Где выплавляют свинец и цинк

Свинцово-цинковая промышленность характеризуется более слож­ными структурно-территориальными признаками по сравнению с мед­ной промышленностью.

В целом она приурочена к районам распространения полиметалличе­ских руд — Северному Кавказу (Садон), Кузбассу (Салаир), Забайкалью (Нерчинские месторождения) и Дальневосточному Приморью (Дальне-горек).

Характерной чертой свинцово-цинковой промышленности выступает территориальная разобщенность обогащения и металлургического пере­дела. Другая важная особенность отрасли состоит в том, что, несмотря на комплексный состав сырья, далеко не везде свинец и цинк в чистом виде получают одновременно. По степени законченности технологиче­ского процесса выделяются следующие районы:

1. по производству свин­цовых и цинковых концентратов без металлургического передела — Забайкалье;

2. по производству металлического свинца и цинковых концентратов — Дальневосточное Приморье (Дальнегорск);

3. по произ­водству металлического цинка и свинцовых концентратов — Кузбасс (Белове);

Производство свинца и цинка. Цинк, Свинец

4. по совместному переделу свинца и цинка — Северный Кав­каз (Владикавказ);

5. по производству металлического цинка из привоз­ных концентратов — Урал (Челябинск).

Свинцово-цинковая промышленность утилизирует производствен­ные отходы. В первую очередь это имеет отношение к цинку, который получают преимущественно гидрометаллургическим способом, т. е. пу­тем электролиза раствора сернокислого цинка. Необходимая в данном случае серная кислота образуется из сернистых газов — отхода при об­жиге цинковых концентратов. Сернокислотное производство имеют в своем составе комбинат «Электроцинк» (Владикавказ) и другие пред­приятия.

Никель-кобальтовая промышленность

В России эксплуатируются руды двух типов: сульфидные (медно-ни-келевые), которые известны на Кольском п-ове (Никель) и в низовьях Енисея (Норильск), и окисленные — на Урале (Верхний Уфалей, Орск, Реж). Особенно богат сульфидными рудами Норильский район. Здесь выявлены новые источники сырья (Талнахское и Октябрьское месторож­дения), что дает возможность еще больше расширить металлургический передел по никелю.

Норильский район — крупнейший центр комплексного использования медно-никелевых руд. На действующем здесь комбинате, который объединяет все стадии технологического процесса — от сырья до готовой продукции, производятся никель, кобальт, платина (вместе с платиноидами), медь и некоторые редкие металлы. Путем утилизации отходов получают серную кислоту, соду и другие химические продукты.

Для Кольского п-ова, где расположено несколько предприятий никель-кобальтовой промышленности, также характерна комплексная переработка исходного сырья. Добыча и обогащение медно-никелевых руд, и производство файнштейна осуществляются в Никеле. Комбинат «Североникель» (Мончегорск) завершает металлургический передел. Утилизация отходов позволяет дополнительно получать серную кислоту,минеральную вату и термоизоляционные плиты.

Оловодобывающая промышленность

Оловодобывающая промышленность в противоположность никель-кобальтовой представлена территориально разобщенными стадиями тех­нологического процесса. Металлургический передел не связан с источ- никами сырья. Он ориентирован на районы потребления готовой продукции или расположен на пути следования концентратов (Новосибирск). Это обусловлено тем, что, с одной стороны, добыча сырья часто рассредоточена по мелким месторождениям, а с другой — продукты обогащения обладают высокой транспортабельностью.

Основные ресурсы олова находятся в Восточной Сибири и на Дальнем Востоке. Здесь действуют Шерловогорский, Хрустальненский, Солнеч­ный, Эсе-Хайский и другие горно-обогатительные комбинаты. Заверша­ется строительство первой очереди Депутатского ГОКа (Якутия).

Особыми чертами характеризуется география производства легких цветных металлов, в первую очередь алюминия.

Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:

Источник: studopedia.ru

Лекция 11. Месторождения свинца и цинка

В природе свинец и цинк встречаются обычно в месте, образуя комплексные свинцово-цинковые полиметаллические руды. Кроме них в состав этих руд часто входят Ag, Cd, Au и другие металлы.

КРАТКИЕ ИСТОРИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ. Свинец был известен в Месопотамии и Египте за 6–7 тыс. лет до н. э. Свинцовые водопроводные трубы обнаружены при раскопках Помпеи, а свинцовые монеты, изготовленные за 200 лет до н. э., в Китае. Свинцовый промысел возник в России в конце XVII – начале XVIII в. С 1698 г. свинец добывался на Нерчинских рудниках в Забайкалье, а с 1726 г. – на Алтае.

