СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ КИСЛЫХ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ КИСЛЫХ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ


RU (11) 2088679 (13) C1

(51) 6 C22B3/44, C22B19:00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 95104769/02 
(22) Дата подачи заявки: 1995.04.03 
(45) Опубликовано: 1997.08.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Остроушко И.А., Остроушко Р.И. Выщелачивание свинца и цинка из сульфидных руд. - Орджоникидзе, 1976, с. 84. 
(71) Заявитель(и): Северо-Кавказский государственный технологический университет 
(72) Автор(ы): Баратов Л.Г.; Хулелидзе К.К.; Ростованов С.Э.; Кондратьев Ю.И.; Кадржанов Ж.Б. 
(73) Патентообладатель(и): Северо-Кавказский государственный технологический университет 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ КИСЛЫХ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ 

Изобретение относится к гидрометаллургии цинка и может быть использовано при кучном, подземном выщелачивании, а также при очистке сточных вод. Целью изобретения является повышение содержания цинка в продукте и снижение энергозатрат на сушку. Цель достигается тем, что очистку кислых сульфатных растворов от твердых взвесей и примесей осуществляют с введением сульфата железа (III) при pH 5,5-6,6 и дальнейшем осаждении цинка при pH 8,5-9,0. Затем осадок цинка сгущают, фильтруют и нагревают в автоклаве до 130-170oC, после чего фильтруют и сушат. 3 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к гидрометаллургии цинка, в частности к переработке кислых сульфатных растворов и может быть использовано при кучном, подземном выщелачивании, а также при очистке сточных вод.

Известен способ извлечения свинца и цинка из бедных кислых растворов (авт.св. СССР N1557182, кл. C 22 B 3/00, 19/00) с применением сероводорода и щелочи. При этом исходный раствор охлаждают до 10-15oC, а pH поддерживают в пределах 2-2,5, затем фильтруют.

Недостатками данного способа являются необходимость охлаждения раствора до 10-15oC и высокий процент влаги после фильтрации, поэтому требуются значительные энергозатраты на сушку, чтобы получить годный для дальнейшего использования продукт.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ извлечения цинка из рудничных вод (И.А.Остроушко, Р.И.Остроушко. Выщелачивание свинца и цинка из сульфидных руд, Орджоникидзе, 1976, с.84), согласно которому рудничную воду очищают от твердых взвесей отстоем, затем в нее добавляют раствор соды до pH=8,5-9, образовавшийся осадок цинка сгущают, фильтруют и сушат. Продукт является сырьем для цинковых заводов.

Недостатком данного способа являются низкое качество очистки от твердых взвесей, особенно от примесей, а также получение влажного осадка цинка, прочно удерживающего влагу раствора, в котором после фильтрации содержится не менее 85-90% влаги, в результате чего необходимы значительные энергозатраты на сушку.

Целью изобретения является возможность качественной переработки сточных вод, а также сульфатных растворов кучного и подземного выщелачивания для получения продукта, годного для использования в производстве цинка, повышение содержания цинка в продукте и снижение энергозатрат на сушку.

Цель достигается тем, что в известном способе извлечения цинка из кислых сульфатных растворов, включающем очистку раствора, осаждение металла при pH= 8,5-9,0, сгущение, фильтрацию и сушку, очистку раствора от твердых взвесей и примесей осуществляют введением сульфата железа (III) при pH 5,5-6,6, а перед сушкой осадок цинка нагревают в автоклаве до 130-170oC и фильтруют.

Использование данного способа позволит повысить содержание цинка в продукте за счет очистки раствора от примесей, а также снизить энергозатраты на сушку продукта за счет снижения влажности кека, подаваемого на сушку.

Ведение процесса очистки при pH 5,5-6,6 в присутствии сульфата железа (III) способствует выводу из раствора вместе с твердыми взвесями примесей, что улучшает качество продукта, а нагрев в автоклаве до 130-170oC позволяет получить осадок с улучшенными фильтрующими свойствами, который при дальнейшей фильтрации хорошо отделяется от влаги, что приводит к значительному снижению энергозатрат на стадии сушки. При этом конечный продукт по качеству соответствует требованиям, предъявляемым к цинковому концентрату. Выбор граничных значений pH раствора показан в табл.1, а температур нагрева в автоклаве табл.2.

При pH раствора ниже 5,5 происходит осаждение только твердых взвесей без захвата примесей в присутствии сульфата железа (III).

При pH раствора выше 6,6 сокращается коэффициент извлечения цинка (К), а также содержание его в конечном продукте.

Нагрев осадка цинка в автоклаве до температуры ниже 130oC не дает желаемого качества осадка, т.к. при последующей фильтрации кек содержит высокий процент влаги, а при температуре выше 170oC влажность после фильтрации практически не уменьшается, но растут энергозатраты.

Зависимость качества продукта от pH осаждения твердых взвесей и примесей.

Зависимость влажности кека после фильтрации от температуры нагрева в автоклаве показана в табл.2.

Сущность способа поясняется графиком, на котором представлена кривая зависимости содержания цинка в растворе от pH раствора.

Пример. В рудничную воду следующего состава, мг/л: цинка 100, железо общее 4, кальций 350, магний 100, окись кремния 25, pH 4,5, вводят раствор сульфата железа (III) девятиводного из расчета 100 мг Fe3+ на литр рудничной воды, перемешивают, а затем вводят гидроксид аммония (щелочь) и доводят pH до 6. При этом в осадок выпадает гидроокись железа (III), которая осаждаясь, увлекает твердые взвеси и примеси, что приводит к улучшению качества продукта (см. график и табл.1), т.к. повышается содержание цинка в продукте при довольно высоком его извлечении (К). После отделения осадка очищенный раствор направляют на осаждение цинка, где pH раствора доводят гидроксидом аммония до 9. Образовавшуюся гидроокись цинка отделяют от раствора и направляют на фильтрацию. Кек фильтрации подают в автоклав, где нагревают до 150oC, при этом заряд частиц становится близким к нулю и изменяется форма частиц, которая до нагрева в автоклаве была шаровидной, а после нагрева игольчатой, что наблюдалось под микроскопом. Эти изменения приводят к дегидратации частиц и улучшению фильтрационных свойств осадка.

После автоклава полученную суспензию охлаждают до температуры ниже 100oC и вновь направляют на фильтрацию, после которой влажность кека составила 50,3% (табл. 2). Оставшуюся влагу удаляют сушкой до получения конечного продукта, пригодного для переработки на цинковых заводах.

Так как осадок цинка, поступающий на сушку, содержит меньшее количество влаги по сравнению с ближайшим аналогом, то и количество энергии, затрачиваемое на сушку продукта, сокращается. Так для получения конечного продукта по известному способу из кека, содержащего 85% влаги (15% твердого), необходимо испарить 85 15 5,7 единиц влаги, а по предложенному способу при влажности 50% (50% твердого) необходимо испарить 50 50 1 единицу влаги, т.е. в 5,7 раза меньше.

Результаты сравнительного анализа ближайшего аналога и предложенного способа приведены в табл.3.

Результаты сравнительного анализа ближайшего аналога и предложенного способа. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ извлечения цинка из кислых сульфатных растворов, включающий очистку растворов от твердых взвесей и примесей, осаждение цинка при рН 8,5 - 9,0, сгущение, фильтрацию и сушку, отличающийся тем, что очистку растворов осуществляют при введении в них сульфата железа (III) при рН 5,5 6,6, а перед сушкой осадок цинка нагревают в автоклаве до 130 170oС и фильтруют.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru