Выщелачивание обожжённого цинкового концентрата
Замкнутая противоточная двухстадийная схема выщелачивания цинкового огарка. Описание работы сгустителя. Расчёт состава остатков от выщелачивания. Определение выхода цинка в чушковый металл, суточного количества потерь. Медно-кадмиевая очистка растворов.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | курсовая работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 11.09.2022 |
| Размер файла | 913,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Введение
Выщелачиванием называется процесс растворения в жидком растворителе одного или нескольких компонентов из смеси твёрдых материалов.
В качестве растворителя в гидрометаллургии цинка применяется водный раствор серной кислоты, такой же раствор получается при электроосаждении цинка из водных растворов сернокислого цинка.
Целью выщелачивания является быстрый и полный перевод всех цинковых соединений из огарка в раствор. Полностью растворить цинковые соединения практически не удаётся. Твёрдые остатки от выщелачивания огарка, называемые цинковые кеки ещё содержат 15 - 20 % цинка и подвергаются дальнейшей переработке для извлечения из них цинка и некоторых спутников.
Несмотря на неполноту растворения цинковых соединений, часть примесей обожжённого концентрата (Fe, Сu, Cd, Co и др.) в значительной степени растворяются даже в слабых растворах серной кислоты. Действие этих растворов по отношению к компонентам концентрата недостаточно селективно, В результате выщелачивания получаются настолько загрязнённые растворы, что их предварительная очистка от всех загрязняющих примесей совершено обязательна.
Как при выщелачивании огарков, так и при всех операциях очистки растворов: от загрязняющих примесей получается пульпа, нуждающаяся в отделении твёрдого от жидкого. Это осуществляется двумя путями: сгущением и фильтрацией. Конечный продукт цеха выщелачивания это водный раствор сернокислого цинка.
На современных заводах цинковые огарки выщелачивают по самым различным технологическим схемам.
Существует несколько схем выщелачивания цинкового огарка. По одной из них выщелачивание обожжённого цинкового концентрата проводят в два приёма. Вначале проводят нейтральное выщелачивание, а затем кислое выщелачивание. Обожжённый цинковый концентрат загружают в чаны нейтрального выщелачивания, в которые поступает раствор, этот раствор нейтрализуется загружаемым цинковым огарком и при этом происходит осаждение некоторых, но не всех примесей, пройдя эти чаны, пульпа классифицируется и слив направляется на очистку от примесей.
При кислом выщелачивании в растворе имеется избыток серной кислоты, вследствие чего часть примесей переходит в раствор.
1. Общая часть
1.1 Описание замкнутой противоточной двухстадийной схемы выщелачивания цинкового огарка
Задача выщелачивания цинковых концентратов состоит в том, чтобы возможно полнее перевести в раствор цинк и другие ценные компоненты огарка при минимальном загрязнении раствора вредными примесями.
Выщелачивание огарка в настоящее время на большинстве заводов ведётся по двухстадийной непрерывной (периодической) противоточной замкнутой технологической схеме.
Обожжённый концентрат
В качестве растворителя используют сернокислые растворы с концентрацией серной кислоты 10 г/л на стадии нейтрального выщелачивания и 150 г/л на стадии кислого выщелачивания.
Перед выщелачиванием огарок классифицируют по крупности с целью удаления частиц крупнее 0,3 мм. Частицы огарка крупнее 0,3 мм либо дополнительно измельчают, либо выщелачивают более концентрированными растворами серной кислоты. Такая крупность части огарка необходима для уменьшения диффузионных ограничений при его растворении. Для этого вводится перемешивание раствора (механическое или воздушное).
На нейтральное выщелачивание поступают: часть отработанного электролита, фильтраты кислого выщелачивания вместе с кислым раствором, оборотные растворы, промывные воды и огарок. При нейтральном выщелачивании преследуют цель очистки растворов сульфата цинка от примесей железа, алюминия, мышьяка, сурьмы, кремнекислоты методом гидролиза, что можно провести лишь в нейтральной среде то есть при рН = 5,2 - 5,4. При нейтрализации растворов выделяется тепло, нагревающее жидкость до 50 - 60 оС, которое способствует переводу коллоидного кремнезёма в кристаллическую модификацию, также коагулируются выпадающие из раствора гидрооксиды металлов. Выщелачивание проводят в пневматических или механических агитаторах. Нейтральная пульпа после классификатора, отделяются пески, поступает на сгущение. Верхний слив сгустителя направляют на очистку от примесей и электролиз, а нижний слив вместе с песками на кислое выщелачивание.
Таким образом, в процессе выщелачивания получаются:
1) нейтральные растворы от первого выщелачивания, поступающие на дальнейшую переработку;
2) кислые растворы (слив сгустителей, фильтраты), оборотные и промывные воды, поступающие на нейтральное выщелачивание;
3) сгущённый промытый осадок от кислого выщелачивания - кек.
Нейтральные растворы, обогащённые цинком до 130 - 170 г/дм3, [3], направляются на очистку от меди, кадмия и других примесей. Очистка от меди и кадмия производится цементацией металлическим цинком при этом выпадают остатки мышьяка и адсорбируются следы растворённого кремнезёма. Фильтрация сгущённых пульп производится в вакуум-фильтрах, осветлённых растворов - на фильтрпрессах. Очищенный от примесей раствор сернокислого цинка поступает на электролиз с нерастворимыми анодами. Цинк осаждается на катоде, а кислота регенерируется на аноде. Отработанный электролит возвращается на выщелачивание. Таким образом, получается замкнутый цикл.
Противоточность схемы заключается в изменении концентраций цинка в выщелачиваемом материале, она снижается от "головы" схемы к "хвосту", и кислоты, она снижается от "хвоста" схемы к "голове", т.е. на нейтральное выщелачивание подаётся кислота с явным недостатком, на кислое - наоборот. Это позволяет наиболее полно перевести в раствор цинк и в то же время нацело использовать растворяющий агент - серную кислоту.
Поведение компонентов огарка при выщелачивании
Цинк содержится в огарке в виде оксида, сульфата, сульфида.
Главным соединением в огарке является оксид. Он растворяется в серной кислоте по реакции
ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O - Q.
Скорость растворения оксида цинка зависит от концентрации серной кислоты, температуры, скорости перемешивания и свойств оксида. Аморфный оксид растворяется легче, чем кристаллический. Полнота выщелачивания оксида цинка зависит от количества кислоты. Практически свободный оксид цинка мало растворяется при нейтральном выщелачивании, не хватает серной кислоты, и почти полностью - при кислом выщелачивании.
Сульфат цинка хорошо растворим в воде, особенно горячей, поэтому он полностью переходит в раствор при нейтральном выщелачивании.
Сульфид цинка хорошо растворим только в концентрированной серной кислоте при нагревании по реакции
ZnS + H2SO4 = ZnSO4 + H2S,
поэтому при нейтральном выщелачивании сульфид цинка практически не растворяется, а при кислом его растворение имеет очень малое значение. Практически сульфидный цинк переходит весь в кек.
