Способ переработки ртутно-сурьмяных концентратов

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РТУТНО-СУРЬМЯНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ, включающий обжиг в вакууме и виброкипящем слое с наложением на слой вертикальных колебаний частотой 16 - 50 Гц и амплитудой 0,5 - 5 мм при 350 - 400^oС, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения ртути в товарный продукт, обжиг ведут при остаточном давлении 30 - 50 мм рт. ст. и на слой дополнительно налагают горизонтальные колебания с частотой и амплитудой в пределах, равных пределам частот и амплитуд вертикальных.

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, к вакуумтермической переработке ртутно-сурьмяных концентратов, и может быть использовано для получения ртути. Известен способ переработки ртутно-сурьмяного сырья в кипящем слое, проводимый при давлении 1-100 мм рт.ст. и температуре более 500^оС с подачей окислителя в кипящий слой, обеспечивающего возгонку ртути в виде металла. Из-за высокого пылевыноса, характерного для кипящего слоя и достигающего 30% и более, только часть ртути (не более 20%) выделяется в виде товарного продукта, оcтальная ртуть получаетcя в виде ступпы, требующей дополнительной переработки и обуславливающей потери ртути. Проведение процесса при температуре более 500^оС ведет к опасности спекания и оплавления антимонита и прекращения процесса. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ вакуум-термической переработки ртутно-сурьмяных концентратов при температуре 350-400^оС в виброкипящем слое при наложении на слой вертикальных колебаний частотой 16-50 Гц и амплитудой 0,5-5 мм при остаточном давлении 0,1-5 мм рт. ст. Недостатком способа является то, что из-за нехватки кислорода при малом давлении ртуть получается в виде сульфида; ввиду потерь, возникающих при переработке сульфида на металл и составляющих 1-2% от количества ртути в сульфиде, сквозное извлечение ртути в товарный продукт не превышает 97-98% Целью изобретения является повышение извлечения ртути в товарный продукт. Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки ртутно-сурьмяных концентратов, включающем обжиг в вакууме в виброкипящем слое с наложением на слой вертикальных колебаний частотой 16-50 Гц и амплитудой 0,5-5 мм при 350-400^оС, обжиг ведут при остаточном давлении 30-50 мм рт.ст. и на слой дополнительно налагают горизонтальные колебания с частотой и амплитудой в пределах, равных пределам частот и амплитуд вертикальных. При давлении 30-50 мм рт.ст. и температуре 350-400^оС киноварь, в форме которой находится ртуть в исходном концентрате, возгоняется и окисляется кислородом остаточных газов. Ртуть при этом осаждается в конденсаторе в виде металла. При давлении менее 30 мм рт.ст. киноварь из-за недостатка кислорода окисляется лишь частично, что ведет к конденсации части ртути в виде сульфида. Повышение давления до более 50 мм рт.ст. требует для достижения высокой степени возгонки ртути увеличения температуры процесса, что нежелательно из-за опасности спекания, оплавления и окисления антимонита и увеличения энергозатрат. Одновременное наложение колебаний как в вертикальном, так и в горизонтальном направлении производится с целью улучшения перемешивания материала и интенсификации процессов тепло- и массообмена в слое, необходимых для полного окисления сульфида ртути. Исследованиями было установлено, что при давлении 30-50 мм рт.ст. из-за повышения вязкости слоя наложение лишь вертикальных колебаний на слой не обеспечивает интенсивного перемешивания его и хорошего контакта сульфида ртути с кислородом остаточных газов, которое достигается только при совместном действии вертикальных и горизонтальных колебаний. Экспериментально установлено, что наилучшие условия тепло- и массообмена в слое достигаются при использовании горизонтальных колебаний с частотой и амплитудой в пределах, равных пределам частот и амплитуд вертикальных, т.