Содержание к диссертации
Введение
2. Обзор литературы
2.1. Влияние процесса вельцевания и изменений технологии на поведение цинка, свинца, индия и серебра
2.1.1. Общие физико-химические характеристики велъцпроцесса
2.1.2. Поведение соединений цинка в велъц-процессе 17
2.1.3. Поведение соединений свинца 19
2.1.4. Поведение соединений индия 20
2.1.5. Поведение соединений серебра 24
2.1.6. Влияние добавки известняка на поведение компонентов при велъцевании
2.2. Хлоридовозгонка металлов и применение ее в технологиях извлечения и обогащения продуктов, содержащих цинк, свинец, индий и серебро
3. Применимость элементов хлоридовозгоночных технологий к вельцеванию цинковых кеков
3.1. Анализ форм цинка, свинца, индия и серебра в цинковых кеках и клинкере вельц-печей
3.2. Термодинамический анализ процесса образования хлоридов цинка, свинца, индия и серебра при велъцевании цинковых кеков
3.3. Лабораторные исследования влияния ввода в вельц-печь хлорирующихреагентов на отгонку цинка, свинца, индия и серебра из реакционной массы
Выводы к главе
3 4. Разработка способа повышения извлечения цинка, свинца, индия и серебра из цинковых кеков
4.1. Влияние оксида кальция и хлорсодержащихреагентов на извлечение индия при вельцееании цинковых кеков
4.2. Разработка способа подачи хлорсодержащих материалов в вельц-печь
4.3. Удаление хлора из велъц-возгонов посредством водной отмывки и регулирование накопления хлоридов в цинковом цикле
Выводы к главе 4 85
5. Промышленные испытания нового способа вельце вания
5.1. Вельцевание цинковых кеков с добавлением в шихту хлорсодержащих реагентов
5.2. Подача кальцийсодержащего флюса и хлорсодержащих материалов через разгрузочное отверстие вельц-печи
5.3. Технико-экономическая оценка результатов применения но вой технологии велъцевания цинковых кеков с повышением извлечения в возгоны цинка, свинца, индия и серебра
Выводы к главе 5 107
Выводы по работе 108
Литература
- Общие физико-химические характеристики велъцпроцесса
- Хлоридовозгонка металлов и применение ее в технологиях извлечения и обогащения продуктов, содержащих цинк, свинец, индий и серебро
- Лабораторные исследования влияния ввода в вельц-печь хлорирующихреагентов на отгонку цинка, свинца, индия и серебра из реакционной массы
- Подача кальцийсодержащего флюса и хлорсодержащих материалов через разгрузочное отверстие вельц-печи
Общие физико-химические характеристики велъцпроцесса
Вельц-процесс применяется, главным образом, для извлечения свинца и цинка из цинковых кеков, раймовки, цинковистых шлаков свинцовой плавки, окисленных карбонатных, силикатных руд и других материалов, содержащих свинец и цинк в окисленной и частично в сульфидной форме [45].
Обрабатываемые материалы измельчают, смешивают с восстановителем (коксовой мелочью) и загружают в трубчатую, слегка наклонную печь, в которой поддерживается высокая температура. При вращении печи, благодаря перекатыванию шихты, окислы металлов приходят в контакт с углеродом и восстанавливаются. По признаку перекатывания шихты во время восстановления окислов металлов этот метод называется вельц-процессом (от немецкого walzen - катать, перекатывать) или процессом вельцевания [29].
Использование указанной печи для испарения цинка было впервые предложено Джоржем Друйе в 1881г. Способ, описанный в патенте, выданном компаниям Lurgie и IG Farbcn в 1913 году уже имел существенные признаки используемого в настоящее время вельц-процесса: непрерывный цикл работы наклоненной вращающейся печи, использование твердого восстановительного материала и предотвращение разжижения содержимого печи. Первая установка была введена в эксплуатацию в 1925 г. компанией C.W. Kayser & Со. в г. Лю-нен. До конца второй мировой войны длина печей ограничивалась 45 м, а сегодня для проведения процесса различные компании используют печи длиной до 95 м.