Цинк в виде чистого металла был получен только в 1746 г. немецким химиком А. Маргграфом. Руды цинка, очевидно, были известны и разрабатывались еще в древности. В ассирийских и урартских клинописях имеются указания, свидетельствующие о том, что окисленные цинковые руды использовались как добавки при выплавке меди, бронзы и латуни.

Свинец – белый металл, мягкий, ковкий, имеет низкую точку плавления (327,4 С) и высокую температуру кипения (1740 С). Цинк также белый металл, обладает низкой температурой плавления (419,5 С), кипит при температуре 906 С, устойчив против коррозии.

ГЕОХИМИЯ. Кларк свинца в земной коре 1,610 -3 %. Содержание его увеличивается от ультраосновных (110 -5 %) к кислым магматическим породам (210 -3 %). Известно четыре стабильных изотопа свинца с массовыми числами 204 и 206–208, среди них преобладает 208 Pb.

Природные соединения свинца, как правило, двухвалентны, исключение составляют лишь PbO2 и Pb3O4. Ионы свинца электроположительные. Типичны катионы, вызывающие ясно выраженную поляризацию.

Кларк цинка несколько выше, чем свинца и составляет 8,310 -3 %. Наблюдается увеличение содержания его от ультраосновных к основным магматическим породам. Цинк типичный четный элемент из группы побочных, т. е. дающий ионы типа купро с сильной активной поляризацией. Цинк имеет пять стабильных изотопов с массовыми числами 64, 66–68 и 70, среди которых преобладает 64 Zn.

Свинец и цинк концентрируются в остаточных очагах кислых производных базальтовой и гранитной магм. Оба металла выносятся гидротермальными растворами в комплексных соединениях в виде солей хлористоводородной, угольной, серной, хромовой, молибденовой, фосфорной и других кислот. Многочисленны также соли сульфокислот с мышьяком и сурьмой.

В экзогенных условиях сульфиды свинца и цинка, окисляясь переходят в сульфаты. Сульфат цинка относится к легкорастворимым соединениям и обладает высокой миграционной способностью, сульфат свинца, наоборот, плохо растворим, и свинец обычно не выносится из зоны окисления.

МИНЕРАЛОГИЯ. Главными минералами свинца являются галенит, буланжерит, бурнонит, церуссит и англезит, а главными минералами цинка – сфалерит, вюртцит, смитсонит и каламин.

Бурнонит CuPbSbS3 (Pb 42,5 %) (по фамилии Бурнон). Кристаллизуется в ромбической сингонии, кристаллы короткопризматические, таблитчатые и псевдогексогональные; агрегаты зернистые. Цвет минерала стально-серый до темно-серого, черта темно-серая, блеск металлический, твердость 2,5–3, удельная масса 5,8 г/см 3 . Встречается в средне- и низкотемпературных гидротермальных свинцово-цинковых и сурьмяных месторождениях с сульфосолями цинка и свинца.

Церуссит PbCO3 (Pb 77,6 %), примеси Ag, Sr, Zn. Кристаллизуется в ромбической сингонии, кристаллы псевдогексагонально-дипирамидальные, таблитчатые и др. Характерны зернистые, порошковатые и волокнистые агрегаты. Цвет обычно белый, серый, реже черный, бурый, синий, блеск алмазный, твердость 3–3,5, удельная масса 6,4 г/см 3 .

Сфалерит ZnS (Zn 67 %), примеси Fe, Cd, Ir, Ga, Mn, Hg и др. Кристаллизуется в кубической сингонии, габитус кристаллов: тетраэдрический, кубооктаэдрический, додекаэдрический. Характерны агрегаты зернистые, скорлуповатые, почковидные, колломорфные, землистые. Цвет минерала черный, бурый, красноватый, желтый, зеленый, бесцветный, блеск жирный, алмазный. Широко распространен в гидротермальных месторождениях различных типов, особенно в свинцово-цинковых, оловянных и колчеданных.

Вюртцит ZnS (Zn 63 %) (по фамилии Вюртц). Кристаллизуется в гексагональной и тригональной сингониях. Образует пять полиморфных модификаций с одинаковыми физическими свойствами. Кристаллы пирамидальные и таблитчатые, агрегаты: коломорфные, концентрически-лучистые, слоистые, волокнистые. Бесцветный, бурый до черного (в зависимости от содержания железа), блеск смолистый, стеклянный, твердость 3,5–4, удельная масса 3,9–4,0 г/см 3 .

