СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРА СУЛЬФАТА ЦИНКА ОТ КАЛЬЦИЯ Российский патент 1995 года по МПК C01G9/06 

Описание патента на изобретение RU2029732C1

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в гидрометаллургическом способе производства цинка.

Известен способ очистки раствора сульфата цинка от кальция и магния путем осаждения их в виде фторидов при обработке раствора пульпой фторида цинка [1]. Пульпу получают нейтрализацией оксида или карбоната цинка плавиковой кислотой.

Недостатками способа являются использование дорогого и опасного в обращении реагента - плавиковой кислоты, образование труднофильтруемого осадка, введение в раствор ионов фтора, которые отрицательно влияют на процесс электролиза цинксульфатных растворов.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ очистки раствора сульфата цинка от кальция и магния осаждением их в виде фторидов путем взаимодействия с бифторидом-фторидом аммония при конечном значении рН 5-5,5, поддерживаемом добавлением оксида или карбоната цинка [2].

Недостатком этого способа является введение в раствор ионов фтора, содержание которого в растворе после очистки от кальция составляет 700-1000 мг/л. Наличие в цинковом растворе ионов фтора с такой концентрацией делает невозможным применение этого способа для очистки растворов, поступающих на электролиз. Данный способ можно использовать только для очистки растворов, направляемых на получение цинкового купороса, причем не высшего сорта.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе очистки растворов сульфата цинка от кальция осаждением последнего в присутствии оксида цинка или его производных, согласно изобретению, осаждение кальция осуществляют путем насыщения раствора сернистым газом до рН 1,05-1,10 с последующей корректировкой рН до 5,0-5,4 оксидом цинка или его производными.

Способ основан на образовании малорастворимого сульфита кальция, его произведение растворимости равно 3,2.10-7.

Через цинк-сульфатный раствор (нейтральный цинковый электролит или раствор цинкового купороса, их рН 4,8-5,2) пропускают серистый газ до рН 1,05-1,10, затем подачу его прекращают и добавляют оксид цинка или его производные (гидроксид, карбонат) до достижения рН 5,0-5,4, пульпу перемешивают в течение 30-60 мин и осадок отфильтровывают. Оксид цинка или его производные выбраны из-за того, чтобы не вносить в цинксульфатный раствор посторонние ионы.

Значение рН 1,05 при пропускании SO2 через раствор обусловлено тем, что насыщение цинксульфатных растворов сернистым газом соответствует данному значению рН. При дальнейшем пропускании SO2 концентрация его в растворе не увеличивается. Уменьшение количества SO2 (рН выше 1,10) приводит к снижению степени очистки от кальция.

Значение рН в пределах 5,0-5,4 при его корректировке оксидом цинка или его производными обусловлено тем, что при меньшем значении рН извлечение кальция в осадок снижается из-за большей растворимости сульфата кальция, при рН более 5,4 наблюдаются потери цинка с осадком, так как начинается его гидролитическое осаждение.

Реализация предлагаемого способа не приводит к внесению в очищаемый раствор каких-либо посторонних ионов, так как при дальнейшем использовании цинк-сульфатных растворов сульфит-ионы окисляются атмосферным кислородом до сульфат-иона.

П р и м е р 1. Через цинксульфатный нейтральный электролит (120 г/дм Zn, 0,8 г/дм3 Са, рН 4,9) пропускают сернистый газ до достижения рН 1,05, подачу газа прекращают, в раствор добавляют ZnO до рН 5,4 и выдерживают при перемешивании 30 мин. Осадок отфильтровывают. Очищенный раствор содержит 0,27 г/дм3 Са. Степень очистки равна 66,2%.

П р и м е р 2. Процесс ведут как в примере 1. Корректировку рН проводят оксидом цинка до рН 5,0. Очищенный раствор содержит 0,30 г/дм3Са. Степень очистки составляет 62,5%.

П р и м е р 3. Процесс ведут как в примере 1. Корректировку рН проводят ZnO до рН 4,9. Очищенный раствор содержит 0,4 г/дм3 Са. Степень очистки 50% .

П р и м е р 4. Процесс ведут как в примере 1. Корректировку рН проводят до рН 5,5. Наблюдается выделение основного сульфата цинка, приводящее к потере цинка с осадком.

