Details

Автоклавная технология сернокислотного выщелачивания электрофильтровой пыли медеплавильного завода позволяет количественно (92-95 %) перевести цинк и медь в раствор при минимальном переходе мышьяка (меньше/равно 3,5 %); основная масса свинца и мышьяка остается в нерастворимом остатке (кеке), имеющем следующий состав, %: 24 Fe; 11,5 As; 7,2 Pb; 1,8 Cu; 0,5 Zn. Для выделения свинца рациональным является использование солевого выщелачивания кека, позволяющего перевести свинец в раствор, оставив мышьяк в нерастворимом остатке для захоронения. Цель работы заключается в подборе оптимальных параметров процесса солевого растворения свинца. Проведен термодинамический анализ путем построения равновесных диаграмм состояния системы PbSO[4] - H[2]O - NaCl для выявления соединений в жидкой и твердой фазах. Показано наличие растворимых соединений PbCl[4]{2-}, PbCl[3]{-} , PbCl[2} и PbCl{+}, соотношение которых зависит от температуры и концентрации хлорида натрия. Самопроизвольно процесс растворения сульфата свинца протекает с образованием PbCl[4]{2-}, появление других растворимых продуктов свинца связано с разложением анионов PbCl[4]{2-}. Установлены оптимальные параметры процесса: концентрация растворителя, г/дм{3}: 250 NaCl; 50 CaCl[2]; Ж:Т = 10; T = 60 C; omega = 31,4 рад/с; продолжительность 1 ч. В соответствии с моделью сжимающегося ядра данные по кинетике выщелачивания свинца обрабатывали по уравнениям, соответствующим внешне- и внутридиффузионным кинетическим режимам растворения. Минимальные значения константы скорости выявлены для кинетического режима (k = 0,0007-0,0009 с{-1}), а максимальные - для внутридиффузионного (k = 0,0074-0,0078 с{-1}). Они определяются значениями энергии активации: максимальной (Е = 5,77 кДж/моль) для кинетического и минимальной (Е = 1,21 кДж/моль) для внутридиффузионного режима. В целом процесс соответствует диффузионному режиму. Внедрение комплексной технологии выщелачивания пылей с последующей переработкой кека, содержащего свинец и мышьяк, растворением в хлоридных растворах позволяет повысить извлечение свинца в сравнении с технологией вельцевания на 3-5 %, обеспечить получение доходности около 60 млн руб/год и вывести мышьяк в малотоксичный продукт, пригодный для захоронения.