е. частота 16-50 Гц и амплитуда 0,5-5 мм. П р и м е р 1. Ртутно-сурьмяный концентрат, содержащий 1,7% ртути, 12,1% сурьмы, в количестве 30 кг перерабатывали при 350^оС, остаточном давлении 30 мм рт.ст. в виброкипящем слое в реакторе, представляющем собой вертикальный обогреваемый виброконвейер, заключенный в герметичный теплоизолированный корпус. Амплитуда вертикальных колебаний 5 мм, горизонтальных также 5 мм, частота 16 Гц.Время пребывания материала в аппарате 8 мин. Получено 0,512 кг конденсата, содержащего 98,4% металлической ртути; 28,1 кг огарка, содержащего 12,5% сульфидной сурьмы; 0,01% ртути. Вынос пыли составил 2,3% Извлечение металлической ртути в товарный продукт конденсат составило 99,7% (в прототипе 97-98%). П р и м е р 2. Ртутно-сурьмяный концентрат, содержащий 2.1% ртути, 12,8% сурьмы, в количестве 30 кг перерабатывали при 380^оС, остаточном давлении 40 мм рт.ст. Амплитуда вертикальных колебаний составила 1 мм, горизонтальных 3 мм, частота 24 Гц. Время пребывания материала в аппарате 6 мин. Получено 0,632 кг конденсата, содержащего 99,0% металлической ртути; 28 кг огарка, содержащего 13.2% сульфидной сурьмы; 0,007% ртути. Пылевынос составил 2,8% Извлечение ртути в товарный продукт 99,2% (в прототипе 97-98%). П р и м е р 3. Ртутно-сурьмяный концентрат состава из примера 1 в количестве 30 кг перерабатывали при 400^оС, давлении 50 мм рт.ст. Амплитуда вертикальных колебаний составила 0,5 мм, горизонтальных 0,5 мм, частота 50 Гц. Время пребывания материала в аппарате 5 мин. Получено 0,513 кг конденсата, содержащего 99,6% металлической ртути, 28,2 кг огарка, содержащего 12,6% сульфидной сурьмы; 0,002% ртути. Пылевынос составил 1,7% Извлечение ртути в товарный продукт 99,9% (в прототипе 97-98%). В опытно-промышленных испытаниях перерабатывали ртутно-сурьмяный концентрат с содержанием 1,1-2,1% ртути, 7,5-9,3% сурьмы. Переработку производили на вибровакуумной установке производительностью 5 т/сутки. Частота колебаний виброжелоба составляла 23,7 Гц (1420 1/мин), вертикальная амплитуда колебаний 0,45-0,5 мм (размах 0,9-1,0 мм), горизонтальная 1,5-2 мм (размах 3-4 мм). При температуре огарка 350-400^оС давлении 30-50 мм рт.ст. степень возгонки, ртути составила 99-99,9% (содержание ртути в огарке 0,02-0,002%). Вынос пыли не превышал 4,5-8% Извлечение ртути в металл составило 98-99,0% Сурьма при этом оставалась в огарке в сульфидной форме, пригодной для переработки на металл высших марок. Таким образом, применение способа переработки ртутно-сурьмяных концентратов позволяет повысить извлечение ртути в товарный продукт до 99,1-99,9% (в прототипе 97-98); получать металлическую ртуть в одну стадию; обеспечить получение сурьмы в сульфидной форме в огарке, пригодном для переработки на металл высших марок. Расчет экономической эффективности предлагаемого способа переработки ртутно-сурьмяных концентратов производится в сравнении с базовым объектом способом переработки ртутно-сурьмяных концентратов при атмосферном давлении с получением металлической ртути, осуществляемым в печах кипящего слоя (КС). Экономия заключается в стоимости дополнительно полученной ртути вследствие увеличения ее извлечения. Извлечение ртути при обжиге в печах КС составляет 91% При извлечении ртути предложенным способом оно составляет 99%

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РТУТНО-СУРЬМЯНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ, включающий обжиг в вакууме и виброкипящем слое с наложением на слой вертикальных колебаний частотой 16 50 Гц и амплитудой 0,5 5 мм при 350 400^oС, отличающийся тем, что, с целью повышения извлечения ртути в товарный продукт, обжиг ведут при остаточном давлении 30 50 мм рт. ст. и на слой дополнительно налагают горизонтальные колебания с частотой и амплитудой в пределах, равных пределам частот и амплитуд вертикальных.