Соединения железа

Чаще всего железо находится в цинковых концентратах в виде пирита (FeS₂), пирротина (Fe_nS_n+1) и, кроме того, в виде марматита (mZnS·nFeS) и халькопирита (CuFeS₂). В процессе обжига при недостатке воздуха пирротин, халькопирит, и особенно пирит диссоциируют с образованием сернистого железа и элементарной серы. Благодаря декриптации и низкой температуре воспламенения (360° С при крупности зерна 0,063 мм) обжиг пирита в окислительной атмосфере протекает очень быстро.

В результате окисления сульфидов железа при температуре об­жига выше 600° С в огарке остается только окись железа, так как сульфаты железа при этой температуре разлагаются практически нацело. Их можно получить только при температуре ниже 500° С. При температуре свыше 650° С окись железа, как уже указывалось выше, связывает в ферриты окислы цинка, свинца и кадмия.

Способностью сульфатов железа разлагаться при низких тем­пературах пользуются при сульфатизирующем обжиге полиметаллических концентратов с целью получения растворимых в воде соединений цинка, меди, кадмия и нерастворимых окислов железа.

Соединения мышьяка и сурьмы

Сернистые соединения мышьяка (FeAsS, AS₂S₃) и сурьмы (Sb₂S₃), присутствующие в цинковых концентратах, обладают летучими свойствами в нейтральной и восстановительной атмосфере при низких температурах. В окислительной атмосфере эти сульфиды окисляются до трехокиси по реакциям:

2FеAsS +5O2 = FeSO3 + As3 O3 +2SO2	(15)
As3 O3 +9O2 = 2As2 O3 +6SO2	(16)
2Sb2 S2 +9O2 =2Sb2O3 + 6SO2	(17)

Как As₃ O₃, так и Sb₂O₃ легко возгоняются. Заметное улетучива­ние As₂O₃ начинается при 120°С, Sb₂O₃ - при 450° С. Летучесть сульфидных и окисных соединений мышьяка и сурьмы позволяет осуществить их частичную отгонку при обжиге цинковых концент­ратов, причем соединения мышьяка удаляются при обжиге в боль­шей степени, чем соединения сурьмы. Однако полностью отогнать эти соединения не удается, так как трехокиси мышьяка и сурьмы быстро окисляются до нелетучих пятиокисей, которые остаются в огарке. Поэтому большого практического значения для последующего процесса выщелачивания огарка отгонка мышьяка и сурьмы при обжиге в кипящем слое не имеет.

Поведение рассеянных элементов

Из числа редких и рассеянных элементов, сопутствующих цинку в рудах, практическое значение для комплексного использованиям сырья имеют индий, таллий, галлий, германий, селен, теллур, а также ртуть. С целью стимулирования извлечения индия из цинковых руд для концентратов с содержанием индия не менее 0,04% в действующем отраслевом стандарте предусмотрена специальная марка I ПЦИ, в которой содержание цинка допускается снижать до 40%. Основная часть таллия, ртути, часть селена и теллура при обжиге возгоняются и уносятся из печи газами. В электрофильтрах улавливают главным образом таллий и половину возгонных селена и теллура. Остальное количество селена, теллура и почти вся ртуть улавливаются в шламах сернокислотных цехов в аппаратах мокрого пылеулавливания. Индий, галлий и германий практически полностью остаются в обожженном концентрате.

Таким образом, пыли электрофильтров могут служить источником получения (помимо свинца и кадмия) селена, теллура, таллия. Шламы сернокислотного цеха можно перерабатывать с извлечением свинца, ртути, селена и теллура. Индий, галлий и германий необходимо извлекать в последующих переделах гидрометаллургическо­го производства цинка.