Ортосиликат цинка - 2ZnO*SiO2 хорошо растворим в разбавленной серной кислоте. Заводская практика выщелачивания показала, что в разбавленной кислоте при концентрации 0,05 г/дм3, рН = 3, силикатный цинк не растворяется, тогда, как свободный оксид цинка хорошо растворим. На этой основе и был разработан метод "обратного выщелачивания" для богатых по оксиду кремния огарков: в пульпу, содержащую силикаты цинка, добавляют небольшое количество серной кислоты, оксид цинка при этом растворяется, а силикаты остаются в остатке. В этом случае много цинка переходит в кек, который подвергается переработке.
На одном из Таиландских заводов высококремнисryю руду, 37 % оксида кремния, подвергают растворению сернокислыми растворами при температуре 900 оС. Пульпу после выщелачивания нейтрализуют основным сульфатом цинка при температуре 70 оС до достижения рН раствора 4, на этой стадии происходит также коагуляция коллоидной кремнекислоты, отделяемой дальнейшим фильтрованием пульпы. Кек промывают и из промывных вод высаживают основной сульфат цинка известняком.
Феррит цинка в слабых растворах серной кислоты растворяется незначительно. Так, при температуре 400 оС, концентрации серной кислоты 100 г/дм3 за 4 ч растворяется менее 4 % цинка, связанного в феррит. Феррит цинка хорошо растворяется при температуре 90 - 95 оС, концентрации кислоты 180 - 210 г/дм3 за 4 - 6 ч.
Алюминат цинка при выщелачивании растворяется незначительно.
Железо находится в огарке главным образом в виде оксида (Ш), свободного или связанного в ферритную форму; частично я виде магнетита (Fe3О4) и закиси (FeO). Триоксид железа при нейтральном выщелачивании не растворяется, при кислом выщелачивании частично переходит в раствор по реакции
Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O
Полученный сульфат трёхвалентного железа растворяет сульфид цинка, способствуя более полному его извлечению
ZnS + 4Fe2(SO4)3 + 4H2O = ZnSO4 + 8FeSO4 + 4H2SO4.
Закись железа растворяется даже в слабых растворах кислоты по реакции
FeO + H2SO4 = FeSO4 + Н2О.
Железо в ферритной форме с цинком также слабо переходит в раствор, как и цинк. В раствор переходит 3-4 % железа, содержащегося в огарке, в результате чего концентрация его в растворе достигает 1-2 г/дм3, что оказывается полезным при последующей гидролитической очистке раствора от мышьяка, сурьмы, германия и других примесей.
Алюминий присутствует в виде свободного оксида или связанного в алюминаты металлов. При кислом выщелачивании глинозём растворяется в небольшом количестве по реакции
Al2O3 + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2O
Медь содержится в виде свободных оксидов, а также связаной в ферритную и силикатную формы. При нейтральном выщелачивании медь почти не растворяется, она растворяется в основном при кислом выщелачивании по реакциям:
CuO + H2SO4 = CuSO4 + H2O;
CuO*Fe2O3 + H2SO4 = CuSO4 + Fe2O3 + H2O;
CuO*SiO2 + H2SO4 = CuSO4 + SiO2 + H2O
Практически растворяется примерно половина меди, а вторая половина остаётся в кеке.
Кадмий содержится в основном в виде оксида и при выщелачивании большей частью до 85 - 90 % переходит в раствор по реакции
CdO + H2SO4 = CdSO4 + H2O
Мышьяк и сурьма переходят в раствор только трёхвалентные, из пылей, по реакциям
As2O3 + 3H2SO4 = As2(SO4)3 + 3H2O;
ASb2O3 + 3H2SO4 = Sb2(SO4)3 + 3H2O
Мышьяк может быть в растворе и в виде мышьяковистой кислоты H3AsO3
Пятивалентные оксиды мышьяка и сурьмы слабо растворимы в кислоте, поэтому переходят в кек.
Никель и кобальт, если имеются в огарке, растворяются с образованием соответствующих сульфатов.
Хлор содержится иногда в огарке (пылях) в виде растворимых в воде хлоридов металлов.
Свинец присутствует иногда в значительных количествах. При выщелачивании он переходит в сульфат, который вместе с другими соединениями свинца переходит в кек. На образование сульфата свинца так же, как и сульфатов кальция и бария, нерастворимых в разбавленной кислоте, расходуется серная кислота, для восполнения которой при обжиге в огарке оставляют необходимое количество сульфатной серы.
Золото и серебро. Золото при выщелачивании не растворяется и переходит в кек. Серебро в огарке присутствует в виде сульфида и сульфата. Сульфидное серебро при выщелачивании не растворяется и переходит в кек, а сульфатное серебро растворяется в воде, но затем осаждается в виде хлорида за счет присутствующего в растворе хлора.
Оксид кремния в свободном состоянии не растворяется, а связанный в, силикатную форму с оксидами металлов растворяется даже в разбавленных растворах серной кислоты
MeO*SiO2 + H2SO4 = MeSO4 + SiO2 + H2O.
Переходящий в раствор оксид кремния проходит стадию коллоидных растворов.
Редкие металлы в основном или не растворяются (ванадий), или растворённые, как германий, таллий, индий частично, выпадают из раствора при нейтральном выщелачивании в виде гидратов металлов. Переходящий в раствор таллий осаждается вместе с медью и кадмием цинковой пылью.
1.2 Описание работы сгустителя
Пульпу, полученную при выщелачивании обожжённого цинкового концентрата (нейтральную и кислую), разделяют на твёрдую и жидкую фазы. Для разделения фаз применяют классификацию, отстаивание (сгущение) и фильтрацию.
Сгущение является промежуточным процессом при отделении жидкого от твёрдого перед фильтрацией. Отстаиванию подвергают пульпы, в которых жидкая фаза составляет значительную долю всей массы, когда твёрдые частицы легко оседают.
Сгуститель, рисунок 2, представляет собой чан диаметром 10-18 м и высотой 4-5 м с подвешенным на ферме перегребающим устройством. Чан изготавливают из железобетона или листовой стали и футеруют кислотоупорным кирпичом по рубероиду или полиизобутилену. Днище сгустителя выполняют с небольшим уклоном, 8-15°, что помогает оседающему твёрдому материалу передвигаться к центральному разгрузочному отверстию. Этому же способствует перегребающий механизм, состоящий из привода и вертикального вала с прикрепленной к нему крестовиной с гребками. Перегребающий механизм выполняют из кислотостойкой стали, либо гуммируют. Пульпу, содержащую 50-100 г/дм3 твёрдого, подают в приемник с решеткой для улавливания из пульпы случайных предметов (тряпок, щепок и др.). В сгустителе твердые частицы пульпы оседают на дно, собираются перегребающим механизмом к центру аппарата и выгружаются, а жидкая фаза пульпы вытесняется вновь поступающей более тяжелой пульпой вверх и переливается в кольцевой желоб. Для интенсификации процесса отстаивания в пульпу добавляют полиакриламид (ПАА), способствующий агрегации мелких частиц в более крупные и тяжелые флокулы. Слив сгустителя, почти не содержащий твердого, направляют на очистку, а сгущенную пульпу с отношением Ж : Т = 2 : 3 подвергают фильтрации. Производительность сгустителя нейтрального цикла составляет 2,5 - 4,0 м3 осветленного раствора на 1 м2 в сутки, кислого цикла 6 - 7 м3 на 1 м2 В сутки. В сгущенной пульпе содержится твердого от 20 до 50 %, в нейтральном сливе 1-2 г/дм3, в кислом 30-50 г/дм3.