Одновременно с этим развитием происходило также и внедрение вельц-процесса для работы с различными материалами, содержащими соединения цинка, свинца и других улетучиваемых металлов [29, 41]. В отечественную практику восстановительный обжиг во вращающихся печах был внедрен в тридцатых годах применительно к остаткам от выщелачивания обожженного цинкового концентрата на электролитных заводах [29].
Вращающаяся печь представляет собой футерованный барабан, установленный под небольшим углом к горизонту, и является не только реактором, но и транспортным устройством, что обеспечивает перемещение твердой реакционной массы и непрерывную работу аппарата. Материал, увлекаемый при вращении вверх, осыпается по поверхности сегмента по достижении угла, превышающего естественный откос. За счет наклона печи во время осыпание происходит некоторое перемещение материала вперед вдоль ее оси.
В процессе скатывания шихты по откосу высвобождается заключенная между частицами шихты газовая фаза, которая смешивается с общим газовым потоком в свободном от реакционной массы пространстве печи, что обеспечивает эффективное удаление газообразных продуктов реакции от места их выделения и поступление газообразных окислителей - кислорода, двуокиси углерода, в некоторых концентрациях присутствующих в газовом пространстве печи.
В толще шихты возможны диффузионные процессы в газовой среде, направленные на насыщение ее летучими элементами и соединениями. Передача в газовый поток паров элементов и соединений, давление насыщения которых меньше внешнего, происходит конвективным путем именно при пересыпании материала и обновлении поверхности реакционной массы, обращенной в газовое пространство. Если же в реакционной массе много легколетучих соединений, давление пара которых в данном диапазоне температур превышает внешнее, названные продукты будут удаляться из шихты благодаря вынужденной диффузии [41, 46].
При наличии в реакционной массе значительного количества веществ, возгоняющихся путем вынужденной диффузии, возможна значительная интенсификация возгонки сравнительно малолетучих элементов и соединений за счет их диффузии в поток окислов углерода и других газообразных веществ, пронизывающих шихту - "транспорт потоком носителя" [47].
Таким образом, перекатывание материала существенно влияет на реакционную способность составляющих шихты. В [41] приведена оценка вышеназванных механизмов массообмена между реакционной массой и газовым пространством вельц-печи. Показано, что свободной диффузией в газовое пространство может быть передано в первом приближении не более 15-20 кг углерода в час, а общий расход углерода в печи составляет не менее 1000 кг в час. Таким образом, учитывая реальные давления газов в печи (отличаются от атмосферного всего на несколько десятков мм вод. ст.), основная роль принадлежит вынужденной диффузии, а для малолетучих веществ - "транспорту на носителе".
Нагрев реакционной массы обычно осуществляют с помощью мазутных, газовых или пылеугольных горелок, факел которых располагается в свободной от реакционной массы части объема нижней (разгрузочной) части печи.
Если во вращающейся печи проводят восстановительный обжиг с добавкой углеродистого топлива, нагрев может осуществляться сжиганием выходящих из слоя шихты газов, содержащих окись углерода и другие горючие компоненты, например, пары металлов. Для этого в свободное от шихты пространство разгрузочного конца печи подают окислитель (воздух или воздух, обогащенный кислородом). Возможен также и комбинированный способ, в котором наряду со сжиганием газообразных продуктов восстановительного обжига используют подтопку с применением постороннего горючего (газ, мазут).
Общим для перечисленных выше способов является то, что горение осуществляется в объеме над шихтой. Там же развиваются наиболее высокие температуры, т.е. нагрев слоя материала во вращающейся трубчатой печи является внешним, в отличие от шахтных печей и печей кипящего слоя, в которых тепло выделяется в объеме шихты [45]. В трубчатой вращающейся печи все физико-химические и тепловые процессы протекают практически стационарно. Движущими силами являются равновесные давления паров для летучих объектов и изменения химических потенциалов при других реакциях. Скорость процесса определяется кинетическими особенностями тех или иных реакций, а также диффузией, как в газовой, так и в конденсированной фазе. Кроме того, решающее значение часто имеет теплопередача.
