Термодинамика системы Сu - Ме - Fе - S - О: особенности поведения Сu, Рb, Zn, Fе, Аs и Sb при совместной переработке свинцовых полупродуктов, оборотных материалов и медно-цинкового концентрата

摘要

Действующая технология переработки полупродуктов и оборотных материалов с использованием шахтной сократительной плавки характеризуется низким извлечением меди, свинца и цинка в целевые продукты. Качество получаемых продуктов низкое в силу значительной концентрации в них мышьяка и сурьмы.С целью совершенствования этой технологии предложено изменить тип и состав исходной шихты путем замещения медно-цинковой руды на высокосернистый медно-цинковый концентрат. Показана принципиальная возможность прямой переработки концентрата с одновременным его использованием в качестве сульфидизатора для обеднения шлаков по цветным металлам. Проведен термодинамический анализ основных реакций взаимодействия шлаковых компонентов с медно-цинковым концентратом. На основании термодинамических расчетов реакций, описывающих основные физико-химические процессы, которые протекают при шахтной сократительной плавке, определены значения изменения свободной энергии Гиббса и констант реакций в температурном интервале 1073-1573 К.Установлен механизм взаимодействия оксидов цветных металлов и железа с компонентами концентрата. Показано, что сульфидирование оксидов мышьяка и сурьмы достигается при взаимодействии их с элементной серой и сульфидом железа. Высокая вероятность протекания этих реакций обеспечивает глубокую возгонку мышьяка и сурьмы в пыль в виде нетоксичных сульфидов. Использование предлагаемого решения значительно снизит воздействие на окружающую среду, улучшит технологические показатели процесса за счет снижения потерь цветных металлов со шлаком и штейном, повысит качество получаемых продуктов.