Рисунок 2 - Сгуститель: 1 - железобетонный чан с футеровкой, гидроизоляцией и кислотоупорной керамикой; 2 - укрытие; 3 - привод; 4 - приёмник пульпы; 5 - перегребающий механизм; 6 - сливной жёлоб; 7 - узел выпуска сгущённого продукта
2. Технологическая часть
2.1 Расчёт процесса выщелачивания цинкового огарка
На выщелачивание поступает обожженный материал следующего состава, %: цинка 58,8 ( в т.ч. сульфидного 1,1; сульфатного 4,5; оксидного 53,2 ); свинца 2,0; меди 0,5; кадмия 0,1; железа 6,7; серы общей 3,4 ( в т.ч. сульфидной 0,5; сульфатной 2,9 ); оксида кальция 1,2; оксида кремния 1,6; оксида магния 0,5; прочих 25,2.
2.1.1 Расчёт состава и выхода остатков от выщелачивания
Расчёт ведём на 100 кг огарка.
Растворимость отдельных составных частей огарка должна определяться путём предварительного проведения опытов.
За неимением таких данных на основании практики работы заводов принимаем:
а) из всего количества железа переходит в раствор и в дальнейшем осаждается в виде Fe(OH), 10 %. Остальное количество железа остаётся в виде не растворившихся ферритов. Тогда в раствор переходит 6,7 • 0,1 = 0,67 кг железа. Остаётся нерастворимым 6,7 - 0,76 = 6,03 кг железа;
б) медь переходит в раствор на 50 % или 0,5 • 0,5 = 0,25 кг;
в) кадмий растворяется почти полностью;
г) окись магния растворяется полностью;
д) свинец, присутствующий в огарке в виде сульфата, остаётся без изменения, а находящийся в виде оксида также перейдет в сульфатное соединение. Следовательно, все 2,0 кг свинца будут присутствовать в остатках от выщелачивания в виде PbSO4;
е) цинк, присутствующий в огарке в виде сульфида, в количестве 1,1 кг остаётся нерастворимым. Не растворяется также ферритный цинк, количество его в виде ZnO*Fe2O3 находим из пропорции
65,37 кг 111,7 кг
х 6,03 кг
х = 3,53 кг.
Всего нерастворимого цинка 1,1 + 3,53, = 4,63 кг, что составляет в процентах от общего содержания цинка в огарке
4,63.100 / 58,8 = 7,87 %.
Растворимого цинка 58,8 - 4,63 = 54,17 кг или 92,13 %.
Полученные данные сводим в таблицу 1.
Таблица 1 - Состав и выход остатков от выщелачивания, %
|
Химическое соединение |
Элементы |
|||||||||||
|
Zn |
S |
O2 |
H2 |
Fe |
Cu |
Pb |
CaO |
SiO2 |
Прочие |
Всего |
||
|
ZnS |
1,1 |
0,54 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,64 |
|
|
ZnO |
3,53 |
- |
0,86 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
4,39 |
|
|
Fe2O3 |
- |
- |
2,59 |
- |
6,03 |
- |
- |
- |
- |
- |
8,62 |
|
|
Fe(OH)3 |
- |
- |
0,58 |
0,04 |
0,67 |
- |
- |
- |
- |
- |
1,29 |
|
|
CuO |
- |
- |
0,06 |
- |
- |
0,25 |
- |
- |
- |
- |
0,31 |
|
|
PbSO4 |
- |
0,31 |
0,62 |
- |
- |
- |
2,0 |
- |
- |
- |
2,93 |
|
|
CaSO4 |
- |
0,69 |
1,37 |
- |
- |
- |
- |
1,2 |
- |
- |
3,26 |
|
|
SiO2 |
1,6 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
1,6 |
- |
- |
|
|
Прочие |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,18 |
0,18 |
|
|
кг |
4,63 |
1,54 |
6,08 |
0,04 |
6,7 |
0,25 |
2,0 |
1,2 |
1,6 |
0,18 |
24,22 |
|
|
% |
19,12 |
6,36 |
25,10 |
0,17 |
27,66 |
1,03 |
8,26 |
4,95 |
6,61 |
0,74 |
100,0 |
Таким образом, в результате выщелачивания 100 кг огарка получается 24,22 кг нерастворимого остатка, который, кроме того, захватывает раствор, содержащий цинк. Примем, что в результате отмывки количество сульфатного цинка в остатках снижается до 2 % от веса влажного осадка, а влажность его равна 35 %.
Обозначим вес влаги, смачивающей остаток, через х, вес сульфатного цинка а, вес воды в.
Тогда
x = a + в.
Учитывая процентное содержание сульфатного цинка в кеках, составляем пропорцию
Аналогично записываем пропорциональную зависимость между количеством и весом влажного кека
Решая систему из трёх полученных уравнений, находим а = 0,77 кг, в = 13,45 кг, х = 14,22 кг.
Следовательно, всего остатков от выщелачивания будет составлять:
Таблица 2
|
Сухого кека |
24,22 кг или |
63,0 % |
|
|
Воды |
13,45 кг или |
35,0 % |
|
|
Сульфатного цинка |
0,77 кг или |
2,0 % |
|
|
Всего |
38,44 кг или |
100,0 % |
В том числе сухого кека
24,22 + 0,77 = 24,99 кг.
Состав сухого кека приведён в таблице 2.
Таблица 3 - Выход и состав сухого кека
|
Составляющие кека |
Zn |
S |
O2 |
H2 |
Fe |
Cu |
Pb |
CaO |
SiO2 |
Прочие |
Всего |
|
|
Сухой материал |
4,63 |
1,54 |
6,08 |
0,04 |
6,7 |
0,25 |
2,0 |
1,2 |
1,6 |
0,18 |
24,22 |
|
|
ZnSO4 |
0,31 |
0,15 |
0,31 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
0,77 |
|
|
Всего: |
||||||||||||
|
кг |
4,94 |
1,69 |
6,39 |
0,04 |
6,7 |
0,25 |
2,0 |
1,2 |
1,6 |
0,18 |
24,99 |
|
|
% |
19,77 |
6,77 |
25,57 |
0,16 |
26,81 |
1,00 |
8,00 |
4,80 |
6,40 |
0,72 |
100,0 |
Сульфатная сера слагается из серы сульфатного цинка, свинца и кальция в количестве
Таблица 4
|
ZnSO4 |
0,16 кг |
|
|
PbSO4 |
0,31 кг |
|
|
CaSO4 |
0,69 кг |
|
|
Всего |
1,16 кг, что составляет 4,31 %. |
Для компенсации потерь серной кислоты в процессах выщелачивания и электролиза в обожжённом концентрате оставляют некоторое количество сульфатной серы. В данном расчёте оставляем 3 % SSO4, то при её расходе в количестве 1,15 кг с кеками добавлять серную кислоту не потребуется.