По мнению большинство авторов, независимо от вида вельцуемого материала, вельц-печь можно условно разделить на зоны. Процессы, протекающие в каждой зоне, наглядно проиллюстрированы в работе [48] на примере вельцевания цинковых кеков в печи с размерами: диаметр 2,5 м, длина 41 м (рисунок 2.1.).
Первая зона - сушки и подогрева шихты - располагается на первых 6-8 м от загрузочного конца вельц-печи. В этой зоне удаляется свободная и связанная влага, и шихта нагревается до температуры начала реакций. Газ в этой зоне является греющей средой. Температура газового потока за счет потерь на испарение воды и нагрев пара понижается на 300С.
Вторая зона - восстановление сульфатов - располагается от 8-10-го до 15-20-го метра длины печи. В этой зоне разлагается -90-95 % сульфатов, причем наиболее интенсивно сульфаты разлагаются на 18-20-том метре длины печи, где температура достигает 1100-1200С. Реакции разложения являются эндотермическими и требуют значительного количества тепла. В этой же зоне начинается горение коксика, однако того тепла, которое выделяется при сгорании коксика, еще недостаточно, чтобы обеспечить протекание эндотермических реакции разложения сульфатов и ферритов. В зоне восстановления сульфатов и ферритов теплообмен излучением от газовой фазы к шихте играет основную роль. Температура шихты возрастает с 400 до 1200С. Снижение температуры газов при этом незначительное, так как в газовой фазе развиваются экзотермические реакции - сгорание паров цинка и оксида углерода (II).
Хлоридовозгонка металлов и применение ее в технологиях извлечения и обогащения продуктов, содержащих цинк, свинец, индий и серебро
Оксид кальция наиболее необходим в зоне формирования клинкера. Поэтому были проведены промышленные испытания по подаче оксида кальция в эту зону (с 1 по 9 метр от разгрузочного конца печи). Учитывая, что для нормального протекания процесса в вельц-печи длиной 41 м и диаметром 2,8 м необходимо подавать воздушное дутье 4000-6000 нм /ч, была организована подача оксида кальция с использованием в качестве носителя струи компрессорного воздуха.
Для промышленных испытаний был разработан, сконструирован и изготовлен специальный инжектор. В качестве оксида кальция использовали из-весть-пыленку, представляющую собой тонкодисперсный отход производства негашеной извести с содержанием основного вещества 80 - 85 %. Испытания подтвердили целесообразность использования данного способа [38, 41].
В ранее выполненных работах отмечены следующие моменты по положительному влиянию добавления оксида кальция в шихту вельцевания цинковых кеков:
В [29] изучали влияние СаО на температуры воспламенения и достижение максимальной скорости горения графита путем снятия кривых нагрева на термоанализаторе "Ригаку Денки". Показано снижение температуры воспламенения при добавке к графиту 3-8 % (мол.) СаО. Без добавки графит начинал гореть при 640-660С, с добавкой - при 620-625С. Максимальная скорость горения без добавки достигалась при 865-885С, с добавкой СаО -810-835С.
В [64] показано, что добавка карбоната кальция в количестве 5 % увеличивает скорость отгонки цинка из феррита (ZnOxFe203) в 1,26 раза при 1050С, и в 1,13 раза при 1100С. В присутствии образующегося в процессе СаО уменьшается степень спекания восстанавливаемого феррита, что частично связано с уменьшением восстановления железа до металла. При угле 27 термическом восстановлении феррита цинка без добавки СаСОз (молярное отношение ZnOxFe203: С = 1:2) при 1050С в течение 5 мин степень восстановления железа до металлической фазы составила 28,9 % при 1100С - 42,8 %, а при добавке СаС03 соответственно 20,9 и 38,2 %. Эти результаты можно объяснить тем, что в процессе углетермического восстановления феррита цинка в присутствии карбонатов кальция образуются соединения типа двухкальциевого феррита [33], труднее восстановимого, чем Fe203.