Смитсонит ZnCO3 (Zn 52 %) (по фамилии Смитсон), изоморфные примеси Fe, Mn, Mg, Co, Cu, Pb, Cd, In и др. Кристаллизуется в тригональной сингонии, кристаллы скаленоэдрические, ромбоэдрические, агрегаты: зернистые, скорлуповатые, почковидные, землистые, ячеистые и др. Цвет минерала белый, зеленовато-серый, буроватый, блеск стекловатый, твердость 4–5, удельная масса 4,5 г/см 3 , вскипает с HCl на холоде.

Каламин Zn[Si2O7](OH)2 (Zn 53,7 %), кристаллизуется в ромбической сингонии, габитус кристаллов таблитчатый, призматический. Характерны агрегаты: друзы, сталактиты, гроздьевидные, волокнистые, зернистые и иные. Цвет белый, голубоватый до бурого, блеск стеклянный, твердость 4,5–5, удельная масса 3,5 г/см 3 .

ПРИМЕНЕНИЕ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ. Около 40 % выплавляемого свинца используется для производства аккумуляторов. Он широко применяется как антидетонаторная добавка в бензин (тетраэтилсвинец), для изготовления оболочек кабеля, защитных экранов от радиоактивного излучения, в военном деле и т. д. Свинец входит в состав бронз, латуней, баббитов, типографских сплавов.

Цинк, благодаря своим антикоррозионным свойствам, употребляется в металлическом виде для оцинкования различных изделий – железных листов, труб, проволоки. Значительное количество его используется для получения сплавов (бронза, мельхиор, латунь). Эти сплавы применяются в машиностроении, приборостроении, а мельхиор – для изготовления посуды, хирургических инструментов, художественных изделий.

РЕСУРСЫ И ЗАПАСЫ. Мировые ресурсы свинца оцениваются в 1,5 млрд т. Большая часть их сосредоточена в США, Австралии, Канаде, Казахстане, Китае, России, Мексике, Индии, ЮАР, Перу и Испании. Общие запасы свинца в мире составляли 220,2 млн т, а подтвержденные – 136,3 млн т. Около 65% мировых разведанных запасов свинца приходится на 8 стран, каждая из которых располагает запасами металла более 5 млн т: это Австралия, Казахстан, Россия, США, Канада, Китай, Индия и ЮАР (табл. 6).

В США наиболее крупные месторождения свинца находятся в штате Миссури, где сконцентрировано примерно 30 % подтвержденных запасов, а также в штатах Айдахо, Колорадо и Аляска, где добыча полиметаллических руд производится уже несколько десятилетий.

Запасы свинца (тыс. т) в некоторых странах [6]

Источник: studfile.net

Производство свинца: добыча руды, выплавка и рафинирование металла

Судя по археологическим находкам, свинец производился еще в 7 тыс. до нашей эры. Уже в Древнем Риме выплавка металла достигала 80 тыс. тонн в год. В 19 веке Британия, Германия и Испания – основные производители, поставляли около 250 тыс. свинца в год.

И хотя сегодня сфер применения его стало меньше, производится металл в огромных масштабах. Поэтому сегодня мы погорим о производстве свинца из руды, его рафинировании, а также последующем изготовлении деталей и прочих изделий из свинца.

Структура и состав металла

Свинец – металл, довольно инертный, поскольку быстро покрывается защитной оксидной пленкой. Обладает довольно низкой теплопроводностью, и не слишком хорошей электропроводностью – намного ниже меди. Металл относят к тяжелым, однако при нормальной температуре он мягкий, легко режется.

Кристаллическая решетка – кубическая, гранецентрированная. При всех температурах устойчивой является одна фаза, поэтому свои свойства свинец не изменяет при колебаниях температуры или давлении, кроме некоторых физических – поверхностного натяжения, например.

Интересно вот какое свойство свинца: способность поглощать рентгеновское излучение. Существует закономерность: чем больше порядковый номер элемента, тем в большей степени вещество поглощает, и в меньшей степени рассеивает излучение. Свинец чаще всего используют в качестве защитного слоя, поскольку металл не только успешно справляется с этой задачей, но и является относительно доступным. В общем, вещества с большой молекулярной массой не распространены и добыча их сопряжена с большими трудностями.

Об особенностях производства свинца расскажет данное видео:

Производство свинца

Свинец не относится к редким металлам. В земной коре он составляет 1,6·10¯3, что, учитывая массу литосферы, составляет весьма значительную цифру. В основном для выплавки металла применяют полиметаллические руды: свинцово-цинковые, медно-свинцово-цинковые, включающие и другие элементы – золото, серебро, висмут, мышьяк и так далее.

В общем, схема производства металла выглядит так:

1. добыча сырья;
2. подготовка шихты;
3. агломерирующий обжиг;
4. плавка – шахтная;
5. огневое рафинирование чернового свинца.

При расчете шихты пытаются так рассчитать ее содержимое, чтобы конечный агломерат – до стадии шахтной плавки, оказывался самоплавким. Таким образом удается избавиться от необходимости вводить флюсы при плавке.

Про сырье для производстве свинца читайте ниже.

Сырье

До 40% свинца получают из вторичного сырья. Металл относят к высокотоксичным, все изделия из него и большинства его соединений требуют специальной утилизации. Поэтому технологии, позволяющие переработать опасное вторсырье, а не пытаться истребить тяжелый металл, появились довольно давно и весьма активно используются. Так как состав его заметно отличается от состава первичного сырья, вторичное обычно используют для получения разнообразных сплавов.

Так как свинцовосодержащая руда имеет очень сложный состав, она подвергается длительной и разнообразной обработке, прежде чем оказывается вблизи печи.

• В первую очередь руду измельчают – исходя из характеристики породы, и подвергают гравитационному обогащению, проще говоря, разделению по массе, с тем, чтобы выделить концентрат галенита.
• Затем продукт подвергается флотационному обогащению: заливают водой, затем перемешивают сжатым воздухом с примесью определенных реагентов скип@$
• выщелачивание свинцовых соединении. При этом в раствор переходит множество примесей;
• очистка рабочих растворов;
• осаждение свинца – путем кристаллизации хлорида металла и дальнейшим электролизом, цементацией железным скрапом, электролизом с растворимыми анодами.

В настоящее время этот метод практически не применяется, несмотря на то, что по сравнению с пирометаллургическими представляет собой меньшую опасность для людей. Однако хлорирующий или сульфатизирующий обжиг – процесс дорогостоящий, и при осаждении металл из растворов имеет губчатую форму и его требуется брикетировать. К тому же конечный продукт все равно нуждается в рафинировании.

Далее мы погорим про оборудование для изготовления свинца из соответствующего сырья.

Оборудование

Главным действующим аппаратом линии является плавильная печь. Существует множество модификаций такого оборудования и подбирается оно исходя из особенностей технологии производства свинца. Плавка – процесс на редкость индивидуальный и, по сути, каждый завод производит плавку по собственной технологии.

К наиболее распространенным в России на сегодня относятся два метода и, соответственно, наиболее используемыми являются 2 вида устройства:

• печь для обжига во взвешенном состоянии – используется для прямой плавки. Эта технология – КИВЦЭТ-ЦС, была разработана в СССР. Она позволяет получить черновой свинец с долей металла до 97%. Обогащенную руду вместе с дымовыми газами или кислородом вдувают в вертикальную шахту, где при обжиге концентрат превращается в суспензию. При этом свинец и другие металлы превращаются в оксиды;
• кислородный конвертер – осуществляется продувкой кислорода через дутьевые трубы или донные фурмы. Производительность его несколько ниже.

Рафинирование осуществляется в специальных установках, устройство которых опять-таки определяется требованиями технологии.

Про заводы по добыче, производству свинца в России и мире поговорим ниже.

Известные производители

Залежи свинца в Росси весьма велики. Оцениваются они примерно на 9,2 млн. тонн: Россия уступает Австралии, США, Канаде и Китаю. По добыче металла РФ находится на седьмом месте.

Самым крупным производителем выступает ОАО «Горевский ГОК», а также центральная обогатительная фабрика ОАО «ГМК «Дальполиметалл». В Забайкалье самым известным является ОАО «Ново-Широкинский рудник» и ООО «Бугдаинский рудник». ОАО «Сибирь-Полиметалла» относится к самым значимым в Алтайском крае.

Свинец входит в состав полиметаллических руд, что затрудняет его выплавку и очистку. К тому же металл это токсичный и опасный. Активное применение вторичного сырья при использовании существенно снижает необходимость новых разработок, уменьшает опасность для окружающей среды.

О том, как изготавливают листовой свинец, смотрите в видео ниже:

Источник: stroyres.net