраняют механическую прочность до 2000 °С, они химически нейтральны и в 3–4 раза более теплопроводны, чем шамот.

Вертикальная реторта представляет собой прямоугольную в сечении шахту, собранную из карборундовых плит или выложенную из карборундового кирпича.

Генераторный газ, обогревающий реторту, сжигают в камерах по обеим ее сторонам. Высота обогреваемой части около 7,5 м. Шихту загружают сверху в виде брикетов, из нижней части реторты непрерывно выгружают раймовку, сохраняющую в основном первоначальную форму брикетов. Для загрузки шихты и отвода паров цинка над ретортой делают камеру из огнеупорного кирпича. Нижняя часть реторты заканчивается железным коробом с водяным затвором.

Шихту готовят из обожженного цинкового концентрата, антрацита, коксующегося угля и связующего вещества. После тщательного перемешивания шихту пропускают через брикетный пресс. Далее брикеты нагревают до 750–900 °С; каменный уголь и смола при этом коксуются, упрочняя брикеты и придавая им необходимую пористость.

Дистилляция в вертикальных ретортах по химизму не отличается от обычной – в горизонтальных ретортах. Теплопроводность карборундовых стенок и брикетированной шихты выше, чем при обычной дистилляции, поэтому цинк отгоняется полнее, содержание его в раймовке обычно не менее 3–5 %.

Конденсатор выложен из огнеупорного кирпича, внутри он имеет перегородки, удлиняющие путь движения газов.

Газы, выходящие из конденсатора, направляют в скруббер (высокая башня с решетчатой насадкой внутри), где остатки цинка улавливают в виде тонкой пыли. Очищенные газы сжигают в топочном пространстве реторты; в результате этого удается сэкономить до 20 % топлива.

Продолжительность службы реторты 3–5 лет, производительность ее 4–7 т цинка в сутки, или до 90 кг на 1 м 2 теплопередающей стенки в сутки.

Сравнение некоторых показателей дистилляции цинка в горизонтальных и вертикальных ретортах приведены в табл. 9.

Дистилляция в электропечах

Один из недостатков вертикальных реторт заключается в необходимости передачи тепла через стенки, которые поэтому имеют более высокую температуру, чем шихта, и быстро изнашиваются. В связи с этим возникла идея нагревания шихты электрическим током, пропускаемым через нее, что привело к развитию электротермии цинка.

Электротермическим способом цинк получают в высоких шахтных печах (12–14 м), сложенных из высокосортного огнеупорного кирпича. Шихта состоит из спека обожженного концентрата и кокса. Ток проводится графитовыми электродами, установленными на расстоянии 8–10 м один от другого по высоте, и протекает через кокс. Между кусками кокса возникают многочисленные электрические дуги, нагревающие шихту в среднем до 1200 °С. Раймовку выгружают непрерывно, она содержит 15–16 % Zn. Пары цинка конденсируют в металл либо сжигают до окиси, которая и является конечным продуктом. Помимо цинка в раймовке всегда остаются свинец, медь и благородные металлы, поэтому она требует дополнительной переработки.

По другому способу дистилляцию в электропечах проводят при полном расплавлении шихты. Обожженный концентрат плавят в смеси с углем и флюсами при 1300–1350 °С, получая жидкий шлак, служащий телом нагрева; в него погружены сверху графитовые электроды.

При высокой температуре ванны еще до начала плавления шихты из нее восстанавливаются не только окислы меди и цинка, но и железо. Железо, растворяя в себе углерод и медь, образует на подине слой медистого чугуна. Общее извлечение цинка в газы достигает 95 %, но только 4/5 его удается получить в виде металла, остальной переходит в пыль и окислы.

Расход энергии здесь выше, чем при дистилляции из твердой шихты, он достигает 3300 кВт·ч на тонну цинка вместо 2550–2900 кВт·ч по первому способу. Преимущества дистилляции с расплавлением шихты – в меньших требованиях к качеству сырья и большей комплексности его использования.

В связи с развитием электротермии цинка были разработаны конструкции конденсаторов, позволяющих получить основную массу цинка в виде металла даже из довольно бедных газов. Для этого газы просасываются через ванну расплавленного цинка или в конденсаторе вращающимися мешалками разбрызгивается жидкий цинк.

Большая поверхность жидкого металла способствует конденсации паров, даже значительно разбавленных газами.

Дистилляция цинка в шахтных печах

При обычной восстановительной плавке до 4/5 цинка остается в шлаке и штейне, остальной теряется с газами. В нижней части шахтной печи цинк интенсивно восстанавливается по реакциям:

ZnO + C = Zn + CO;
ZnO + CO = Zn + CO₂.