2.1.2 Определение выхода цинка в чушковый металл
Исходное содержание цинка в обожжённом материале составляет 58,8 кг, с остатками от выщелачивания теряется 4,94 цинка. Остаток от выщелачивания перерабатывают, дополнительное извлечение цинка в раствор составляет примерно 80 %, т.е. окончательные потери будут
4,94 • 0,2 = 0,99.
Следовательно, извлечение в процессе выщелачивания с учётом переработки остатков от выщелачивания составит
58,8 . 0,99 . 100,0 / 58,8 = 98,32 %
то есть потери составляют 1,68 %.
Прочие потери цинка в производстве укладываются в следующие пределы, %:
при переплавке катодов 1,0;
при очистке растворов от примесей 0,70;
в выщелачиваемом цехе 0,50;
в электролизном цехе 0,50.
Всего 2,70.
Таким образом, суммарные потери цинка составляют
1,68 + 2,7 = 4,38 %
и выход цинка в чушковый металл
100 - 4, 55 = 95,62 %.
2.1.3 Определение суточного количества потерь и материалов
Допустим, что производительность проектируемого завода составляет 100 000 т чушкового металла в год. Приняв число рабочих дней в году равным 365, получим суточную производительность по чушковому металлу
100 000 / 365 = 274 т.
Примем, что из катодного цинка 4 % будет израсходовано для производства цинковой пыли и 2,5 % перейдёт в дросс. Дросс возвращается в процесс выщелачивания, где цинк полностью извлекается. На безвозвратные потери ранее принято было 1 %. Цинковую пыль в количестве 4 %, расходуемую на очистку растворов от меди и калия, лишь частично растворяют, а остальную её часть выводят из процесса с медно-кадмиевым кеком. Для упрощения расчётов примем, что цинк из цинковой пыли вовсе не извлекают.
Выход катодного цинка в сутки тогда составляет
т.
Для производства такого количества цинка необходимо ввести в процесс выщелачивания обожжённого цинкового концентрата
т.
Таким образом, в процесс выщелачивания поступает в сутки
542,93 • 0,588 = 319,24 т цинка.
Суммарные потери будут 319,24 • 0,044 = 14,05 т цинка.
Абсолютные величины потерь распределяются следующим образом, т:
потери в остатках от выщелачивания, с учётом до извлечения цинка
319,24 • 0,017 = 5,42;
потери при очистке электролита 319,24 • 0,007 = 2,24;
потери в выщелачиваемом цехе 319,24 • 0,005 = 1,60;
потери в электролитном цехе 319,24 • 0,005 = 1,60;
потери при переплавке катодов 319,24 • 0,010 = 3,19;
Всего 14,05.
Выщелачивая в сутки 542,93 т огарка, получим остатков от выщелачивания
542,93 • 0,2499 = 135,68 т.
Суточное количество влажных кеков составит
т.
2.1.4 Суточная производительность электролитного цеха составляет 293,05 т.
При осаждении этого количества цинка на катодах образуется эквивалентное количество серной кислоты по реакции
ZnSO4 + H2O = Zn + H2SO4 + ЅO2,
а именно
293,05 • 1,5 = 439,58 т.
Зададимся содержанием цинка в нейтральном растворе, поступающем на электролиз, равным 120 г/дм3 и количеством выделяемого при электролизе 80 г/дм3. Тогда для производства 293,05 т катодного цинка потребуется раствора
м3.
Удельный вес раствора выбранного состава равен 1,285. Весовое количество его будет составлять
3663,13 • 1,285 = 4707,13 т.
Каждый кубический метр этого раствора состоит из следующих компонентов:
сульфата цинка 120 • 2,47 = 296,4 кг;
воды (по разности) 988,6 кг;
Всего 1285,0 кг
Следовательно, во всей массе раствора содержится
3663,13 • 0,2964 = 1085,75 т ZnSO4;
3663,13 • 0,9886 = 3621,37 т воды.
Всего 4707,12 т.
В процессе электролиза происходит выделение цинка на катоде и эквивалентного кислорода на аноде
т,
кислорода за счёт разложения
293,05 • 2,47 = 723,83 т ZnSO4
и 293,05.16,0 / 65,38 = 80,68 т воды.
Состав и количество получившегося отработанного электролита следующий:
сульфата цинка 1085,75 - 723,83 = 361,92 т;
Воды 621,37 - 80,86 = 3540,51 т;
серной кислоты 439,58 т.
Всего 4342,01 т.
Удельный вес отработанного электролита примем равным 1,18. Тогда объём его будет
4342,01: 1,18 = 3679,67 м3.
Содержание цинка составит
г/дм3
и содержание серной кислоты
г/дм3.
При выгрузке катодов происходит потеря раствора и с ним цинка. Выше было подсчитано, что потери при электролизе составляют 1,6 цинка, что даёт в пересчёте на сульфат цинка
1,6• 2,47 = 3,95 т.
С раствором теряется также кислота
3,95.439,58 / 361,92 = 4,8 т,
и вода
3,95.3540,51 / 361,92 = 38,64 т.
Таким образом, количество отработанного электролита будет:
сульфата цинка 361,92 - 3,95 = 357,97 т;
серной кислоты 439,58 - 4,80 = 434,78 т;
воды 540,51 - 38,64 = 3501,87 т;
Всего 4294,62 т.
Что в перерасчёте на объёмные единицы составит
4294,62 : 1,18 = 3639,51 м3.
2.1.5 Расчёт медно-кадмиевой очистки растворов
В течение суток перейдёт в раствор
542,93 • 0,0025 =1,364 т меди
и 542,93 • 0,001 = 0,54 т кадмия.
Очистка растворов от меди и кадмия производится цинковой пылью и осуществляется по следующим реакциям:
CuSO4 + Zn = ZnSO4 + Cu,
CdSO4 + Zn = ZnSO4 + Cd.
Теоретический расход цинковой пыли составит, тонн:
для осаждения меди
для осаждения кадмия
Итого 1,72 т.
Практически нами было принято. Что 4 % от всего катодного цинка будет расходоваться для этой цели, или
293,05 • 0,04 = 11,72 т
в сутки, то есть расход цинковой пыли будет примерно в 6 раз больше теоретически необходимого количества. Избыточная пыль в количестве перейдёт в медно-кадмиевые кеки
11,72 - 1,72 = 10,00 т.
В этих кеках сумма Cu + Cd + Zn составляет 60 %. Всего перейдёт в медно-кадмиевые кеки
Таблица 5
|
Металл |
т |
% |
|
|
цинка |
10,00 |
50,42 |
|
|
меди |
1,36 |
6,86 |
|
|
кадмия |
0,54 |
2,72 |
|
|
Итого |
11,90 |
60,0 |
Ежесуточное получение медно-кадмиевых кеков составит
11,9 . 100,0 / 60,0 = 19,83 т.