П р и м е р 5. Через цинксульфатный нейтральный электролит пропускают сернистый газ до достижения рН 1,10. Корректировку рН проводят ZnO до рН 5,4. Очищенный раствор содержит 0,29 г/дм3Са. Степень очистки 63,7%.

П р и м е р 6. Через нейтральный электролит пропускают SO2 до достижения рН 1,15. Корректировку рН проводят оксидом цинка до рН 5,4. Очищенный раствор содержит 0,37 г/дм3 Са. Степень очистки 53,7%.

В настоящее время для получения цинка из руд применяют в основном гидрометаллургический способ. Присутствующий в цинк-содержащих растворах кальций накапливается при обороте электролитов и выделяется на поверхностях трубопроводов и оборудования в виде гипса, что нарушает их нормальное функционирование.

В отличие от известных способов очистки цинксульфатных растворов от кальция предлагаемый способ имеет следующие преимущества:
1. Может применяться как для очистки нейтрального электролита, так и для растворов, служащих для получения цинкового купороса. Известные способы не могут быть использованы для очистки цинковых нейтральных электролитов, так как после очистки с помощью фторидов цинк-сульфатные растворы содержат 700-1000 мг/дм3 F, а на электролиз могут поступать растворы, содержащие не более 50-70 мг/дм3 F. Более высокая концентрация фтора приводит к разрушению алюминиевых катодов и змеевиков, увеличивает сцепление цинкового осадка с алюминиевыми катодами, осложняя операцию сдирки цинка. Известные способы могут применяться лишь для очистки цинк-сульфатного раствора, предназначенного для получения цинкового купороса, причем только первого, а не высшего сорта.

2. Сернистый газ, используемый в предлагаемом изобретении как реагент, получают в качестве попутного продукта на всех цинковых заводах, он поступает на получение серной кислоты. Так что надобность в специальном получении и транспортировке реагента отпадает.

Для очистки растворов с помощью фторидов используются или фторид цинка, который нужно специально получать на цинковом заводе, или бифторид-фторид аммония, который получают на других заводах и который нужно транспортировать. Оба продукта токсичны и требуют соблюдения особых условий труда.

Рекомендуемый для корректировки рН оксид цинка является на цинковых заводах одним из товарных продуктов, выпускается как пигмент для получения цинковых белил.

Таким образом, предлагаемый способ базируется только на внутренних ресурсах цинкового производства и не требует никаких вспомогательных реагентов извне. Способ является фактически безотходным, так как образующийся сульфит кальция является ценным продуктом для целлюлозно-бумажной промышленности, где используется при сульфитной варке целлюлозы. Сульфит кальция находит также применение в качестве дезинфицирующего агента в виноделии и сахарной промышленности.