Пары металла, поднимаясь с газами по шахте, вновь окисляются до окиси, оседающей на кусках шихты: с понижением температуры вторая из реакций быстро протекает в обратном направлении справа налево.

В Англии на заводе Эвонмаут были найдены условия плавки, позволяющие получить цинк в виде металла. Шихту и кокс перед загрузкой в печь подогревают до 800 °С, а воздушное дутье – до 600 °С. Плавку ведут с повышенным расходом кокса. В результате этого в газы переходит до 90 % цинка и он не окисляется: температура колошниковых газов поддерживается на уровне 1000 °С также и в результате сжигания части оборотного конденсаторного газа. Горячие газы поступают в большие конденсаторы, где резко охлаждаются. Чтобы предупредить конденсацию цинка в виде пыли, в конденсаторах интенсивно разбрызгивают жидкий свинец установленными для этого вращающимися мешалками. Конденсируясь на мелких каплях свинца, цинк образует с ним сплав, который непрерывно перекачивают насосами в разделительную ванну. Охлаждаясь здесь, сплав разделяется на два слоя: в нижнем 2,02 % Zn, остальное свинец, а в верхнем около 99,5 % Zn. Нижний слой возвращают в конденсаторы, а верхний на рафинирование.

Для получения 1 т цинка требуется разбрызгивание в конденсаторах около 400 т свинца. При нормальном режиме работы до 9/10 цинка получают из газов в виде жидкого металла и только 1/10 – в порошке и окислах; последние возвращают в шихту. В шлаках шахтной плавки содержится 0,5 % Pb и до 5 % Zn.

Рафинирование чернового цинка

В цинке, получаемом дистилляцией, обычно содержатся примеси в следующих пределах: 1–3 % Pb; 0,03–0,5 % Cd; 0,05–0,3 % Fe; 0,05–0,1 % Cu; 0,0003–0,05 % As.

Наиболее простое и дешевое рафинирование цинка ликвацией основано на снижении растворимости примесей при охлаждении металла до 430–450 °С. После отстаивания в течение 24–36 ч жидкий черновой цинк разделяется на три слоя: нижний содержит до 96 % Pb, средний, состоящий из твердых кристаллов FeZn 7 , включает основное количество примеси железа, а верхний по составу пригоден для многих потребителей – в нем остается до 1 % Pb и 0,03–0,04 % Fe.

Ликвацию проводят в отражательных печах емкостью до 150 т. На поверхности ванны от окисления цинка печными газами образуются порошкообразные съемы, возвращаемые на дистилляцию. Черновой цинк периодически загружают в ванну и сливают из нее верхний отстой. Отходы удаляют периодически. Свинцовый сплав пригоден для рафинирования свинца от благородных металлов, а железистый продукт возвращают на дистилляцию. Кадмий этим способом не удаляется, а остается в цинке и теряется.

Другой способ рафинирования – ректификация – позволяет получить цинк чистотой 99,996 % и извлечь из него кадмий.

Гидрометаллургия цинка

Для гидрометаллургической переработки цинковые концентраты тоже обжигают, а затем выщелачивают разбавленной серной кислотой.

Цинк переходит в раствор по реакции

ZnO + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂O.

Кремнезем и основная масса окислов железа остаются в нерастворимом остатке.

Полученный раствор сернокислого цинка очищают от примесей и подвергают электролизу. При этом на катодах осаждается чистый цинк, на анодах выделяется кислород, а в растворе накапливается серная кислота, снова пригодная для выщелачивания обожженного концентрата.

Количество серной кислоты должно соответствовать расходу ее на выщелачивание огарка. Этот баланс регулируют условиями обжига, оставляя часть серы в виде ZnSO₄ в огарке, не требующего затрат кислоты при выщелачивании и во время электролиза, образующего ее.

Реакции электролиза можно показать следующей краткой схемой:

на катоде 2Zn²⁺ + 4e = 2Zn,
на аноде 2H₂О – 4e = O₂ + 4H⁺ .

metallurgist.pro

Главнейшие минералы свинца и цинка

Минерал

Химический состав (формула)

