Способ выщелачивания полиметаллических цинкосодержащих материалов

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (t i>988892

Союз Советскик

Чощмвлмстическнк

Ресяублик (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (22) Заявлено 03. 06.81 (21) 3300357/22-02 с присоединением заявкн М— (23) Приоритет—

Опубликовано 15.01,83, Бюллетень,рв 2

Дата опубликования описания 15 . 01 83 (51}М. Кд.

С 22 В 19/22.

Гвврдврстеекиый кемятвт

СССР оо велам язаеретаей

II вткрытик (53) УДК669. 536. .22(088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ

ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

Изобретение относится к цветной металлургии преимущественно к металлургии цинка и кадмия, и может быть использовано для выщелачивания окисленных цинкосодержащих материа- лов, например обожженных цинковых концентратов, окисленных руд, вельцокислов, шлаковозгонов, пылей, а также материалов, содержащих цветные металлы в элементарном состоянии, например медно-кадмиевых кеков, сплавов на основе цинка, металлических порошков, стружек и т. д.

Известен способ переработки полиметаллических материалов выщелачиванием в растворе кислоты (1 .

Недостатком этого способа являет ся то, что для осуществления очистки . требуется значительное количество аппаратуры и большой расход реагентов, в первую очередь - цинковой пыли, составляющей до 80 кг на 1 т цинка в растворе.

Наиболее близким к предлагаемому является способ выщелачивания поли" .металлических цинкосодержащих мате.риалов в растворе кислоты, включающий электролиз пульпы постоянным электрическим током (2), Недостатками известного способа являются сложность аппаратурного оформления в связи с необходимостью отделять анодное пространство электролизера от катодного; сложность обслуживания электролизера, поскольку на его катодах постоянно накапливает" ся осадок металлического цинка и примесей более электроположительных, чем цинк, а также часть твердых компонентов пульпы, механическиввовлекаемых в состав катодного осадка, что

-требует регулярного (ручного или механического} удаления этого осадка с

20 электродов во избежание резкого нарушения циркуляции пульпы, ухудшения качества очистки раствора, возникно"

Е.И.Елисеев, Е.Г,Третьякова и Н.И.Яковлева. -., Ф:

6;

Уральский ордена Трудового Красного и --. :, политехнический институт им. С.М.Кирова

988892 ф вения короткого замыкания электродов и увеличения расхода электроэнергии.

Кроме того, известный способ непри" емлем для выщелачивания материалов в непрерывном режиме, поскольку неизбежно требует прерывания процесса для очистки электродов от осадка.

Цель изобретения - уменьшение трудозатрат и удельного расхода электроэнергии, улучшение очистки раствора от примесей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выщелачивания полиметаллических цинксодержащих материалов в растворе кислоты, включающему электролиз пульпы постоянным электрическим током, в процессе выщелачивания направление электрического тока, протекающего через пульпу, меняют на противоположное один раз в течение.1-10 ч.

Изменение направления электрического тока, протекающего через пульпу, приводит к растворению ранее полученного катодного осадка. В соответствии с положением металлических компонентов осадка в ряду напряжений происходит их растворение после реверса: в первую очередь в раствор переходит цинк как наиболее электроотрицательный металл (стандартный потенциал Е=-.0, 6 В), затем - кадмий (Е=-0,40 В), кобальт (Е=-0,28 В), никель (E= -0,23 В) и т.д.

Основную часть катодного осадка (до 80-851) при электровыщелачивании цинксодержащих, материалов - цинковых огарков, окислов, медно-кадмиевым кекса и других составляет металлический цинк. Ilo мере йреимущественного растворения цинка под действием электрического тока после смены его направления вследствие нарушения механической и гальванической связи осадка с электродов последний постепенно обнажается, а остаток от раст:ворения осадка переходит в состав пульпы в виде шлама, в значительной степени обогащенного (по сравнению с составом исходного осадка) компонентами, более электроположительными, чем цинк. Так, без применения специальных механических приспособлений или . дополнительных трудозатрат происходит удаление осадка с электродов по предлагаемому способу и, следовательно, достигается полная регенерация электродов в процессе электровыщелачивания без его прерывания и возможность осуществления способа в непрерывном режиме.

В процессе электровыщелачивания материалов предлагаемым способом до

103 всей продолжительности процесса приходится на растворение ранее полученного катодного осадка под действием электрического тока (сразу

1о после реверса тока). Этот период характеризуется резким уменьшением напряжения на электродах (от 3 3 3 6 до 0,4-0,5 В) при неизменной величи" не плотности тока. Причиной этого явИ ляется то, что основной реакцией анодного процесса в период растворения осадка становится реакция L+

2п -2е2п

Е=-07В тогда как до реверса тока на аноде преимущественно протекала реакция

Н О - 2е = 2Н+ + 0,5 0

Е =+1,23 В

2.

2$

Поэтому периодическое ревефсирование тока в процессе электровыщелачивания вызывает уменьшение удельного расхода электроэнергии.

В процессе электровыщелачивания

30 материалов по предлагаемому способу имеет место и цементационное осаждение примесей на растворяющемся цинке.

Это происходит в результате взаимодействия с раствором остатка от растворения осадка, содержащего еще значительное количество реакционноспособного металлического цинка. В основном we цементация примесей происходит одновременно с катодным процессом на свежей поверхности высокодисперсного цинка, осажденного на предварительно регенерированном электроде. Таким образом, реверс тока при электровыщелачивании улучшает очистку.

