Способ очистки сульфатных цинковых растворов от примесей

 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности предназначено для очистки сульфатных цинковых растворов от примесей меди, кадмия и кобальта цинковой пылью, приготовленной из сплава на основе цинка с легирующими компонентами. Способ осуществляется путем использования на стадиях очистки растворов от примесей цинковой пыли, приготовленной из сплава на основе цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%: свинец 0,6-0,9, железо 0,003-0,5, примеси металлов менее 0,01, цинк остальное, обеспечивается уменьшение содержания кобальта и никеля в очищенном растворе. 1 табл.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при очистке сульфатных цинковых растворов от примесей.

Известны способы очистки сульфатных цинковых растворов от примесей никеля и кобальта цинковой пылью (см. Основы металлургии. Металлургиздат, 1962 г., т. 2, с. 352-353).

Известен способ очистки сульфатных цинковых растворов от примесей, включающий осаждение меди и кадмия цинковой пылью на первой стадии при температурах 50-60^oС и на второй стадии осаждением цинковой пылью кобальта при температурах выше 80^oС с добавками соединений сурьмы (см. Зайцев В.Я., Маргулис Е.В. Металлургия свинца и цинка. М., Металлургия, 1985, с. 201).

Недостатком указанных способов является высокий расход цинковой пыли и большие затраты энергоресурсов на нагрев растворов.

Известны способы очистки растворов от примесей путем осаждения порошком сплава цинка с сурьмой при перемешивании с добавкой 0,1-5% порошка графита (см. авт. свид. СССР 661034, кл. С 22 В 19/26).

Недостатком указанного способа является дополнительные затраты на дозировку порошка графита на стадии цементации примесей цинковой пылью.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки растворов от примесей, включающий двухстадийную очистку от примесей меди, кадмия и кобальта цинковой пылью, приготовленной из сплава следующего состава, мас.%: Свинец - 1,0-2,0 Сурьма - 0,1-0,3 Алюминий - 0,3-1,0 Цинк - Остальное См. авт. свид. 1284252, кл. С 22 С 18/04.

Недостатком указанного способа являются высокие остаточные содержания примесей кобальта до 0,7 мг/л, что приводит к понижению показателей электролиза цинка.

Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является повышение эффективности цементации кобальта на 2-й стадии медно-кадмиевой очистки цинксодержащих растворов без увеличения расхода дорогостоящей цинковой пыли и дополнительных энергозатрат.

Техническим результатом данного изобретения является снижение остаточного содержания кобальта в цинксодержащем растворе, поступающем на электролиз.

Технический результат достигается тем, что способ очистки сульфатных цинковых растворов от примесей, включающий очистку от меди, и частично кадмия на 1-й стадии и от кобальта и никеля на 2-й стадии цинковой пылью, приготовленной из сплава на основе цинка, содержащего свинец и примеси металлов, согласно изобретению. Очистку осуществляют цинковой пылью, приготовленной из сплава, дополнительно содержащего железо, при следующем соотношении компонентов мас.%: Свинец - 0,6-0,9 Железо - 0,003-0,5 Остальные примеси в сумме - Менее 0,01 Цинк - Остальное
Предложенный способ испытан в лабораторных условиях.

Испытания показали, что введение в состав сплава железа в количестве 0,003-0,5% позволяет при содержании свинца в сплаве 0,6-0,9% повысить активность цинковой пыли и тем самым уменьшить остаточное содержание кобальта в очищенном растворе. При содержаниях железа более 0,5% и свинца менее 0,6% увеличивается крупность пыли при распылении, снижая тем самым ее активность. При содержаниях свинца более 0,9% и железа менее 0,003% активность пыли не возрастает, а увеличиваются затраты на приготовление сплава.

Только проведение очистки растворов цинковой пылью, приготовленной из сплава на основе цинка при указанных ограничительных условиях легирующих компонентов, позволяет максимально снизить содержание кобальта в очищенном растворе.

Проверку способа осуществляли следующим образом.

Исходный промышленный раствор, верхний слив нейтральных сгустителей (ВСНС) состава: цинк 145 г/л, кобальт 8,5 мг/л, медь 800 мг/л, кадмий 670 мг/л на 1-й стадии очищали цинковой пылью при температуре 60^oС в течение 30 мин до остаточного содержания меди 0,5-300 мг/л. Затем пульпу фильтровали и фильтрат подвергали очистке от примесей кобальта при температуре 70-90^oС в течение 1,5-2 ч. На 2-ю стадию подавали цинковую пыль, приготовленную из сплава на основе цинка при следующем содержании компонентов, мас.%:
Свинец - 0,2; 0,4; 0,5; 0,6; 0,8; 0,9; 1,0
Железо - 0,002; 0,003; 0,1; 0,3; 0,5; 0,6
Примеси металлов - Менее 0,01
Цинк - Остальное
Дополнительно вместе с пылью вводили трехокись сурьмы в количестве сурьмы к сумме по массе кобальта и никеля в растворе 1:1.

Очистку раствора по известному способу проводили цинковой пылью, приготовленной из сплава на основе цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Свинец - 1,5
Сурьма - 0,2
Алюминий - 0,7
Цинк - Остальное
Испытания показали, что очистка сульфатных цинковых растворов от примесей по предлагаемому способу, включающему цементацию примесей цинковой пылью, приготовленной из сплава на основе цинка при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Свинец - 0,6-0,9
Железо - 0,003-0,5
Остальные примеси в сумме - Менее 0,01
Цинк - Остальное
позволяет снизить содержание кобальта в очищенном растворе в 2,5 раза.

В таблице приведены сравнительные данные проверки известного и предлагаемого способа очистки цинковых растворов.

Как видно из полученных данных, при использовании предлагаемого способа уменьшается содержание кобальта в очищенном растворе с 0,5 до 0,2 мг/л, а никеля с 0,15 до 0,1 мг/л, содержание меди и кадмия остаются на одинаковом уровне.

Формула изобретения

Способ очистки сульфатных цинковых растворов от примесей, включающий очистку от меди и частично от кадмия на первой стадии и от кобальта и никеля на второй стадии цинковой пылью, приготовленной из сплава на основе цинка, содержащего свинец и примеси металлов, отличающийся тем, что очистку осуществляют цинковой пылью, приготовленной из сплава, дополнительно содержащего железо при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Свинец - 0,6-0,9
Железо - 0,003-0,5
Остальные примеси в сумме - Менее 0,01
Цинк - Остальное

РИСУНКИ

Рисунок 1