Содержание элемента, %

Плотность, г/см3

1	2	3	4
Свинец
Галенит	PbS	86,6	7,57
Буланжерит	Pb5Sb4S11	55,4	6,21
Бурнонит	PbCuSbS3	42,5	5,93
Церуссит	РbСОз	77,5	6,55
Англезит	PbSO4	68,3	6,56
Пироморфит	Pb5(PO4)3CI	76,1	7,04
Ванадинит	Pb5(VO4 )3CI	73,1	6,88
Вульфенит	PbMoO4	51,5	6,57
Плюмбоярозит	PbFe6(SO4 )4(OH)12	19,22	3,67
Цинк
Сфалерит	ZnS	67,0	4,08
Вюртцит	ZnS	67,0	3,98–4,09
Смитсонит	ZnCO3	51,9	4,43
Каламин	Zn4(Si2O7)(OH)2 ·H2O	52,6	3,3–3,35
Цинкит	ZnO	80,2	5,68
Гидроцинкит	Zn5(OH)6(CO3)2	59,3	4
Виллемит	Zn2SiO4	58,4	4,20

5. Основное количество свинца (свыше 65 %) используется для производства аккумуляторных батарей. Значительная часть идет на изготовление оболочек электрических кабелей. Свинец входит в состав различных сплавов (баббитов, типографских и др.). Соединения свинца идут на изготовление красителей (белил, сурика и др.). Ввиду относительно большой химической стойкости применяется в химической промышленности для изготовления различной аппаратуры, в электролизных ваннах на металлургических заводах. Благодаря способности поглощать радиоактивное излучение свинец используется в ядерной технике. Применяется также в военном деле для изготовления боеприпасов.

Цинк используется главным образом (до 50 %) в качестве антикоррозионных покрытий, для оцинкования поверхностей. Значительное ко­личество цинка потребляется в различного рода сплавах с добавкой алюминия, меди и магния, обладающих хорошими литейными качествами. Большое количество цинка расходуется на производство латуни. Цинк входит в состав мельхиора, антифрикционного и типографского сплавов, применяется при изготовлении аккумуляторных батарей. Оксид цинка используется для изготовления цинковых белил, в качестве наполнителя при производстве резины, в медицине и химической промышленности.

Металлический цинк в виде порошка применяется для осаждения (цементации) золота и серебра из цианистых растворов, а также в гидрометаллургии для очистки цинковых растворов от меди и кадмия.

6. Основным источником получения свинца и цинка являются сульфидные руды, содержащие, кроме галенита и сфалерита, пирит, халькопирит, арсенопирит. Окисленные руды имеют подчиненное значение в качестве источника получения свинца и цинка и представляют собой железистые охры или баритовые сыпучки, содержащие в тех или иных количествах церуссит, англезит, смитсонит, каламин, малахит.

Свинцово-цинковые руды, как правило, содержат два основных полезных компонента – цинк и свинец. На медноколчеданных месторождениях широко распространены богатые пиритом медно-цинковые руды, практически не содержа­щие свинца. Руды с преобладающим содержанием свинца встречаются реже. К основным компонентам на многих месторождениях свинца и цинка относится также сульфидная сера, служащая одним из важных источников получения серной кислоты (при этом используется и тепловая энергия, выделяемая при переработке концентратов), а на некоторых – и барит, используемый в основном в качестве утяжелителя буровых растворов.

По содержанию основных компонентов свинцово-цинковые руды подразделяются следующим образом: богатые с содержанием свинца выше 4 % или с суммарным содержанием свинца и цинка выше 7 %; среднего качества (рядовые), содержащие от 2 до 4 % свинца или суммарно свинца и цинка от 4 до 7 %; бедные с содержанием свинца 1,2–2 % или суммарно свинца и цинка 2–4 %. Промышленностью иногда используются руды и с более низким содержанием свинца и цинка, если целесообразность их переработки обоснована.

По степени окисления руды полиметаллических месторожде­ний подразделяются на три типа: сульфидный, смешанный и окисленный. Критерием для отнесения руд к тому или иному типу служит содержание свинца и цинка в оксидной форме (табл. 2).

Таблица 2

studfile.net

Цинковые руды — это… Что такое Цинковые руды?



Цинковые руды

        см. Свинцово-цинковые руды.

Горная энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. Под редакцией Е. А. Козловского. 1984—1991.

