Способ извлечения цинка из бедных сернокислых растворов, содержащих железо

 

Использование: гидрометаллургия цинка, может быть использовано в технологии ионообменного извлечения из кислых сложных по составу растворов подземного, кучного и чанового выщелачивания, промвод цинкового производства, растворов, образующихся при металлургической переработке промпродуктов и отходов цветной металлургии. Сущность: способ извлечения цинка из бедных серно-кислых растворов, содержащих железо, включает обработку исходных растворов смесью цинкового порошка и оксида цинка при поддержании соотношения цинкового порошка к оксиду цинка (10 - 20) : 1 и последующую сорбцию цинка при рН 5,5 - 6,0. 1 з. п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургии цинка и может быть использовано в технологии ионообменного извлечения из кислых сложных по составу растворов подземного, кучного и чанового выщелачивания, промвод цинкового производства, растворов, образующихся при гидрометаллургической переработке промпродуктов и отходов цветной металлургии.

При использовании ионотов для сорбционного извлечения цинка из растворов, содержащих окисное железо, необходимо для подавления его сорбции проводить предварительное восстановление Fe³⁺ до Fe²⁺ (В.Н.Ласкорин. ЖВХО им. Д.И.Менделеева, 1970, 15. N 4, с. 88) и снижение кислотности до рН 5,0-5,5.

Известен способ обработки сернокислых растворов, содержащих ионы трехвалентного железа, восстановителем-гидросульфидом натрия, заключающийся в добавлении гидросульфида натрия из расчета, достаточного по стехиометрии для восстановления железа. (Разработать и освоить процессы кучного, подземного и чанового выщелачивания цветных металлов из некондиционных руд. Этап: Закончить исследования и провести испытания технологии очистки сточных вод Дегтярского рудника от цинка, Свердловск "Унипромедь", тема 7-81-39, этап 02.02.01. инв. N 02860047013). Использование этого метода осложняется дополнительным загрязнением растворов ионами натрия, препятствующих повторному использованию с оборотных растворов, а также трудностями, возникающими при дозировке реагентов и контроле процесса.

Известен способ отделения железа от цинка в выщелачивающем растворе серной кислоты. Способ характеризуется избирательным отделением железа от цинка в выщелачивающем растворе, предшествующем извлечению цинка, и осуществляется путем добавления в раствор карбонатной соли натрия или калия.

Недостатки указанных способов: загрязнение растворов посторонними ионами (натрия, калия), необходимость проведения трудоемких операций осаждать металлы, отфильтровывать, промывать, сушить осадок.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому является способ извлечения меди и цинка из растворов выщелачивания, содержащих железо, заключающийся в сорбции меди на амфолите АНКБ-7 или АHКБ-10 после предварительной нейтрализации раствора 10%-ным известковым молоком, сорбции цинка на катионите КБ-4 и последующей регенерации ионитов с получением медного и цинкового элюатов (Провести полупромышленные испытания комбинированной технологии переработки растворов от подземного выщелачивания методами сорбции, автоклавного осаждения и кристаллизации". Свердловск, "Унипромедь", 1978, N гос. регистрации 76013633, с. 28).

Недостатки этого способа: осаждение ценного компонента цинка; загрязнение растворов посторонними ионами (натрия, калия кальция); снижение емкости ионита вследствие блокировки ионогенных группировок сорбента гидратами металлов.

Указанные недостатки осложняют использование этого метода.

Предлагаемый способ позволяет достичь увеличение емкости ионитов по цинку за счет подавления сорбции окисного железа. Это достигается тем, что в способе извлечения цинка из бедных сернокислых растворов, содержащих железо, включающем предварительную обработку растворов реагентом и сорбцию цинка при рН 5,5-6,0, исходные растворы предварительно обрабатывают смесью цинкового порошка и оксида цинка; обработку ведут при поддержании соотношения цинкового порошка к оксиду цинка (10-20):1.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Бедные сернокислые растворы, полученные после выщелачивания при рН 1,5-2,0 и содержащие, г/дм³: цинк 1-5; Fe²⁺ 0,5-5,0; Fe_общ. 0,5-10, агитируют со смесью цинкового порошка и оксида цинка с целью восстановления окисного железа и нейтрализации избыточной кислотности. Обработку ведут при поддержании соотношения цинкового порошка к оксиду цинка (10-20):1. При достижении рН раствора 5,5-6,0 проводят сорбцию цинка на ионите. После окончания цикла сорбции цинк со смолы десорбируют 2-3 объемами 20%-ной серной кислоты.

П р и м е р ы 1-2 (в условиях прототипа). Растворы состава, г/дм³: цинк 1,6-2,0; Fe²⁺ 0,5-1,0; Fe_общ. 4,0-4,5; рН 1,85-2,0, после нейтрализации известковым молоком до рН 5,5-6,0 направляли на сорбцию цинка в динамических условиях на смоле КУ-2Х8 или АНКБ-7 при комнатной температуре. В процессе сорбции проводили опробование. Раствор отбирали фракциями и анализировали на содержание цинка. По результатам анализа рассчитывали емкость ионитов.

П р и м е р ы 3-12 (заявляемый способ). Растворы состава, г/дм³: цинк 1,6-2,0; Fe²⁺ 0,5-1,0; Fe_общ. 4,0-4,5; рН 1,85-2,0, для восстановления железа и нейтрализации кислоты предварительно контактировали в течение часа в статических условиях со смесью цинкового порошка и оксида цинка в соотношении от 9:1 до 23:1. Значение водородного показателя раствора при этом повышалось до 5,5-6,0. Из обработанного таким образом раствора сорбировали цинк катионитами КУ-2Х8 и АНКБ-7 в динамических условиях, аналогичных условиям в примерах 1,2. По результатам опробования рассчитывали емкость ионитов по цинку. Полученные данные представлены в таблице.

Анализ приведенных данных показывает, что использование предлагаемого способа позволит при сорбции цинка из сложных сернокислых растворов увеличить емкость ионитов по цинку в 3-4 раза, что приведет к уменьшению количества ионита, необходимого для извлечения цинка, и, следовательно, к снижению капитальных затрат.

Формула изобретения

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ БЕДНЫХ СЕРНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЖЕЛЕЗО, включающий предварительную обработку растворов реагентом и сорбцию цинка при рН 5,5 6,0, отличающийся тем, что исходные растворы предварительно обрабатывают смесью цинкового порошка и оксида цинка.

2. Способ по п.1, отличающаяся тем, что обработку ведут при поддержании соотношения цинкового порошка и оксида цинка 10-20:1.

РИСУНКИ

Рисунок 1