ГЛАВА XI
Строительство гидрометаллургических цинковых заводов требует больших трудовых, финансовых и материальных затрат. Капитальные вложения для производства 1 т чушкового цинка достигают 400 руб. только по основным переделам. Это значит, что на строительство завода для выпуска 100 тыс. т чушкового цинка в год приходится затратить не менее 40 млн. руб. Гидрометаллургическая технология и необходимость комплексного использования сырья обусловливают многообразие аппаратурного оформления процесса. В связи с этим до 60% капитальных вложений расходуется на оборудование для обжигового, выщелачивательного и электролизного цехов.
Производство цинка характеризуется высокой материалоемкостью. Стоимость сырья составляет 70-75% от общих затрат. Значительные затраты вызывает и применение различных вспомогательных материалов, топлива, электроэнергии. Наибольшая доля в стоимости сырьяприходится на цинковые концентраты (82-85%). Затраты на отдельные переделы производства цинка, исключая стоимость сырья, распределяются следующим образом, %:
Обжиг цинковых концентратов.......……………….... | 10,3 |
Выщелачивание огарка............................................. | 8,5 |
Электролиз растворов и плавка катодного цинка…… | 51,3 |
Вельцевание цинковых ксков.................................... | 18,2 |
Выщелачивание возгонов............................................. | 11,7 |
ИТОГО............................................................................. | 100,0 |
Как видно из приведенной структуры затрат, наибольшие расходы на переработку цинковых концентратов приходятся на переделы электролиза и плавки катодного цинка.
Величина эксплуатационных затрат находится в непосредственной зависимости от технико-экономических показателей производства.
Показатели работы обжиговых цехов отечественных цинковых заводов приведены в табл. 25-27.
Таблица 25
Показатели работы обжиговых цехов цинковых заводов
Показатели | УК СЦК | Челябинский | Алмалыкский | «Электроцинк» | Лениногорский |
Содержание в продуктах обжига, %: | |||||
Ss | 0,24 | 0,37 | 0,36 | 0,42 | 0,40 |
SSO2 | 3,93 | 1,79 | 2,20 | 1,05 | - |
Растворимость цинка в продуктах обжига, % | 90,6 | 86,6 | 92,3 | 89,8 | - |
Выход кеков и песков от концентратов, % | 43,0 | 41,4 | 32,2 | 45,8 | 35,8 |
Запыленность газов после электрофильтров, г/м3 | 0,4 | 0,1 | 0,2 | 0,2 | 0,7 |
Значительную долю в расходах на производство цинка занимают энергетические. Они составляют 7-8% в себестоимости металла, или 30-32% в стоимости передела. Объясняется это высоким расходом электроэнергии на электроосаждение цинка. Как указывалось выше, затраты на электролиз и плавку катодного цинка составляют более 50% всех передельных затрат. Поэтому снижению расходов в электролизном и плавильном отделениях уделяется большое внимание.
Таблица 26
Некоторые технико-экономические показатели процесса выщелачивания обожженных цинковых концентратов и возгонов
Показатели | УК СЦК | Челябинский | Алмалыкский | «Электроцинк» | Лениногорский |
Содержание цинка в цинковых кеках, %......... | 18,00 | 21,10 | 19,50 | 21,40 | 16,70 |
Потери металлов со свинцовыми кеками, %. | |||||
цинка………………. | 1,30 | 0,25 | 1,10 | 1,43 | - |
кадмия……………… | 6,90 | 0,84 | 2,74 | 4,23 | - |
Потери металлов со медно-хлорными кеками, %........................ | - | ||||
цинка ………………. | 0,10 | - | - | 0,14 | - |
кадмия.…………….. | 0,50 | - | - | 0,67 | - |
Процесс вельцевания цинковых кеков требует больших капитальных затрат и значительного расхода углеродистого топлива - коксовой мелочи.