• Цинковая промышленность
• Циннвальдит

Смотреть что такое «Цинковые руды» в других словарях:

• ЦИНКОВЫЕ РУДЫ — основной минерал сфалерит, кроме того, каламин, смитсонит и др. Цинковые руды составная часть полиметаллических и медноколчеданных руд, реже образуют самостоятельные залежи. Главные добывающие страны: Австралия, Канада, Испания, Казахстан,… …   Большой Энциклопедический словарь

• цинковые руды — Основной минерал  сфалерит, кроме того, каламин, смитсонит и др. Цинковые руды  составная часть полиметаллических и медно колчеданных руд, реже образуют самостоятельные залежи. Главные добывающие страны: Австралия, Испания, Казахстан, Канада,… …   Энциклопедический словарь

• цинковые руды — природные минеральные образования, служащие сырьём для промышленного извлечения цинка. Гл. минерал – сфалерит (ZnS, 67 % Zn), которому сопутствуют обычно сульфиды свинца, меди и др. минералы, содержащие многочисленные элементы примеси. Цинковые… …   Географическая энциклопедия

• Цинковые руды —         см. в ст. Полиметаллические руды …   Большая советская энциклопедия

• ЦИНКОВЫЕ РУДЫ — Осн. минерал сфалерит, кроме того, каламин, смитсонит и др. Ц. р. составная часть полиметаллич. и медно колчеданных руд, реже образуют самостоят. залежи. Гл. добывающие страны: Австралия, Испания, Казахстан, Канада, Мексика, Перу, Россия, США …   Естествознание. Энциклопедический словарь

• Свинцово-цинковые руды —         полиметаллические руды (a. zinclead ores; н. Blei Zinc Erze; ф. minerais de plomb et de zinc; и. minerales de plomo y cinc), природные минеральные образования, содержащие свинец и цинк в количествах, при к рых экономически целесообразно… …   Геологическая энциклопедия

• СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫЕ РУДЫ — (полиметаллические руды), суммарное содержание Pb и Zn от 2 4% (бедные руды) до свыше 7% (богатые). Свинцово цинковые руды часто содержат попутные компоненты: Cu, Au, Ag, Cd, Wi, Sb, Hg, Se и др. Мировые запасы около 800 млн. т. Главные… …   Современная энциклопедия

• Свинцово-цинковые руды — (полиметаллические руды), суммарное содержание Pb и Zn от 2 4% (бедные руды) до свыше 7% (богатые). Свинцово цинковые руды часто содержат попутные компоненты: Cu, Au, Ag, Cd, Wi, Sb, Hg, Se и др. Мировые запасы около 800 млн. т. Главные… …   Иллюстрированный энциклопедический словарь

• свинцово-цинковые руды — см. Полиметаллические руды. * * * СВИНЦОВО ЦИНКОВЫЕ РУДЫ СВИНЦОВО ЦИНКОВЫЕ РУДЫ, см. Полиметаллические руды (см. ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ РУДЫ) …   Энциклопедический словарь

• СВИНЦОВО-ЦИНКОВЫЕ РУДЫ — см. Полиметаллические руды …   Большой Энциклопедический словарь

Книги

• Зеленые оракулы, В. И. Артамонов. «Цветущий папоротник, под которым лежит клад»- красивая древняя легенда, и только? В природе нет цветущего папоротника, зато легенда о нем бытует у многих народов. А если не папоротник, а… Подробнее  Купить за 620 руб
• Зеленые оракулы, В. И. Артамонов. «Цветущий папоротник, под которым лежит клад» — красивая древняя легенда, и только? В природе нет цветущего папоротника, зато легенда о нем бытует у многих народов. Аесли не папоротник, а… Подробнее  Купить за 200 руб

dic.academic.ru

Цинковые руды и их обогащение — Знаешь как

Чисто цинковые руды практически неизвестны: всегда они комплексны, прежде всего по присутствию свинца и меди, Свинцово-цинковые и медно-цинковые руды с равной справедливостью можно назвать цинково-свинцовыми либо цинково-медными; однако это не принято, хотя цинка почти всегда больше , чем другого сопутствующего металла.

Руды бывают сульфидные и окисленные, последние в основном уже выработаны и не имеют существенного значения для современной металлургии. Поэтому отметим только наиболее часто встречаемые в них рудные минералы: смитсонит — ZnCO₃ и каламин H₂Zn2SiО₂.

В сульфидных рудах цинк представлен преимущественно сфалеритом, содержащим до 26% изоморфной примеси железа (марматит), до 2,5% кадмия и небольшие количества галлия, германия, индия, таллия, золота, серебра, а также олова, свинца и никеля. Вуртцит, будучи неустойчивым, встречается реже, всегда совместно со сфалеритом. В нем изоморфного железа меньше (до 8%), кадмия редко более 1%; примесь германия обычна, а галлия — менее характерна.

Свинец в виде галенита PbS — наиболее типичный спутник цинка. Этому минералу свойственны включения до 1 % серебра в виде сульфидов и твердого раствора AgBiS₂, часть серы изоморфно замещается селеном. Анализ галенита из разных месторождений показывает присутствие до 0,1% серебра. Висмут встречается реже, но иногда его более 1,5%, селена бывает до 1,3%, теллура, как правило, очень мало.

Медь сопутствует свинцу и цинку главным образом в халькопирите, который всегда сопровождается пиритом, иногда арсенопиритом. Сам пирит часто содержит до 2,7% мышьяка, а также примеси сурьмы, меди, золота и серебра.

Сульфидные свинцово-цинково-медные руды залегают среди карбонатных или силикатных пород, в первых преобладают известняк и доломит, во вторых — силикаты алюминия, железа, кальция и кварциты.

Помимо показанных здесь основных металлов значительную ценность представляют сопутствующие благородные, младшие и рассеянные элементы. Кадмий, индий, таллий и германий в большинстве изоморфны с цинковой обманкой, висмут, серебро и селен — с галенитом, а теллур преимущественно с сульфидами железа и меди.

Рассеянные элементы имеют малое число редко встречаемых собственных минералов, попутное извлечение с цинком и свинцом — основной источник их получения.

В XVII—XVIII вв., когда чистым цинком еще не пользовались, свинцовые руды считали серебряными, а свинец выплавляли из них как побочный продукт.

В наше время необходимость комплексного использования и сложность состава руд обусловили широкое применение флотационного обогащения, которое состоит из ряда циклов. Сначала выделяют свинцово-медный коллективный концентрат, затем последовательно — цинковый и пиритный; первый далее разделяют флотацией на медный и свинцовый. Пиритный концентрат получают для производства серной кислоты или извлечения золота и серебра, ассоциированных с пиритом. Иногда выгоднее прямая селективная флотация, когда, пользуясь разными флотореагентами, из пульпы последовательно получают свинцовый, медный, цинковый и пиритный концентраты.

Сульфиды меди и свинца флотируются легче, чем сфалерит и пирит, они поднимаются в пену действием небольших количеств ксантогената (собиратель). При повторной флотации медные минералы депрессируют цианидом натрия, а в пену поднимают галенит. Реагируя с поверхностью минералов меди, CN^— образуют на них сорбционные слои комплексных цианидов, не воспринимающие собиратель, в то время как с галенитом этого не происходит, и он сохраняет флотируемость.

Для разделения сфалерита и пирита флотацию ведут в щелочной среде в присутствии извести. Флотируемость пирита этим подавляется, а сфалерит активируют добавками медного купороса.

В табл. приведен пример результатов обогащения полиметаллической руды, из которого видно, что основная масса благородных металлов распределена между медным и свинцовым концентратами; часть золота и серебра ассоциирована с пиритом, что и вызывает в данном случае необходимость его выделения. Если медный концентрат при флотации не получают, благородные металлы обычно переходят в медно-свинцо-

Таблица. Пример результатов флотационного обогащения полиметаллической руды

	Выход, % от массы РУДЫ		Содержание, %
Продукты флотации		Сu	Рb	Zn	Аu, г/т	Аg, г/т
Концентраты: медный свинцовый ЦИНКОВЫЙ пиритный Отвальные хвосты Исходная руда	9,44 1,41 11,45 15,0 62,7 100,00	27,8 3,7 2,47 0,84 0,1 3,14	2,3 47,2 0,8 0,18 0,1 1,08	4,86 14,5 48,1 1,0 0,98 6,96	3,67 6,6 0,84 0,79 0,01 0,72	163,0 7 73,4 32,3 27 ,7 0,05 37,0

вый, и сравнительно мало в цинковый концентра. Характерен также преимущественный переход висмута в свинцовые и кад-

мия в цинковые концентраты, что очень существенно для попутдюго извлечения младших металлов.

Другой пример (табл. 2) показывает распределение пря флотации кадмия и рассеянных элементов.

Таблица 2. Распределение кадмия и рассеянных элементов между продуктами обогащения свинцово-цинковых руд, % (по М. А. Виноградовой)

Элемент	Концентраты				Хвосты
	свинцовый	медный	цинковый	пиритный
Кадмий	2—12		39,9—74,1	—	5-56
Индий	2—6	—	2,3—66,0	—	4-93
Таллий	7,1—100	—	До 5	До 12	До 90
Галлий	1,4—2	—	3,6—5,2	—	91—98
Германий	До 20	—	—	—	74—98
Селен	24	19	—	20	30—87
Теллур	32	10	—	13	30—87

Цинковые концентраты — мелкие порошки, в основной массе проходящие через сито с ячейкой 0,07 мм; они имеют следующий элементарный состав, %.

 

 

Статья на тему Цинковые руды и их обогащение

znaesh-kak.com