Способ очистки цинкосодержащих сульфатных растворов от железа

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть псиользовано в гидрометаллургии цинка. Цель изобретения - повьшение степени очистки растворов. Очистку цинксодержащих сульфатных растворов от железа осуществляют при рН 1-2,5 осаждешгем пьшью конверторного и/или доменного производств. 3 табл.

СОЮЗ СоаЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК ц „4

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТНЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ (21) 3912999/22-02 (22) 22.04.85 (46) 23.01.87. Вюл. 11 3 (71) Сибирский ордена Трудового

Красного Знамени метаплургический институт им. Серго Орджоникидзе (72) А, К. Пинаев и Т. Г. 11арзина (53) 669.536.2(088.8) (56) Цветные металлы. 1976, Р 2, с. 17-19.

Патент Норвегии N - 126679, кл. С 22 В 19/26, 1973 °

„SU„„ t28503a И (51) 4 С 22 В 19/26 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ .СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ ОТ ЖЕЛЕЗА (57) Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в гидрометаллургии цинка. Цель изобретения — повышение степени очистки растворов. Очистку цинксодержащих сульфатных растворов от железа осуществляют при рН 1-2,5 осаждением пылью конверторного и/или доменного производств. 3 табл.

1 128503

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть испольэоваI.. но в гидрометаллургии цинка.

Целью изобретения является повышение степени очистки растворов. 5 л

Пример,.Осаждение доменной о пылью. Для очистки растворов приме" п ияли доменную пыль из отвалов Кузнец" кого металлургического комбината следующего состава, %: ZnO — 9,95; 10 ж

SiΠ— 4,0; Ca0 — 3,5; t4gO — 0,5;

Ж. Оз — 3,0; MnO — 0,06, оксиды железа — 55; углерод 22,5; прочие — 1,49. ж

В число прочих входят небольшие количества свинца, кадмия, индия, а также следы мышьяка, германия. Осаждение железа проводили при 87 — 96 С из растворов, полученных при выщелачивании цинковых кеков Челябинского электролитного цинкового завода. Про- л цесс выполняли при интенсивном перемешивании (250 об/мин мешалки) пульпы и дозированной загрузке пылей (по 0,3-0,9 г/мин на 0,5 л раствора).

При этом величина рН раствора оставалась практически на одном уровне (в интервале от 1 до 2,5). По мере снижения содержания железа в растворе постепенно рН повышалось до 2,5.

Данные по осаждению железа доменной пылью приведены в табл, l.

Из данных табл. 1 видно, что доменная пыль может быть использована, для глубокой очистки растворов от железа (содержание железа после очистки не превышает 20 мг/л). Практический расход пылей не превышает

120% от теоретически необходимого количества. При высоком содержании железа в растворе (10-16 г/л) необ40 ходимо проводить очистки в две стадии с отделением железистого осадка, При осаждении железа ценные ком- попенты доменной пыли — кадмий, индий переходят в раствор (75%), а

45 свинец, мышьяк, германий — в железистый осадок, В полученных растворах мышьяка и германия не обнаружено.

Марганец и магний практически не растворяются при рН 1-2,5 ° Оксид кальция (СаО) реагирует с Н ЯО и переходит в железистый осадок в виде Са804.

Таким образом, использование доменной пыли не приводит к загрязнению раствора какими-либо примесями.

Степень очистки раствора от железа при использовании доменных пылей составляет 99,6-99,8% ° По технологии

8 2 известного способа очистка растворов, 4содержащих 15 г/л Fe проводится за 4 ч до содержания Fe, равного

1 г/л, т.е. степень очистки составяет 93,4Х. Таким образом, степень чистки растворов от Ге доменными

Ъ ылчми увеличивается на 6,2-6,5%, Кроме того, красный шлам, используемый по известному способу содерит от 5 до 8-!2% NazО в форме силиката, который легко растворяется в кислых растворах. По этой причине в елеэистых осадках по известному способу .отсутствует NazO, Ha 1 л раствора по технологии известного способа расходуют 55 r красного шлама °

Следовательно, в раствор переходит

5,5 г Та О (при среднем содержании

10% Ne О в красном шламе) на каждый итр раствора. При взаимодействии с раствором 11едО образует Na ЯО, загрязняющий раствор.

Осах,"дение конверторной пылью. Конверторная пыль Челябинского металлур" гического завода содержит, %; Zn—

0,3; FeO — 8,5; SiOz — 1,92; СаО—

5,71; Si — 0,06; С вЂ” 1,26; MnO — 1,16;

Ге О > — 77,26; оксиды щелочно-земельпых металлов — 0,28. Конверторную пыль применяли для очистки растворов с небольшим содержанием железа— з+

1-5 г/л Fe . Опыты по осаждению проводили в стакане емкостью 0,8 л с механическим перемешиванием раствора.

Продолжительность процесса составляла 2-3 ч. Значение рН растворов при

3+ осаждении Fe также находилось на уровне 1-2,5, Данные опытов приведены в табл. 2.

Содержание цинка в растворе после осаждения железа практически остается без изменения, что объясняется низким содержанием цинка в конверторной пыли. Содержание железа в растворах при очистке снижается до 10-20 г/л.

3+

Степень очистки растворов от Fe конверторной пылью составляет 99,299,7%, что на 5,8-6,3Х выше, чем B известном способе, Для повышения эффективности очистки конверторной пылью загружать пыль необходимо также небольшими порциями — по 0,5- 1,0 г/мин на 0,5 л раствора. Загрузка малыми порциями позволяет поддерживать рН раствора на одном уровне и полнее использовать ценные компоненты пылей.