2.1.6 Расход воды на процесс
Вода на промывку кеков берётся в таком количестве, в каком она выводится из процесса с цинковыми и медно-кадмиевыми кеками, а также с учётом её испарения. Примем, что испарение воды составляет 2 % от количества нейтрального раствора, или
4707,12 • 0,02 = 94,14 т воды.
Примем, что в медно-кадмиевых кеках содержится 30 % воды или
19,83 • 0,3 = 5,95т.
Всего будет израсходовано воды, тонн:
с цинковыми кеками 72,63;
с медно-кадмиевыми кеками 5,95;
на испарение 94,14;
потери при электролизе 38,64;
Итого 211,36.
Результаты всех расчётов сводим в общую таблицу 3 материального баланса выщелачивания.
2.1.7 Расчёт необходимого оборудования
Рассчитаем суточное количество пульпы.
Объём обожжённого цинкового концентрата составляет
542,93 / 5 = 109 м3/сут,
где 5 т/м3 - плотность огарка.
Объём отработанного электролита:
4294,62 / 1,269 = 3329 м3/сут,
где 1,269 т/м3 - плотность отработанного электролита.
Итого суточное количество пульпы равно
109 + 3329 = 3438 м3/сут.
Таблица 6 - Материальный баланс выщелачивания
|
Статьи |
тонн |
Компоненты |
|||||||
|
Цинк |
Свинец |
Медь |
Кадмий |
Железо |
Сера (общ) |
Прочие |
|||
|
Поступило |
|||||||||
|
Обожжённый концентрат |
542,93 |
319,24 |
10,86 |
2,72 |
0,54 |
36,38 |
18,45 |
154,73 |
|
|
Отработанный электролит |
4294,62 |
145,03 |
- |
- |
- |
- |
212,95 |
3936,64 |
|
|
Цинковая пыль |
11,72 |
11,72 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
|
|
Вода для промывки кеков |
211,36 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
211,36 |
|
|
Итого |
5060,63 |
475,99 |
10,86 |
2,72 |
0,54 |
36,38 |
231,41 |
4302,73 |
|
|
Получено |
|||||||||
|
Нейтральный раствор |
4707,12 |
437,29 |
- |
- |
- |
- |
215,29 |
4054,54 |
|
|
Влажные цинковые кеки |
208,31 |
26,82 |
10,86 |
1,36 |
- |
36,38 |
9,72 |
123,17 |
|
|
Медно-кадмиевые кеки |
19,83 |
10,00 |
- |
1,36 |
0,54 |
- |
- |
7,93 |
|
|
Испарение воды |
34,14 |
- |
- |
- |
- |
- |
- |
94,14 |
|
|
Потери |
31,23 |
1,88 |
- |
- |
- |
- |
6,4 |
22,95 |
|
|
Итого |
5060,63 |
475,99 |
10,86 |
2,72 |
0,54 |
36,38 |
231,41 |
4302,73 |
Принимаем к установке чаны с механическим перемешиванием.
Объём чана 100 м3.
Коэффициент заполнения 0,85.
Коэффициент использования во времени 0,90.
Продолжительность цикла одной полной операции, мин:
- заливка отработанного электролита 35,0;
- загрузка огарка 10,0;
- выщелачивание 60,0;
- выпуск пульпы на отстаивание 45,0;
Всего 150 мин или 2,5 часа.
Число операций нейтрального выщелачивания
3438 / (100,0 , 0,85 . 0,90) = 45.
Количество чанов требуется
45 . 2,5 / 24 = 5.
С учётом резерва на ремонты принимаем 6 реакторов.
3. Охрана труда и окружающей среды
3.1 Общие положения по охране труда и технике безопасности
Создание здоровых и безопасных условий для работы трудящихся - один из основных принципов организации труда. На отечественных предприятиях большое внимание уделяется разработке вопросов охраны труда и техники безопасности - предупреждению травматизма и профессиональных заболеваний. Гидрометаллургические цинковые заводы оснащаются мощными вентиляционными установками, различными предохранительными устройствами, световой и звуковой сигнализацией. Рабочим выдается бесплатная спецодежда. Каждый человек, вновь принятый на работу или переведенный с одного места на другое, проходит соответствующее обучение по профессиям и инструктаж по технике безопасности и промышленной санитарии. Установлена ответственность административно-технического персонала за создание безопасных условий труда в производственных цехах.
Проектируемый цех относится к непрерывным типам производства. Работа осуществляется в три смены по восемь часов. Основные рабочие работают посменно. Вспомогательные рабочие и администрация цеха работают пятидневную рабочую неделю. В течение дня предусматривается обеденный перерыв и отдых для восстановления работоспособности.
Ответственным за состояние охраны труда, безопасность работы в цехе является начальник цеха. Он отвечает за культуру производства, правильную организацию труда, трудовую дисциплину, обучение инженерно-технического персонала и рабочих по правилам техники безопасности. Цеховой механик и энергетик отвечают за безопасное состояние и своевременное испытание аппаратов, установок, механизмов, оградительных устройств.
Мастер обязан организовать проведение всех работ в точном соответствии с требованиями технологии и правилами безопасности, проводить в установленные сроки инструктаж рабочих по соблюдению безопасных методов работы, наблюдать за выполнением работающими правил и инструкций по технике безопасности и производственной санитарии.
При подборе новых рабочих перед поступлением на работу им читается вводный инструктаж и инструктаж на рабочем месте. При вводном инструктаже новый рабочий знакомится с общими правилами техники безопасности, правилами безопасного передвижения по заводу. Периодически проводится повторный инструктаж по технике безопасности.
Для предотвращения несчастных случаев и пропаганды безопасных методов работы проводится агитационно-массовая работа.
В качестве индивидуальных средств защиты проектом предусматриваются:
- спецодежда (костюм из лавсана, не разъедающийся кислотой и другими кислыми продуктами);
- респиратор ШБ - 1 (лепесток) для защиты дыхательных органов от пыли, паров;
- защитные очки (для защиты глаз от попадания в них растворов, кислоты, пыли и др.);
- резиновые рукавицы для защиты рук;
- резиновые сапоги.
3.2 Анализ опасных производственных факторов
Производственные опасности и вредности в проектируемом цехе создаются:
- движущимися частями машин и механизмов. К ним относятся: транспортеры, вагон-весы;
- токопроводящие электрические кабели и провода;
- загрязнение атмосферы цеха вредными для здоровья трудящихся веществами. К ним относятся:
- возможные выделения в атмосферу производственных помещений мышьяковистого водорода;
- возможные выделения паров ртути в помещении химической лаборатории;
- выделение паров серной кислоты;
- возможность возгорания цинковой пыли;
- возможность возгорания с взрывом водорода в аппаратуре.
Все вращающиеся детали, представляющие опасность для здоровья человека, должны быть ограждены плотным или сетчатым ограждением. Для поддержания чистоты воздуха в производственных помещениях производится удаление загрязненного и подача свежего воздуха в помещение путем организованного воздухообмена.
Двигатели напряжением 220 В и 380 В заключают в непроницаемый корпус и заземляют, а проводка к ним заключается в стальные трубы, места соединений надежно изолируют при помощи муфт, с сопротивлением, предусматриваемом проектом по СН 245-71.
Предельно допустимая концентрация паров серной кислоты в воздухе рабочей зоны 1 мг/м3.
3.3 Воздействие вредных веществ
Паровыделения от баковой аппаратуры и приточных цинкосодержащих растворов, имеющих в своём составе серную кислоту, раздражают слизистые оболочки верхних дыхательных путей. При высоких концентрациях паров кислоты появляется рвота, кровавая мокрота, возникают воспалительные процессы в бронхах и лёгких, жжение в глазах, покраснение коньюктивы глаз. При попадании сернокислых растворов на кожу или слизистые оболочки носа и глаз необходимо промыть эти части тела обильной струей воды.
Меры предупреждения:
- герметизация баковой аппаратуры;
- эффективная работа приточно-вытяжной вентиляции;
- исключение проливов растворов;
- использование при работе средств индивидуальной защиты: респиратор ШБ-1 типа «Лепесток», противогаз марки БКФ, защитные очки.
Вдыхание мельчайших частиц цинковой окиси, вызывает быстро происходящее заболевание - «литейная лихорадка», протекающая по типу инфекционного катара дыхательных путей.
Меры предупреждения:
- противогаз марки БКФ;
- респираторы типа «Лепесток»;
- защитные очки.
Мышьяковистый водород - высокотоксичный бесцветный газ, в чистом виде без запаха, при наличии примесей пахнет чесноком, поступает в организм человека через дыхательные пути. Вызывает гемолиз эритроцитов. Признаками отравления являются тошнота, головокружение, боль в желудке, боль в горле, охриплость, затруднение дыхания с кашлем и колотьем в груди, отёк лица и век, чесночный запах изо рта, чувство онемения пальцев ног.
Для своевременного выявления мышьяковистого водорода и принятию мер по обеспечению безопасности обслуживающего персонала на контрольных точках участка выщелачивания цинкового огарка вывешиваются бромидные бумаги. В случае, когда бромидная бумага начинает желтеть, заметивший это работник действует согласно «Плана защиты персонала в случае аварий и ликвидации их последствий» (ПЗП и ЛА).
Меры предупреждения:
- промышленный противогаз марки «Е» или «БКФ»;
- герметизация всех процессов, где возможно наличие, образование и выделение мышьяковистого водорода;
- эффективная работа приточно-вытяжной вентиляции.
- контроль за содержанием мышьяка;
- появление мышьяковистого водорода определяют по изменению окраски (от слабо-жёлтой до тёмно-коричневой) бромидных бумажек, вывешиваемых в местах возможного выделения мышьяковистого водорода.
3.4 Вредные производственные факторы в цехе выщелачивания
Микроклимат рабочего помещения и содержание ПДК вредных веществ и микроклимат в рабочей зоне должен соответствовать:
- ПДК сернистого ангидрида SO2 - 10 мг/ нм3;
- ПДК серного ангидрида SO2 - 1 мг/нм3;
- ПДК паров серной кислоты - 1 мг/мн3;
- ПДК мышьяковистого водорода - 0,3 мг/нм;
- ПДК двуокиси селена - 0,1 мг/нм3;
- ПДК паров ртути - 0,01 мг/нм;
- Влажность воздуха - 40 - 60 %;
- Температура воздуха в холодный период - 13 - 18 оС;
- Температура воздуха в теплый период - 21 - 23 оС.
В цехе выщелачивания воздух имеет повышенную влажность. В связи с этим требуется большая осторожность в обращении с электрооборудованием. Разрешается применять переносные лампы с напряжением не больше 12 В. Слабые растворы серной кислоты, а также различные кеки, содержащие сернокислые соли тяжелых металлов, при попадании на кожу или в глаза могут причинить химические ожоги и вызвать гнойничковые заболевания кожного покрова. Операции, при которых возможно разбрызгивание растворов и пульп, должны производиться рабочими в соответствующей спецодежде (резиновые сапоги, перчатки, фартуки) и в защитных очках. После работы сапоги и перчатки нужно мыть в чистой воде и просушивать.
Для уменьшения испарения влаги и снижения влажности в цехах выщелачивания емкости и желоба закрывают крышками. Чаны для выщелачивания и сгустители оборудуют вытяжной вентиляцией для удаления из помещения цеха агрессивных паров.
Возможно выделение и загорание водорода, что представляет большую опасность для персонала и цеховых сооружений. В этом случае необходимо прекратить подачу в реактор цинковой пыли, остановить мешалку, выключить насосы, откачивающие раствор из реактора, перекрыть желоба перелива раствора в другие аппараты. Огонь в реакторе следует гасить пенным огнетушителем, одновременно заполняя реактор растворов или водой.
Особую опасность при очистке раствора от меди и кадмия цинковой пылью вызывает появление мышьяковистого водорода - сильнейшего яда.
Для окисления железа и очистки растворов от примесей используются тонко измельченную марганцевую руду и цинковую пыль; марганец - сильный яд, вызывающий тяжелые изменения в нервной системе человека. Поступает он в организм через легкие и желудочно-кишечный тракт, поэтому подготовку марганцевой руды целесообразно производить путем мокрого измельчения в мельницах. При работе с марганцевой рудой рабочие должны пользоваться респиратором «лепесток» и следить за постоянной работой вентиляционных установок. При погрузках, разгрузках и транспортировке марганцевой руды ее необходимо смачивать водой. Мерами предупреждения загрязнения воздуха и защиты от вредного воздействия от цинковой пыли на организм, является применение пневмотранспорта, эффективная вентиляция, пользование респиратором «лепесток».
На тех предприятиях, где в цехах выщелачивания еще сохранилась деревянная баковая аппаратура, следует проявлять особую осторожность. При разъединении металлических бандажей кислыми и медьсодержащими растворами может произойти разрушение аппаратуры. Уходу за бандажами придается большое значение. Ремонт их разрешается производить только после полного освобождения чана от раствора.
Переливы растворов и воды увеличивают влажность воздуха, что затрудняет дыхание. Необходимо также следить за тем, чтобы люки мешалок, баков и чанов были постоянно закрыты.
3.5 Требования пожаробезопасности
Для обеспечения пожарной безопасности аппаратчик-гидрометаллург должен ежегодно проходить инструктаж по пожарной безопасности по инструкции ПБ-01-28-22-04. При пожаре звонить по телефону: 01; 9 49-15-66. Аппаратчик-гидрометаллург должен уметь пользоваться первичными средствами пожаротушения, знать место расположения пожарного крана.
При возникновении пожара аппаратчик-гидрометаллург должен немедленно сообщить мастеру смены, а при его отсутствии любому другому руководителю цеха, принять меры к его тушению имеющимися средствами пожаротушения и действовать по указанию руководителя ликвидации пожара.
На участке выщелачивания цинкового огарка в опасных местах установлены знаки безопасности, предупредительные надписи, звуковая и световая сигнализация, выполнение требований которых является обязательным.