Пример. 208 г медно-кадмиевого кека с влажностью 24,34, полученного в результате цементационной очистки раствора сульфата цинка металлическим цинком, имеющего состав, медь 7,08; кадмий 4,44; цинк 41,8, выщелачивают в 0,650 дм раствора состава, г/дм : .цинк 11,8; серная кислота 48,5 при 6(P C и перемешивании пульпы с частотой 6,67 1/с. Одновременно через пульпу при помощи свинцово-серебряных электродов (1,03 серебра, величина кетодной поверхнос.ти 1,46 дм ) пропускают постоянный

2. электрический ток силой 6,0-0,2 А, S 983892 6

По окончании выщелачивания опре- цинковьЬ огарков, медно-кадмиемых кеделяют массу катода с- осадком и ана- ков, вельцокислов и т.д., на соврелизируют полученный раствор сульфата менных цинкзлектролитных заводах выцинка, а катод с осадком от проведен- зывает уменьшение расхода дефицитной ного опыта используют, не удаляя осад- В цинковой пыли для очистки растворов

«а, для проведения следующего опыта. сульфата цинка от электроположительВлияние реверса тока на результа- ных .примесей (медь, кадмий и др.). ты электровыщелачивания.медно-кадмие- Поэтому зкономический эффект оТ вого кека показано в таблице. -использования предлагаемого способа

Использование предлагаемого спо 1В на цинкэлектролитном заводе производи соба выщелачивания полиметаллических тельностью 100 тыс.т чушкового цинка цинксоДержащих материалов, например,, в год составляет -371 тыс.руб.

988892 ь л

LC3

lO й"cf е z

O C0. о в о

Q CO е 4I

l0 C

3е х х е л х

o cC и е е и

* о

X

Э

Э

t3I о

Q. ° с е

3X З ас с о

3

1 !

3о о

Y z

lO Q (М

Z X

Э 3

: о о

CL cZ с о (lO Е е х е е»

6) е х

Y Со

LC3

М л

1 <Ч

С(3 л м б|3 ! <Ч ел М

СО Ь С( ь ь

М |Дб

° л л сО ь <(л о-

Y с в е о

V 1о з

v o ь л м ь л м

I

3

1

I

I

I

I

1

I

1

l ь л м е х

СС X о х

I- Е

l0 3

3С Z о е х

v o

v е о

X: С: ь л м ь л м

° °

° °

3 о х

CL. лл

Ы э е с х C0

СХ X о <х а о Э е х

<3- Ctt е бх

Оа0

I»

Е л

<С о е м

o tZ

O lO

l0 O

0= О

X

1=:! 1

1 1

I I

1 3 I

Е 1 л — I

М l I о б- —

I- 1

1 I и

О(М<

v t

Э I I

CL l

1. о <

I I

I "

I 1

1 -Ф I

I б

Ф вЂ” - .

1 М I:

Е I б, М 1

О б — б

I- I 1

3 I

Е I <|(1

v а 3

Q ; в (Э 1 (CL I б

I » 1

В I I

Э I 1!

Ul I I

t !

I

1

М I с 1

Q 1 (» е t

CO I .:

Е I

Y I о

1 I:

D л

Ь л

СЧ

Ь 3" ь

Ф м -е ь ь л Ю м.<3

V о

О с

Э (X Z

% л о е Е Iо з

Q. C с= о о!

I о с х N

У L

Э X

Z о

Y lO

CL в о е в

t» I»

o v

О е б-> CL

Ь LA м б|3 ь

М СЪ б|(LA Ь ъО ОЪ

«ф л л

N ь

O CV

lA (б<1 |О

Ь,,a л м м

D O а Л|О ь ь <ч

CV б|<

ОЪ б|4

М л л во аь

СО

Л л

\|3 1 лл Ф О

D cC3 Ct3

° a °

D CV

LA "

-С Ь м л» М м |о

<|3 М CV ф л л бч r» м зх .й м хсс

ФЭЮ ехо

YZX

D I ь <

О1

I! ь

|О I

«. 3

1!

М 1

СО

3

CA I

Оъ 1

|О I л !

3

О1 I

О1. 1

I! ь

cct I б|3 1

LA I

СО I б|< !

CF3 I

СО I

С4 1

m

1 ь!

I:!! м !

1 ь м !

CFl

D I

М I

I

1

I ю

I» I

CCl I

I а

Е I

Y 1

O1 <

3С о

X

Э

Э

CL о х

Х X

Cf сс о

О о я в х R

z c

l0 2М м о

>| Iо v с а. в в

О Э

I- CL л с со

О х х в

ыо

Я

Ф C

Э О с о х о х с х к 5

X Э

X в э. о бх а э с о х

CL CL с c: е х

«о е о с z

lO .<3 х с

CL OI

Э 11- X

lO 33 с о

>Х э о

X Q.

C о з

C X

X бх Ю о о

X 1 сс о

Э C

CL

Э X х х о х

Э

<с

X Ol х (е о в х ф 0 е к с

Ol 1 м

З -б

X <|< о1

lO в а о

Ф (z з

v o

9 988892 .10

Формула изобретения правление электрического тока, протекающего через пульпу, меняют на

Способ выщелачивания полиметалли- противоположное один раз в течение ческих цинксодержащих материалов в . 1-10 ч. растворе кислоты,-включающий электро- Источники информации, лиз пульпы постоянным электрическим принятые во внимание при экспертизе током, о т л и ч а ю щ и " с я тем, 1. Лакерник М.М., Пахомова Г.Н. что, с целью уменьшения трудозатрат Металлургия цинка и кадмия. М., и удельного расхода электроэнергии . "Металлургия", 19б8; с. 30. 455, и улучшения очистки раствора от при- 10 2. Авторское свидетельство СССР месей, в процессе выщелачивания на-, и 773113, кл. С 22 В 19/22, 1980.

Составитель Л. Рякина

Редактор Е. Лазуренко - Техред. М. Костик Корректор О. Билак

Заказ 10995/35 Тираж 625 Подписное

ЬНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 В