В работе [33] изучена кинетика взаимодействия оксида кальция с силикатом цинка. Кинетические кривые реакции Zn2Si04+ 2СаО + 2СО - pCa2Si04+ 2Znnapt + 2C02t снимали при температурах 1000, 1100, 1200С, отвечающих практическим условиям вельц-процесса. На основании экспериментальных данных были рассчитаны величины кажущейся энергии активации взаимодействия вил-лемита с оксидом кальция при степени разложения виллемита 72 и 86 % они составили 128 и 92 кДж/моль. Это находится в соответствии с результатами исследования кинетики химического взаимодействия в системе "твердое тело - твердое тело": с увеличением времени удельная скорость реакции снижается при одновременном уменьшении энергии активации, и это связано с уменьшением реакционной поверхности "покрываемого" реагента -виллемита [65].
Кроме образования защитного слоя на поверхности огнеупорной футеровки вельц-печи за счет образования тугоплавких (с температурой начала раз мягчения более 1150С) силикатов, оксид кальция, при подаче его в зону формирования клинкера, облегчает доизвлечение цинка из реакционного материала. В работе [39] это показано на примере восстановления и возгон ки цинка, остающегося в клинкере.
Опыты по изучению влияния оксида кальция проводили с клинкером вельц-печи, содержащим 11,2 % Zn, 24,1 % Fe (в том числе 20,3 % Fe(II)), 9,2 % Si02. К этому материалу добавляли СаО до соотношения CaO/Si02 = 0,3 28 1,0. При температуре 1300С отгонка цинка при увеличении силикатного модуля с 0,3 до 1,0 повысилась в 4,1 раза, а при 1100С - в 2,5 раза. При силикатном модуле 1,0 повышение содержания железа (II) на 5,3 % увеличивает возгонку цинка при температуре 1200С на 7-12 %. Экспериментальные данные можно объяснить тем, что при добавке оксида кальция в горячую реакционную массу, по составу близкую к клинкеру, происходит разрушение структуры фаялита (силиката железа). Высвобождающееся при этом железо из оксида FeO в избытке углерода восстанавливается и участвует в восстановлении цинка по реакциям типа: ZnO + Fe - FeO + Zti(r). Закись железа, не вступая во взаимодействие с Si02, может восстанавливаться снова, т.е. железо в данной ситуации играет роль катализатора процесса отгонки цинка. Образующиеся силикаты кальция более тугоплавки, чем фаялит, и реакционная масса остается рыхлой, что снижает диффузное сопротивление процессам возгонки.
Из приведенных данных видно, что оксид кальция способствует как отгонке цинка, так и является "осушителем" шихты в вельц - процессе благодаря высокой тугоплавкости образующихся силикатов и алюмосиликатов кальция [38]. Таким образом, положительное влияние оксида кальция, как интенсифи-катора вельц-процесса, показано с нескольких позиций.
Лабораторные исследования влияния ввода в вельц-печь хлорирующихреагентов на отгонку цинка, свинца, индия и серебра из реакционной массы
Для лабораторных исследований по влиянию ввода в вельц-печь твердых хлоринаторов в качестве объекта, наиболее близкого по составу к реакционной массе на последних метрах ее пребывания в печи, использовался выходящий материал (клинкер), содержащий (в %): цинк - 0,51; свинец - 0,13; индий - 0,0105; серебро - 0,0445; железо - 41,2; медь - 5,2.
Влияние определяли по скорости возгонки металлов (Zn, Pb, In, Ag) из исходного материала и шихты с добавкой хлористого натрия. Исследования проводили при температурах 900, 1000, 1100, 1200С. Для изучения была использована общепринятая для таких процессов методика непрерывного взвешивания в атмосфере, содержащей инертный газ и кислород (подача которого осуществлялась в соотношении, обеспечивающем окисление углерода, серы и протекание реакции разложения хлоринатора). Состав образцов до и после отгонки определяли методами химического и фазового анализов.
Первоначально исследовалось влияние дозировки хлоринатора на отгонку указанных выше металлов (температура 1100С, время отгонки 30 минут).
Вид кривых (рисунок 3.3.) показывает, что при повышении содержания хлора в смеси с исходного (0,05 %) до 0,15 % отгонка всех рассматриваемых металлов резко возрастает, а затем с увеличением дозировки до 3,3 % и выше рост (для цинка и свинца) практически прекращается, а извлечение индия и серебра продолжает равномерно повышаться (содержание хлора в исходном материале максимально доводилось до 10 %). Применяя увеличенные дозировки, удалось снизить остаточное содержание в продукте (и, соответственно, повысить извлечение в возгоны) металлов до следующего уровня, (%): цинк - 0,3 (извлечено из исходного материала - 41 %); свинец - 0,05 (извлечено - 62 %); индий - 0,003 (71 %); серебро - 0,029 (35 %).
Однако ввод на вельцевание значительного количества хлорирующего агента (более 1 % к весу материала), хотя и дает существенную прибавку в извлечении металлов, в целом неприемлем по следующим причинам: Возможны осложнения в самом процессе вельцевания (из-за легкоплавкости хлоринатора); Возможен выброс хлора и хлороводорода с отходящими газами вельц-печи, образование токсичных хлорорганических соединений - потребуется дополнительная очистка газов; При последующей отмывке вельц-окиси значительно возрастет сброс хлори дов со сточными водами; Произойдет накопление хлора в растворах цинкового цикла, что приведет к усиленному выделению его над электролизными ваннами, ускорит корро зию свинцово-серебряных анодов.
Поэтому добавка хлорирующего реагента должна быть строго ограничена. Исходя из расчетов по его максимальному количеству в стоках и в растворах цинкового цикла, а также по установленному выше извлечению металлов выбрана оптимальная дозировка - до 0,15 % хлора в смеси. Исходя из результатов, приведенных выше, такая добавка должна действовать достаточно эффективно, не вызывая ощутимого повышения содержания хлора в растворах цинкового цикла при гидрометаллургической переработке вельц-окиси (учитывая "фоновое" содержание хлора в окиси из уже имеющихся хлоридов в составе ке-ка и коксовой мелочи 0,1 %, указанная добавка может повысить содержание хлора в возгонах до 0,35-0,4 % - что в пределах допустимого).
С этой дозировкой исследована скорость отгонки цинка, свинца, индия и серебра из материала. На рисунках 3.4-3.7 показаны сравнительные кривые извлечения металлов при 1100 и 1200С из образцов исходного состава, и к которым был добавлен хлоринатор - хлорид натрия в количестве, обеспечивающем добавку хлора в смеси до 0,148 % (обычное содержание хлора в шихте вельцевания - 0,03-0,05 %, в клинкере вельц-печей - менее 0,01 %).
Клинкер вельц-печей является многокомпонентной системой, и реакции, проходящие в его массе при температурах вельцевания (восстановление металлов, формирование шлаковой фазы, горение углерода и др.), не завершаются полностью - выходя из печи, материал падает в грануляционный желоб с потоком воды, и отдает свое тепло последней. Поэтому очевидно, что дополнительная термообработка повлечет за собой продолжение возгонки металлов. По результатам исследований обнаружено следующее:
Разница между количеством отогнанного из образца в течение 30 минут металла в присутствии хлорирующего агента и без него при температурах 900-1000С составила, %: для цинка - 8-14; свинца - 12-22; индия - 25-28; серебра -0-2.
При температурах П00-1200С разница составила, %: для цинка - 10-18; свинца - 8-21; индия - 23-27; серебра - 0-2,5 (при 1200С - 2-3).
Основная масса цинка, свинца, индия и серебра (около 2/3 от максимального количества отогнанного металла) при температурах 1000-1100С отгоняется из образца в течение первых 10-15 минут. В дальнейшем процесс отгонки замедляется.