Во избежание несчастного случая запрещается нахождение посторонних лиц на рабочем месте.
Запрещается оставлять без присмотра работающие установки, нестационарные нагревательные приборы, открытое пламя.
Первичные средства тушения пожаров и правила пользования ими, огнегасительные вещества
При возникновении загорания до прибытия пожарной команды работающий должен приступить к тушению загорания первичными средствами пожаротушения (вода, огнетушители, песок, кошма).
При загорании электропроводки необходимо выключить электроток и тушить огнетушитнлем, водой или песком. При невыключенном электротоке следует тушить только углекислотным огнетушителем, водой тушить не допускается.
При воспламенении одежды на человека необходимо накинуть и обернуть вокруг него плотную ткань (одеяло, полотно).
При тушении трудносмачиваемых веществ (пыль, хлопок) к воде добавляют поверностно-активные вещества, называемые смачивателями.
Пламя горючих жидкостей с высокой тампературой вспышки (мазут, масло) тушат распыленной водой, применение которой для бензиина не допускается. Эффективным средством тушения огня является пена (ячеисто-пленочная система), которая, покрывая зону горения, прекращает поступление горючих паров, в результате чего огонь потухает. По способу образования пена различается на химическую и воздушно-механическую, [1].
3.6 Требования электробезопасности
Для обеспечения электробезопасности аппаратчик-гидрометаллург должен проходить инструктаж по инструкции И-01-20-18-03.
Во избежание поражения электрическим током аппаратчику-гидрометаллургу запрещается производить ремонт электропроводки любого электрического оборудования, открывать сборки, электрические шкафы. Для выполнения электротехнических работ сообщить мастеру смены и вызвать дежурного электромонтёра, [9].
3.7 Требования безопасности в аварийных ситуациях
При возникновении аварийных ситуаций аппаратчик-гидрометаллург должен действовать согласно «Плана защиты персонала в случае аварий и ликвидации их последствий» (ПЗП и ЛА).
- В случае аварий, не входящих в ПЗП и ЛА при возникновении опасности получения травмы, прекратить работу и поставить в известность мастера.
- При возникновении технологических аварий необходимо остановить работу, сообщить мастеру и действовать по его указанию или указанию другого руководителя ликвидации аварии.
- В случае выхода из строя оборудования аппаратчик-гидрометаллург должен вызвать дежурного электромонтера, обесточить оборудование, перейти на резервное. Необходимо установить причину остановки, подготовить оборудование к ремонту и приступить к устранению неполадок силами ремонтных служб.
- Аппаратчик-гидрометаллург должен знать и уметь применять правила оказания медицинской помощи пострадавшим.
- Во всех случаях получения травм, отравлений, пострадавшему необходимо оказать первую помощь, сообщить мастеру и отправить в здравпункт в сопровождении коллеги по работе.
- При травмировании, если пострадавший упал с высоты и не может самостоятельно передвигаться, его не следует трогать (переворачивать, передвигать), нужно вызвать врача (скорую помощь) и до прихода врача обеспечить ему полный покой. При явных переломах конечностей наложить шину из подручных материалов.
- При переломах или вывихах первой помощью является обеспечение спокойного и наиболее удобного положения для повреждённого участка тела или конечности, что достигается её неподвижностью, для чего необходимо наложить шину или подручное средство.
- При кровотечениях рану необходимо закрыть перевязочным материалом (забинтовать), если кровь не останавливается, применить сдавливание кровеносных сосудов пальцами, жгутом на 90 - 100 минут, скруткой. Записка с указанием времени сдавливания подкладывается под жгут. Если повреждена артерия, кровь бьёт фонтаном, жгут накладывают над раной, если повреждена вена, кровь стекает темная, жгут накладывают ниже раны.
- При кровотечении и ранении нельзя промывать рану водой, засыпать порошком и смазывать мазями, так как это препятствует заживанию раны. Нельзя стирать с раны песок, землю. Нужно осторожно снять грязь вокруг раны, начиная с краёв. Очищенную рану смазать йодом и наложить повязку. Нельзя удалять с раны сгустки крови, это может вызвать кровотечение.
- При отравлении органическими веществами необходимо вывести пострадавшего на свежий воздух, освободить его от стесняющей одежды и давать вдыхать кислород, а при необходимости укутать. Вызвать скорую помощь. Для предупреждения отравления органическими веществами, при попадании на кожу, необходимо загрязнённый участок тела хорошо обмыть водой, затем обработать двух процентным раствором уксусной кислоты. Спецодежду при попадании этих веществ заменить чистой.
- При термических ожогах поражённое место смочить этиловым спиртом или раствором марганцево-кислого калия и наложить повязку с мазью от ожогов. При тяжёлых ожогах помощь оказывает медперсонал. До прихода врача, для предупреждения загрязнения на повреждённое место накладывают стерильные повязки. Если загорелась одежда, следует погасить пламя.
- При химических ожогах снять, удалить, вызвавшее ожог вещество соответствующим раствором, а затем поражённый участок тела обработать спиртом.
- При ожогах едкими веществами промыть обожжённое место большим количеством воды, затем обработать нейтрализующим средством. Кислоту нейтрализовать 3 % раствором соды, щёлочь нейтрализовать 2 % раствором уксусной кислоты. Спецодежду, облитую раствором немедленно снять и пострадавший должен немедленно принять душ.
- При химических ожогах глаз кислотой или щёлочью, необходимо промыть глаза большим количеством воды.
- При обморочном состоянии пострадавшего следует уложить, опустить голову и приподнять ноги, дать выпить холодной воды и нюхать ватку, смоченную нашатырным спиртом.
Если человек, работая в жарком помещении, почувствует внезапную слабость и головную боль, он должен быть немедленно снят с работы и выведен на свежий воздух или тень.
При появлении резких признаков недомогания (слабая сердечная деятельность, частый слабый пульс, бессознательное состояние), необходимо удалить пострадавшего из жаркого помещения, перевести в прохладное место, уложить, раздеть, охладить тело, обрызгать лицо холодной водой и вызвать врача. При прекращении дыхания следует делать искусственное дыхание и вызвать врача.
- При поражении электрическим током, если человек остаётся в соприкосновении с токоведущими частями следует: выключить ток при помощи пускателя, либо вывернуть предохранительную пробку или перерубить токопроводящий провод изолированным инструментом. Если нет возможности быстро отключить электрический ток, оказывающий помощь должен изолировать свои руки диэлектрическими перчатками, надеть резиновые калоши и встать на резиновый коврик. Сухой доской отделить пострадавшего от токоведущих частей, к которым он прикасается. Нельзя касаться руками пострадавшего пока он находится под напряжением. Если пострадавший потерял сознание, применить искусственное дыхание до прихода медперсонала.
- При порезах стеклом с одновременным воздействием кислот, промыть раны большим количеством воды и убедиться в том, что в ране не осталось стекла, затем смазать края раны йодом и перевязать стерильным бинтом, [6].