Похожие патенты RU2029732C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БЕДНЫХ ОКИСЛЕННЫХ ЦИНКОВЫХ РУД И КОНЦЕНТРАТОВ С ИЗВЛЕЧЕНИЕМ ЦИНКА, МАРГАНЦА, ЖЕЛЕЗА, СВИНЦА, СЕРЕБРА, КАЛЬЦИЯ И ДВУОКИСИ КРЕМНИЯ 2010
  • Маматкулов Хушвахт
  • Цой Юрий Николаевич
  • Ким Лев Дмитриевич
  • Маматкулов Парвиз Хушвахтович
  • Вежливцев Алексей Анатольевич
  • Туляганов Шухрат Рахимович
  • Мавланкулов Рустам Кадиркулович
RU2441930C1
СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ФТОРА ИЗ ЭЛЕКТРОЛИЗНЫХ ГАЗОВ АЛЮМИНИЕВОГО ПРОИЗВОДСТВА 1992
  • Игнатьев О.С.
  • Брагазина О.А.
  • Паленко А.И.
  • Волков И.В.
RU2030486C1
СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ МЕДНО-ЦИНКОВЫХ КОНЦЕНТРАТОВ 1998
  • Адамов Э.В.
  • Панин В.В.
  • Каравайко Г.И.
  • Воронин Д.Ю.
  • Крылова Л.Н.
RU2135298C1
Способ извлечения марганца из цинксодержащих растворов 1986
  • Столбова Елена Федоровна
  • Матвеев Анатолий Федорович
  • Пискунов Виктор Михайлович
SU1397527A1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СУЛЬФИДА ЦИНКА ИЛИ СУЛЬФОПОНА 1991
  • Елесин А.И.
  • Денисова Т.Н.
  • Бондарев М.С.
RU2039010C1
СПОСОБ ПИРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ С ПРИМЕСЯМИ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ 1991
  • Роменец В.А.
  • Валавин В.С.
  • Подгородецкий Г.С.
  • Сверчкова А.К.
  • Вандарьев С.В.
  • Яценко-Жук А.Д.
  • Похвиснев Ю.В.
  • Дудоров В.А.
RU2034034C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИДРОСУЛЬФИДА КАЛЬЦИЯ 2020
  • Булатов Константин Валерьевич
  • Закирничный Виталий Николаевич
  • Верхорубова Алла Владимировна
  • Передерий Олег Григорьевич
  • Клюшников Антон Михайлович
RU2742990C1
СПОСОБ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ ШЛАМОВ ПРОИЗВОДСТВА ХИМИЧЕСКОГО ВОЛОКНА 1993
  • Елесин Анатолий Иванович
  • Бондарев Михаил Станиславович
  • Денисова Татьяна Николаевна
RU2034059C1
СПОСОБ ФЛОТАЦИОННОГО РАЗДЕЛЕНИЯ СУЛЬФИДНЫХ МЕДНО-ЦИНКОВО-ПИРИТНЫХ КОНЦЕНТРАТОВ, СОДЕРЖАЩИХ АКТИВИРОВАННЫЕ КАТИОНАМИ МЕДИ И КАЛЬЦИЯ СУЛЬФИДЫ ЦИНКА 1993
  • Бочаров В.А.
  • Агафонова Г.С.
  • Херсонская И.И.
  • Лапшина Г.А.
  • Херсонский М.И.
  • Касьянова Е.Ф.
  • Серебрянников Б.Л.
  • Иванов Н.Ф.
  • Морозов Б.А.
  • Карбовская А.В.
RU2054971C1
СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА ОКУСКОВАННОГО СЫРЬЯ ИЗ СЕРНИСТЫХ МАТЕРИАЛОВ 1995
  • Чижикова В.М.
  • Воробьев М.А.
RU2092588C1

Реферат патента 1995 года СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРА СУЛЬФАТА ЦИНКА ОТ КАЛЬЦИЯ

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в гидрометаллургическом способе производства цинка. Сущность способа: осаждение кальция осуществляется путем насыщения раствора сульфата цинка сернистым газом до pH 1,05 - 1,10 с последующей корректировкой pH до 5,0 - 5,5 оксидом цинка или карбонатом, выдержки пульпы при перемешивании в течении 30 - 60 мин и отделения осадка сульфита кальция. При осуществлении способа в цинксульфатные растворы не вносится никаких посторонних ионов, что дает возможность применять этот способ как для очистки нейтральных цинковых электролитов, так и растворов цинкового купороса.

Формула изобретения RU 2 029 732 C1

СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРА СУЛЬФАТА ЦИНКА ОТ КАЛЬЦИЯ, включающий обработку исходного раствора реагентом, корректировку рН до 5,0 - 5,4 введением оксида или карбоната цинка и последующее отделение образующегося осадка, отличающийся тем, что в качестве реагента используют сернистый газ и обработку им раствора ведут до достижения рН 1,05 - 1,10.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 1995 года RU2029732C1

Аппарат для очищения воды при помощи химических реактивов 1917
  • Гордон И.Д.
SU2A1
Способ очистки раствора сульфата цинка от примесей магния и кальция 1978
  • Булахова Вера Ивановна
  • Беньяш Евгений Яковлевич
  • Шмурыгина Людмила Михайловна
  • Миронов Юрий Михайлович
  • Кутняков Анатолий Николаевич
SU712391A1
Печь для непрерывного получения сернистого натрия 1921
  • Настюков А.М.
  • Настюков К.И.
SU1A1

RU 2 029 732 C1

Авторы

Куликова А.В.

Салихов З.Г.

Курдюмов Г.М.

Ходов Н.В.

Похвиснева В.Б.

Даты

1995-02-27Публикация

1992-03-05Подача