В совокупности процессы, происходящие в клинкере с добавкой хлори-натора, возможно рассматривать, как реакции типа Ті + Т2 - Т3 + Г [65]. В реакциях этого типа газовая фаза (в нашем случае - пары хлоридов), появляющаяся после начала взаимодействия между твердыми телами, не оказывает существенного влияния на кинетику процесса, если обеспечивается беспрепятственное ее удаление из реакционного пространства.
Полученные экспериментальные данные были обработаны по обобщенному уравнению гетерогенной реакции [65] в приближении п - 0 (то есть реакция протекает при большом избытке реагента, изменение концентрации которого в процессе реакции не влияет на скорость ее течения). Интегрируя обобщенное уравнение: - dm / di = К х К х S0 х 1 / та х (С - Ст)п при п = 0 получим: ф = К о х S0ya./(1 - а) х т1"" где ф = (т0 - т) / т0, а К 0 - кинетический коэффициент, 80уд. - начальная удельная поверхность твердой фазы, 1-а - постоянная, зависящая от температу 61 ры и лимитирующей стадии (механизма) реакции, определяемая индивидуальными свойствами реагирующих фаз [65].
Обработка данных, полученных при температуре 1100С, по вышеприведенному соотношению (логарифмирование ф и х) позволило вычислить коэффициент 1-а: для цинка - 0,19; свинца - 0,37; индия - 0,14; серебра - 0,17. Значения (1-а) 0,5 начиная со вторых 10 минут процесса, подтверждают протекание реакций в диффузионной области.
Полученные результаты по влиянию хлорида натрия на отгонку металлов (Zn, Pb, In, Ag) из реакционной массы вельц-печи показали эффективность добавки указанного количества хлорирующего реагента для дополнительного извлечения указанных ценных компонентов в возгоны.
Сравнение результатов отгонки индия при температуре 1100С из кека и реакционного материала вельц-печи приведенного выше состава, показало, что при добавке к ним хлористого натрия в одной и той же дозировке (0,15 % хлора) количество металла в остатке в первом случае снизилось на 25, а во втором -на 41 % отн.
Необходимость ограничения ввода хлорирующих агентов в вельц-процесс определила направление дальнейших исследований по разработке новой технологии вельцевания, в частности - использования положительного влияния ввода в процесс оксида кальция и выбора способа подачи хлорирующих агентов в вельц-печь.
Подача кальцийсодержащего флюса и хлорсодержащих материалов через разгрузочное отверстие вельц-печи
Исходя из результатов проведенных исследований и анализов предложена новая технология, предусматривающая подачу смеси кальцийсодержащего флюса и хлорсодержащего материала на раскаленную реакционную массу через разгрузочное отверстие вельц-печи [114]. Этот способ, помимо сохранения футеровки вельц-печи, и в отличие от загрузки хлоридов с шихтой, позволяет дополнительно извлекать металлы в возгоны из реакционной массы с температурой 980-1150С в нижней зоне вельц-печи около разгрузки, где содержание цинка не превышает 1-1,5 %, свинца - 0,1-0,2 %, а индия - около 100-150 г/т. При "нижней" подаче хлоринатора его избирательное действие на индий может проявиться наилучшим образом.
Оценка скорости движения материала вдоль вельц-печи на ее последних метрах показала, что она составляет около 2,2-2,8 м/час, то есть подача хлоринатора на расстояние около 1,5-2 м от края разгрузочного конуса позволит провести хлорирование индия в достаточной степени. При этом должно поддерживаться стабильное пересыпное движение шихты с тем, чтобы обеспечить контакт с подаваемым агентом новых слоев материала и хлорирование во всем его объеме.
Для проведения испытаний была изготовлена опытно-промышленная установка (рисунок 5.4.), состоящая из расходного бункера для реагентов (1) и совмещенного с ним дозирующего устройства (2), приемной воронки эжектора (3), и самого эжектора (4), размещаемого на регулируемых опорах (5). Скорость вращения шнека дозатора изменяли посредством набора шкивов.