3.8 Анализ экологического состояния технологии
Цех выщелачивания относится к предприятиям с вредными условиями труда. Цех выщелачивания расположен вода таким образом, чтобы вредные выделения из одного цеха не распространялись на другие. Преобладающие юго-западные ветра относят потоки вредных выделений за пределы города.
В соответствии с санитарными условиями проектирования промышленных предприятий, данный цех относится к первой группе вредных производственных процессов.
Вредные вещества, минеральные концентраты, щелочи, свинец, кадмий, мышьяк, содержащийся в пыли, парах и реактивах могут поступать в организм рабочего человека через органы дыхания, желудочно-кишечный тракт и кожу, при этом вызывая поражения центральной нервной системы, верхних дыхательных путей, кровеносной системы и кожи.
Выщелачивание цинкового огарка сопровождается выделением следующих веществ:
- соединения мышьяка действуют на вегетативную нервную систему и на сосудистые стенки. Газообразные соединения мышьяковистого водорода вызывают раздражение слизистой оболочки глаз и дыхательных путей;
- соединения свинца действуют на нервную систему, кровь, различные органы;
- пары металлической ртути проникают в организм через дыхательные пути и всасываются через кожу;
- соединения сероводорода вызывают разрушения слизистых оболочек, насморк, кашель;
- окись углерода действует на центральную нервную систему. Кислоты и щелочи действуют на кожу тела, в зависимости от концентрации;
- двуокись марганца является сильным ядом, вызывающим тяжелые органические изменения в нервной системе.
Для предотвращения этого разработаны предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе производственных помещений, окружающей среде и воде, [5].
выщелачивание цинковый огарок раствор
Заключение
В курсовом проекте «Выщелачивание обожжённого цинкового концентрата», описаны технологические процессы выщелачивания цинкового огарка, произведены расчёты:
- рационального состава обожжённого цинкового концентрата;
- выход и состав цинковых кеков;
- нейтрального раствора и извлекаемых из него Zn, Сu и Cd ;
- количество цинка, меди и кадмия поступающих в процесс с растворами от выщелачивания вельц - окислов;
- выход и состав медно- кадмиевого кека;
- объём оборотных растворов.
Технологический (металлургический) расчёт проведён на основе состава огарка, поступающего из обжигового цеха.
Исходя из произведённых металлургических расчётов, рассчитано основное оборудование цеха.
Поставленные задачи по курсовому проектированию подробно выполнены в полном объёме, что позволяет легко ориентироваться в проекте.
Графическая часть проекта состоит из двух чертежей, на которых представлены: сборочный чертёже основного оборудования отделения, чертёж вспомогательного оборудования.
Литература
1. Аханченок А.Г. Основы пожарной безопасности металлургических предприятий.- М.: Металлургия, 1988.-534 с.
2. Барок Н.М. и др. Краткий справочник физико-химических величин. - Л.: Химия, 1974.
3. Диомидовский Д.А. Контроль и автоматизация процессов в цветной металлургии.- М.: Металлургия, 1967.-403 с.
4. Злобинский Б.М. Охрана труда в металлургии.- М.: Металлургиздат, 1995.-460 с.
5. Инструкция по охране труда для всех работающих на промышленном комплексе «Металлургическое производство» ОАО «Казцинк». - Усть-Каменогорск: ПК «МП» ОАО «Казцинк», 1999.-30 с.
6. Лоскутов Ф.М. Расчёты технологических процессов в металлургии тяжелых цветных металлов.- М.: Металлургия, 1963.-665 с.
7. Оверин Б.А. Электробезопасность на предприятиях цветной металлургии.- М.: Энергоатомиздат, 1992.-378 с.
8. Снурников А.П. Гидрометаллургия цинка: Учеб. пособие.- М.: Металлургия, 1981.-384 с.
9. Романтеев Ю.П. Металлургия цинка: Учеб. пособие.- Алматы: КазНТУ, 1999.-130 с.
10. Технологическая инструкция УВЦО 2009-53 с.
11. Технологические расчёты в металлургии тяжёлых цветных металлв / Под руд. Н.В. Гудимы. - М.: Металлургия, 1977.
12. Шиврин Г.Н. Металлургия свинца и цинка: Учеб. пособие для техникумов цветной металлургии.- М.: Металлургия, 1991.-214 с.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Технологический процесс замкнутого противоточного двухстадийного выщелачивания цинкового огарка, выделение его компонентов; сгущение пульпы, отделение жидкой фракции от твердой, фильтрация. Расчет состава остатков, определение выхода катодного цинка.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 19.01.2011Два способа получения металлического цинка: пирометаллургический и гидрометаллургический. Обжиг и классификация продуктов. Выщелачивание огарка для полного извлечения цинка. Аппараты для выщелачивания. Группы примесей и завершающая стадия – электролиз.
курсовая работа [24,4 K], добавлен 19.02.2009Руды и минералы цинка. Дистилляция цинка в горизонтальных и вертикальных ретортах, в электропечах и шахтных печах. Рафинирование чернового цинка. Обжиг концентратов и выщелачивание огарка. Очистка сульфатных растворов и электролитическое осаждение цинка.
контрольная работа [2,9 M], добавлен 12.03.2015Составление графика зависимости степени выщелачивания от времени при различных температурах. Методика определения энергии активации. Расчет порядка реакции. Оценка зависимости скорость выщелачивания от температуры и давления газообразного реагента.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.01.2015Механизм растворения золота в цианистых растворах. Цианирование перемешиванием. Технологические параметры процесса сорбционного выщелачивания. Технологическая схема процесса сорбционного выщелачивания золота. Обоснование технологических параметров.
курсовая работа [47,7 K], добавлен 06.06.2008Составление материального и теплового балансов процесса кислотного выщелачивания урановых руд для извлечения урана; определение массовых расходов компонентов, острого пара. Подбор стандартных пачуков, основные конструктивные характеристики аппаратов.
курсовая работа [203,8 K], добавлен 09.05.2012Проектирование цеха сорбционного выщелачивания золота из руд месторождения "Покровское" с использованием смолы АМ-2Б производительностью 1 млн. тонн в год. Разработка схемы автоматизации сорбционного цианирования золота. План размещения оборудования.
дипломная работа [1,6 M], добавлен 14.12.2014Расчет реактора для выщелачивания. Размер перемешивающего устройства. Расчет производительности нитки реакторов и выбор мешалки разбавления. Производительность непрерывно действующей установки. Расчет площади осаждения. Температурные условия процесса.
реферат [111,0 K], добавлен 08.05.2012Принцип обжига в кипящем слое сульфидов. Конструкции обжиговых печей КС. Определение размеров печи, ее удельной производительности, оптимального количества дутья, материального и теплового баланса окисления медного концентрата. Расчёт газоходной системы.
курсовая работа [131,5 K], добавлен 05.10.2014Знакомство с разработкой системы автоматического управления для подземного выщелачивания урана. Анализ технологических скважин, предназначенных для подачи в недра рабочих растворов. Особенности процесса фильтрации раствора в рудовмещающем горизонте.
дипломная работа [5,7 M], добавлен 07.09.2013
