СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ ДОМЕННЫХ ШЛАМОВ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ ДОМЕННЫХ ШЛАМОВ


RU (11) 2055921 (13) C1

(51) 6 C22B7/00, C22B19/00 

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

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

(21) Заявка: 93002434/02 
(22) Дата подачи заявки: 1993.01.12 
(45) Опубликовано: 1996.03.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Худяков И.Ф. и др. Металлургия вторичных тяжелых металлов, Учебник для вузов. М.: Металлургия, 1987, с.387-391. 
(71) Заявитель(и): Михнев А.Д.; Пашков Г.Л.; Миронов В.Е.; Дроздов С.В.; Колмакова Л.П. 
(72) Автор(ы): Михнев А.Д.; Пашков Г.Л.; Миронов В.Е.; Дроздов С.В.; Колмакова Л.П. 
(73) Патентообладатель(и): Михнев Альберт Дмитриевич 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ ДОМЕННЫХ ШЛАМОВ 

Изобретение относится к цветной металлургии, более конкретно, к гидрометаллургическим способам переработки окисленных материалов, содержащих цинк, и позволяет упростить схему извлечения цинка из железосодержащих шламов доменного производства. Извлечение цинка производят выщелачиванием аммиачно-карбонатным раствором, из раствора цинк выделяют в виде основного карбоната дистилляцией аммиака, который возвращают на приготовление аммиачно-карбонатного раствора. 3 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидрометаллургическим способам переработки окисленных материалов, содержащих цинк.

Известен способ извлечения цинка из доменных шламов, заключающийся в их вальцевании в присутствии восстановителя при 1000-1175оС.

Недостатком способа являются высокие энергозатраты и получение загрязненного примесями продукта, требующего дальнейшей переработки.

Известен способ извлечения цинка из доменных шламов, заключающийся в выщелачивании цинка растворами серной кислоты.

К недостаткам способа относится получение при этом бедных по цинку (16-31 г/дм3) и богатых по железу (до 90 г/дм3), что значительно усложняет их дальнейшую переработку.

Известен также способ извлечения цинка из доменных шламов, включающий выщелачивание цинка раствором гидроксида натрия, обескремнивание раствора, его выпарку, растворение полученного осадка в цинкатном растворе, разложение пересыщенного цинкового раствора оксидом цинка, являющийся наиболее близким по технической сущности к предложенному способу.

Недостатком этого способа являются потери щелочи и загрязнение оксидом натрия желаемого осадка, многостадийность процесса.

Целью изобретения является упрощение процесса и регенерация реагента.

Поставленная задача достигается тем, что доменный шлам подвергают защелачиванию аммиачно-карбонатным раствором. При этом цинк переходит в раствор, а примеси железо, кремнезем, свинец и другие остаются в нерастворимом остатке. Полученный цинксодержащий аммиачный раствор подвергают дистилляции, в результате которой из раствора кристаллизуется карбонат цинка, а аммиак и углекислый газ улавливают и вновь возвращают на выщелачивание. После прокалки карбоната цинка получают оксид, содержащий не менее 95% ZnO.

Способ осуществляют следующим образом.

В реактор с механическим перемешиванием и электрообогревом загружают расчетное количество шлама и аммиачно-карбонатного раствора. При перемешивании производят нагрев до 35-40оС и выдерживают при этой температуре в течение 1-2 ч.

По окончании процесса выщелачивания пульпу фильтруют на барабанном вакуум-фильтре. Полученный кек направляют в процессе агломерации железных pуд для последующей переработки. Раствор подается в дистиллирную колонку для дистилляции аммиака. Дистилляцию ведут при 95-100оС до конечной концентрации аммиака в растворе 0,1 г/л. При этом цинк из раствора переходит в осадок в виде основного карбоната. Аммиак и СО2 улавливают и направляют на приготовление аммиачно-карбонатного раствора. Осадок отфильтровывают на барабанном вакуум-фильтре и прокаливают в трубчатой вращающейся печи при 700оС.

Способ был опробован в лабораторном масштабе со шламом, содержащим, железо 26,75; цинк 6,12; свинец 0,31.

П р и м е р. В стеклянную колбу вместимостью 1 дм3 загружали доменный шлам в количестве 100 г и аммиачно-карбонатный раствор (Ж:Т 5:1). При перемешивании производили (нагрев до заданной температуре, после чего выдерживали при этой температуре в течение заданного времени, Затем пульпу фильтровали, раствор и как анализировали на содержание цинка.

Раствор после фильтрации загружали в стеклянную колбу, нагревали при перемешивании до 95-100оС и выдерживали при этой температуре необходимое время для полной отгонки аммиака, который улавливали водой. При конечной концентрации аммиака 0,1 г/л процесс прекращали Отфильтрованный осадок прокаливали при 700оС в муфельной печи в течение 1 ч.

По предлагаемому способу было проведено две серии опытов. В первой серии варьировали температуру выщелачивания цинка от 25 до 60оС при продолжительности выщелачивания 3 ч, концентрации аммиака 100 г/дм3 (табл.1). Зависимость степени извлечения цинка в раствор (%) при выщелачивании от температуры (концентрация аммиака 50 г/л, NH3:CO2 2:1), представлена в табл.1.

Во второй серии опытов изменяли концентрацию аммиака при 40оС и продолжительности выщелачивания 1 ч (табл.2).

Из результатов следует, что извлечение цинка в раствор при выщелачивании происходит достаточно полно 80-90% Зависимость степени извлечения цинка от концентрации аммиака при 40оС (продолжительность выщелачивания 1 ч NH3:CO2 2:1), представлена в табл2.

Наилучшие результаты достигаются при температуре выщелачивания 35-45оС, концентрации аммиака 75-125 г/л и отношении NH3:CO2 2:1.

При температуре ниже 35оС процесс выщелачивания протекает медленно и недостаточно полно извлечение цинка в раствор составило 78% при продолжительности выщелачивания 3 ч. Увеличение температуры выше 45оС не влияет существенно на показатели выщелачивания и приводит к необоснованному увеличению энергетических затрат.

Продолжительность выщелачивания составляет 30-60 мин. При меньшей продолжительности степень извлечения цинка в раствор еще недостаточное, а большая продолжительность показатели процессе не улучшает (табл.1).

При концентрации аммиака в растворе менее 75 г/л извлечение цинка в раствор недостаточное, а увеличение его концентрации выше 125 г/л не влияет существенно на показатели извлечения (табл.2).

Химический состав технического оксида цинка, полученного после прокалки его карбоната, приведен в табл.3. Содержание в нем ZnO превышает 95%

Таким образом, предложенный способ извлечения цинка из доменных шламов значительно проще известного. Он позволяет получать технический оксид цинка. Как после выщелачивания не загрязняется исходным реагентом, а сам реагент легко регенерируется и вновь возвращается в процесс. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ ДОМЕННЫХ ШЛАМОВ, включающий выщелачивание и выделение цинка из раствора, отличающийся тем, что выщелачивание проводят аммиачно-карбонатным раствором, а последующее выделение цинка ведут дистилляцией аммиака, который возвращают на приготовление аммиачно-карбонатного раствора.


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