Выщелачивание цинкового огарка

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Выщелачивание цинкового огарка

Выщелачивание цинкового огарка

5

Министерство образования и науки Республики Казахстан

Восточно-Казахстанский Государственный Технический Университет

им. Д. Серикбаева

КУРСОВАЯ РАБОТА

по дисциплине «Металлургия свинца и цинка»

Тема: «Выщелачивание цинкового огарка»

Выполнил студент Группы 240740

Срок обучения 3г 10 мес Шифр:

Усть-Каменогорск, 2008 г.

• Введение 3
• 1. Расчет технологического процесса 6
• 2. Расчет теплового баланса выщелачивания 11
• 3. Расчет необходимого оборудования 15
• Список литературы 17

Примем, что в цинковых кеках содержится 35% влаги, или:

24,42 * 35 / 65 = 13,15 кг Н2О

Количество влажных кеков:

24,42 + 13,15 = 37,57 кг

Всего в огарке цинка

51,42 кг в виде ZnО

4,62 кг в виде ZnSО4

1,0 кг в виде ZnS

Итого 57,04 кг

Не растворится при выщелачивании 1,0 кг цинка (1,8%). Количество растворенного цинка составит:

100 - 1,8 = 98,2%

Примем, что цинк, перешедший в дроссы при переплавке катодных осадков возвращается в процесс выщелачивания, и тогда на долю безвозвратных потерь можно принять 1,5%. Извлечение цинка в чушковый металл:

98,2 - 1,5 = 96,7%

Примем, что из катодного цинка 4% перейдет в дросс и 4% будет израсходовано для производства цинковой пыли.

Рассчитаем количество катодного цинка образуется на в сутки:

400 * 0,967 * 0,5704 = 220 т

Выход катодного цинка:

220 * 100 / 92 = 239 т

Суточное количество цинковых кеков определим из следующего соотношения:

Из 100 кг огарка получается 24,42 кг кеков

Из 400000 кг огарка получается х кг кеков

Х = 97680 кг или 97,68 т

Влаги в кеках содержится 35% или:

97,68 * 35 / 65 = 52,6 т

Суточное получение влажных кеков:

97,68 + 52,6 = 150,28 т

Для подсчета нейтрального раствора, поступающего на электролиз, необходимо задаться количеством цинка, осаждаемого с катодного литра раствора. Считаем, что в нейтральном растворе содержится 150 г/л Zn, а в отработанном электролите 45 г/л Zn и 158 г/л H2SО4. В этом случае с каждого литра раствора будет осаждаться на катоде:

150 - 45 = 105 г Zn

Поэтому ежесуточно потребуется пропускать через электролитные ванны:

239*103 / 105 = 2276,19 м3 нейтрального раствора

Т. к. плотность раствора при 200С равна 1380 кг/м3, то это составит:

2276,19 * 1380 = 3141142 кг нейтрального раствора

Для компенсации потерь серной кислоты в процессах выщелачивания и электролиза в обожженном концентрате оставляют некоторое количество сульфатной серы. Количество сульфатной серы в огарке:

11,4 * 32 / 161,38 = 2,26 кг в виде ZnSО4

Расход сульфатной серы, кг

На сульфатизацию в кеке:

PbO в виде PbSO4:

2,0 * 32 / 223,2 = 0,29

На растворение 0,74 кг Cu:

0,88 * 32 / 63,55 = 0,44

На растворение 0,4 кг CdО:

0,4 * 32 / 128,4 = 0,1

С 1,5% теряемого цинка в виде ZnSО4:

57,04 * 0,015 * 32 / 65,38 = 0,42

Итого 1,25 кг

Т. к. в процесс вводится 2,26 кг SSO4, то при расходе 1,25 кг добавлять серную кислоту в процесс не требуется.

Рассчитаем количество и состав медно-кадмиевых кеков. В течение суток в раствор перейдет

400 * 0,0088 = 3,52 т Cu

400 * 0,0035 = 1,4 т Cd.

Очистка растворов осуществляется по реакциям:

CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu

CdSO4 + Zn = ZnSO4 + Cd

Теоретический расход цинковой пыли составит:

Для осаждения меди 3,52 * 65,4 / 63,6 = 3,62 кг

Для осаждения кадмия 1,4 * 65,4 / 112,4 = 0,81 кг

Итого 4,43 т

Практически было принято, что 4% от всего катодного цинка будет расходоваться для этой цели, или:

239 * 0,04 = 9,56 т

Т. е. расход цинковой пыли будет примерно вдвое больше теоретически необходимого количества.

Избыточная пыль в количестве:

9,56 - 4,43 = 5,13 т

Перейдет в медно-кадмиевые кеки. В кеках сумма Cu + Cd + Zn составит 60%. Всего в медно-кадмиевые кеки перейдет:

Zn 5,13

Cu 3,52

Cd 1,4

Итого 10,05 т

Всего медно-кадмиевых кеков ежесуточно образуется:

10,05 * 100 / 60 = 16,75 т

Примем, что в медно-кадмиевых кеках содержится 30% влаги, или:

16,75 * 30 / 70 = 7,18 т

Примем, что испарение воды составляет 2% от количества нейтрального раствора, или:

3141,14 * 0,02 = 62,82 т

Всего будет израсходовано воды, т:

С цинковыми кеками 52,6

С медно-кадмиевыми кеками 7,18

На испарение 62,82

Итого 122,6

Подсчитаем количество отработанного электролита.

С каждого литра осаждается 105 кг цинка. Кроме того выделяется кислород у анода:

Н2О + ZnSО4 = Zn + H2SО4 + 0,5 О2

В количестве которое можно подсчитать из соотношения:

На 65,38 кг Zn выделяется 16 кг О2

На 239000 кг Zn выделяется х кг О2

Х = 239000 * 16 / 65,4 = 58489 кг или 58,49 т

Суточное количество отработанного электролита равно:

3141,14 - (58,49 + 239) = 2843,65 т

Результаты всех расчетов сводим в общую таблицу 2.

Таблица 2 - Материальный баланс выщелачивания