Испытания проходили в 2 этапа, совместно с подачей кальцийсодержащего флюса (известь-пыленка с содержанием СаО 78-80 %) испытывалось добавление двух хлоринаторов - хлористого натрия и хлористого кальция (безводного).
Хлорирующая добавка смешивалась с известью-пыленкой в необходимом соотношении и помещалась в расходный бункер. В эжектор подавался сжатый воздух высокого давления (4-5 ат) из имеющейся в цехе магистрали (расход воздуха 500-1000 нм /час). Потоком воздуха создавалось разрежение в боковом патрубке эжектора и связанной с ним гибким шлангом приемной воронке. Материал, поступая через дозатор в приемную воронку, потоком воздуха засасывался в эжектор, и далее забрасывался в печь. При опробовании эжектора было установлено, что он позволяет забрасывать порошок на 3-Ю метров.
Эжектор располагался на регулируемых подставках, позволяющих изменять высоту и угол наклона его трубы в широких пределах, что позволило исследовать эффективность подачи хлоринаторов на горячий материал на разном расстоянии от разгрузочного конуса вельц-печи.
Вельц-печь загружалась текущими цинковыми кеками завода и восстановителем - коксовой мелочью, и работала в нормальном технологическом режиме, обеспечивающем эффективную отгонку цинка. В процессе испытаний изучалось влияние дозировки хлоринатора, точки попадания смеси на материал внутри печи (длительность взаимодействия), а также влияние состава шихты и технологических параметров работы вельц-печей. Для сравнения был организован отбор проб с параллельно работающей вельц-печи, загружаемой таким же сырьем, что и опытная печь.
Переработке в вельц-печах подвергался цинковый кек следующего состава (%): цинк - 21-24; железо - 23-31; свинец - 1,7-2,1; медь - 3-8; индий - 90-180 г/т; серебро - 220-300 г/т. Расход коксовой мелочи составлял 400-470 кг/т кека. Температура выходящего из печи материала (с которым реагировали хло-ринаторы) изменялась в пределах 1070-1140С.
Подача хлористого натрия. На этапе с подачей через разгрузочное отверстие вельц-печи хлористого натрия его расход варьировали от 2,4 до 15,8 кг/т кека. Расход извести поддер живали постоянным - на уровне 30 кг/т загружаемого в печь кека, то есть 200-220 кг/час. В целом подача хлористого натрия позволила повысить извлечение в вельц-окись и снизить содержание в клинкере цинка, свинца, индия, в меньшем количестве - серебра. Особенно проявилось селективное действие подачи хло-ринатора на индий (таблица 5.5.).
Таким образом, в процессе вельцевания цинковых кеков имеет место избирательное повышение извлечения ряда компонентов в возгоны при хлорировании горячего материала в печи.
Ранее нами было установлено, что в общем случае (без подачи хлорина-торов) с увеличением содержания индия в исходной шихте его потери с клинкером возрастают [60]. Поэтому найдена зависимость извлечения индия от дозировки хлористого натрия при исходном содержании индия в кеке 150-160 г/т (рисунок 5.5.; линия квадратичной функции, проходящая по точкам, показана условно). Повышение извлечения индия до 81-83 % наблюдается, начиная с расхода реагента, в пересчете на хлор, около 3 кг на 1 т клинкера (что для хлористого натрия соответствует подаче его в количестве 15 кг/час). При дозировке 12-14 кг/т клинкера (около 64 кг/час) извлечение индия снизилось, что вероятно, связано с сокращением реакционной поверхности частиц горячего материала при покрытии их расплавом соли.
На этапе испытаний с добавкой хлорида натрия определяли влияние длительности пребывания хлоринатора в печи, изменяя точку подачи струи соли в материал. Направление струи из воздушного эжектора выбирали таким образом, чтобы соль попадала на наклонную поверхность реакционной массы вельц-печи в верхней части - при движении материала пересыпанием верхняя часть поверхности постоянно "обрушивается", тем самым, открывая для хлорирования новый слой материала. Таким образом, обеспечивалось равномерное распределение соли по объему горячего клинкера.