При осаждении железа конверторной пылью в раствор переходит 0,28 г ок1285038

Таблица

Содержание в исходном растворе, г/л

Продол.вительзагружено

Содсраанис в растворе после очистки

Температура раствора, С

Величина рн осавдефь иия Ре тспсиь чистки астводоменной пьг. ность оса;кдеиия, ч I+

FQ 1 Zni мг/л г/л

)+

Fe г+

Zn Н SO<

As, Се 11агSO иг/л мг/л г/л от аб ли в расгворг г

20 68 7 0 0 0

I"""2,5

l-2,5

1-2,5

1-2,5

1-2,5

2,5

99,6

5,0 65 Oг5

7,5 60 0,5

l0 0 60 0,5 !

0,0 60 0,5

115 70 05

66,0 0

99,8

90 З,О

67гl 0 0 0

695 0 0 0

1 06

1З

99,87

99,85

99,83 96

З,о

lO8

З,5

87

4,0

120

79, 1

2О

О 0 0

O01 0 0

l6 68 40

1-2 ° 5

4г0 ° . 208

15

92, °

99,9 сидов щелочно-земельных металлов из каждых 100 г пыли. Оксид марганца не растворяется. Оксиды железа Fe0 и Fe Î также не загрязняют раствор °

Следовательно, по предлагаемому способу в раствор вводятся только оксиды щелочно-земельнь1х металлов (Иа20, Mg0). Однако растворы в этом случае получаются гораздо чище, чем по технологии известного способа, по кото- 10 рой в раствор вводится 5,5 Na О на

1 л раствора °

Таким образом, при очистке растворов доменной и конверторной пылью растворы получаются значительно чище, 15

Вc степень очистки растворов от Fe8 повышается на 5,8-6,5Х.

Осаждение доменной и конвертерной пылями.

Для очистки растворов, получаемых 20 при гидрометаллургической переработке цинковых кеков, использовали кон° ° ° ерторную и доменную пыли указанного состава. Температура процесса в опыо ах составляла 80-98 С. Содержание нка в растворах находилось в пределах 60-75 г/л, а железа — 3-11,5 г/л.

Объем раствора во всех опытах составлял 0,5 л. Опыты проводили в стакане 1,0 л с механическим перемешпва- 30 нием. Данные опытов приведены в . табл. 3.

При повышенном содержании кислоты в растворе процесс очистки от железа

-проводили в две стадии с промежуточным сгущением пульпы и отделением осадка.

Полученные железистые осадки содержат, %1 Zn 0,3-0,8; Fe 57-62»

Са804 7-11; SiO 6-8, После промывки осадков слабым раствором кислоты (серной) содержание в них цинка снижается до 0,1-0,15%, Железистые осадки могут быть использованы как сырье черной металлургии.

Данные таблиц показывают, что использование кон1зерторной и доменной пыли позволяет удалить железо иэ растворов практически полностью, Продолжительность осаждения составляет

4-4,5 ч. С ростом содержания железа в исходном растворе время очистки увеличивается, Следует отметить, что при повышенном расходе пыли (70 г и более) процесс очистки целесообразно проводить

„при повышенной температуре, так как зто позволяет уменьшить продолжительпость обработки растворов.

Таким образом, IIo предложенному способу оч11стки растворов от железа получа101ся более чистые растворы, снижается расход серпой кислоты, устраняются потери аммиака.

Формуэ1а из о бр е те пня

Способ очистки цпнксодержащих сульАат1ш1х растворов от железа при рН 1-2,5 с использован11ем осаждающих реагентов, содержащих оки ь илп гндроксид трехвалентного железа, о т— л н ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки растворов, в качестве осаждающих реагентов используют пыль копверторпого и/или доменного производства, 1 285038 таалица 2

Степень очистки раствора от ге

Загру" жено конверторной пыли в раствор, r

ПродолжительСодержание в растворе после очистки

Температупа раствора, с

Величина рН осаж" де ния

Содержание в исход ном растворе, r/л ность осажI

Fe, Zn, м мг/л r/ë

11ае80, г/л

П $0с денни, ч

25 10 39 с0, 10 99,2

1,5

1 "2,5

1-2>5

1 2 39 1,0

3 60 0>5

3 60 0 5

3,5 65. 0,5

5,5 65 0,3

57 13 60 с0,15 99,6

3,0

53 10 60 с 0,15 99,7

56 10 65 с015 997

70 20 65 с0,15 99,6

1-2„5

2,5

2,0

1-2,5

1-2,5

3,0

Таблица 3

Содержание в исходном растворе, г/л

3+

Ре Еп Н2ЯО

Величина рН осаждения М.

Температура раствоо ра, С

Загружено в раствор пыли, Время, ч

Содержание +

Fe в растворе после очистки, мг/л доменной конверторной

1,5

1е0

3,0

45

4,5

4,5

4,5

4,5, 20

4,0

Составитель Л. Рякина

Редактор В. Данко Техред Н.Глущенко Корректор А., Тяско

Заказ 7604/29 ТиРаж 60 Подпи с но е

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1 13035 Москва, Ж-35, Раущская наб,, д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная, 4

3 65

3 65

S,5 65

1 1,5 70

11,5 70

1 1,5 70

11,5 70

1 1 5 70

0,5 1,5-2,5 60

0,30 1,0-1,5 80

0,05 1,0-1,5 80

0,05 1,0"1,5 90

5 0 1,0-1,5 90

5,0 1,0-1,5 90

10,0 1,4-2,5 90

05 1425 98

90 5

100 25

90 40

80 75,0

80 70