В результате вельцевания, помимо возгонов, получают клинкер, состав которого (в %) приведен ниже:
Завод | УК СЦК | Челябинский | Алмалыкский | «Электроцинк» |
Zn………………. | 1,78 | 1,28 | 1,00 | 1,66 |
Cu………………. | 1,96 | 3,27 | - | 0,48 |
C………………. | 20,50 | 18,90 | 16,90 | - |
Переработка клинкера на медеплавильных заводах связана с известными трудностями, поэтому в ряде случаев он накапливается в отвалах. Описанный в гл. IV гидрометаллургический способ переработки цинковых кеков требует капитальных затрат в 1,5 раза, а эксплуатационных расходов в 1,2 раза меньше, чем метод вельцевания.
На экономику производства цинка большое влияние оказывают также показатели извлечения серы и кадмия в сернокислотном и кадмиевом производствах. Чем выше извлечение этих компонентов из сырья, тем выше рентабельность основного производства. Показатели извлечения (в %) цинка, кадмия и серы на отечественных заводах приведены ниже:
Завод | УК СЦК | Челябинский | Алмалыкский | «Электроцинк» | Лениногорский |
Zn…………….. | 95,75 | 96,85 | 95,39 | 90,41 | 88,80 |
Cd……………. | 91,25 | 91,22 | 90,22 | 88,10 | 75,50 |
S……………… | 84,00 | 88,85 | 85,61 | 79,76 | 86,60 |
Пониженные по сравнению с другими заводами показатели извлечения цинкаи кадмия на Лениногорском цинковом заводе объясняются неполной переработкой цинковых кеков.
Таблица 27
Технико-экономические показатели электролиза растворов и плавки катодного цинка на некоторых заводах Советского Союза
Показатели | УК СЦК (первый) | УК СЦК (второй) | Челябинский | Алмалыкский | «Электроцинк» | Лениногорский |
Содержание в нейтральном растворе, мг/л: | ||||||
цинка............................................... | 143,8 | 140,2 | 129,0 | 131,8 | 137,3 | 134,0 |
кадмия ……………………………….. | 3,3 | 3,0 | 1,2 | 2,2 | 0,4 | 3,9 |
меди …………………………………. | 0,67 | 0,55 | 0,09 | 0,12 | 0,10 | 0,06 |
кобальта …........................................... | 1,73 | 1,33 | 0,79 | 0,80 | 2,90 | 1,44 |
мышьяка ……………………………… | 0,1 | 0,1 | 0,0007 | 0,1 | 0,0001 | 0,1 |
сурьмы ……………………………….. | 0,10 | 0,1 | 0,02 | 0,1 | 0,06 | 0,1 |
никеля…………………………………. | 0,28 | 0,5 | 0,38 | 0,12 | 1,0 | 0,2 |
железа………………………………… | 30,4 | 21,0 | 79,0 | 24,2 | 94,0 | 151,0 |
марганца*……………………………... | 1,99 | 1,56 | 6,83 | 6,70 | 11,93 | 3,90 |
хлора ………………………………… | 183,4 | 246,3 | 266,3 | 493, | ||
фтора…………………………………. | - | - | - | - | ||
Содержание цинка в отработанном электролите, г/л……………………. | 43,6 | 41,6 | 44,7 | 47,1 | 47,5 | 43,1 |
Плотность тока, А/м2……………….. | ||||||
Выход цинка по току, %................ | 89,3 | 88,9 | 89,8 | 89,6 | 88,3 | 90,6 |
Расход электроэнергии постоянного тока на 1 т катодного цинка, кВт-ч.. | ||||||
Выход чушкового металла при плавке катодного цинка …………… | 97,0 | 97,15 | 98,0 | 97,8 | 97,8 | 97,87 |
*В г/л. |
Наиболее трудоемким переделом в производстве цинка является электролиз цинковых растворов. Высокая трудоемкость этого передела связана с отсутствием механизации сдирки катодного цинка, где трудовые затраты достигают 50-60% всех трудовых затрат на электролиз и плавку катодного цинка. Значительные трудозатраты имеют место на других участках.