СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ Российский патент 1997 года по МПК C22B3/44 C22B19/00 

Изобретение относится к цветной металлургии и гидрометаллургии цинка и может быть использовано для доизвлечения цинка из некондиционных продуктов и бедных цинксодержащих растворов.

Известен способ переработки растворов, содержащих сульфат цинка, электроэкстракцией, но данный способ очень чувствителен к содержанию примесей в растворе и требует значительных энергозатрат (Баймаков Ю.В. Журин А. И. Электролиз в гидрометаллургии. М. Металлургия, 1977, с. 336).

По технической сущности к изобретению наиболее близок способ переработки растворов, содержащих сульфат, включающий осаждение цинка материалом, содержащим активную окись, и введение в раствор перед осаждением соли, содержащей хлорид-ион (а.с. СССР N1611957, кл.C22B 3/44, 19/00, 1988).

Для существующего способа характерен большой расход реагентов-осадителей хлорсодержащих и оксида, а также сложность процесса.

Заявляемое решение обеспечивает получение технического результата, выраженного в повышении степени осаждения цинка, сокращении расхода реагентов-осадителей и улучшении условий труда за счет исключения из процесса хлорсодержащих реагентов, а следовательно, и возможного выделения хлора.

Проведение процесса получения цинкового купороса переработкой растворов рудничных вод, содержащих цинк, выпариванием при соотношении цинка к серной кислоте 1: 1 до плотности раствора 1,2 1,3 и кристаллизацией в течение 60 - 72 часов позволит интенсифицировать процесс с увеличением выхода и чистоты готового товарного продукта от примесей за счет предварительной очистки вод, уменьшить расход реагентов-осадителей, чего нельзя достичь в прототипе.

Это достигается тем, что в предлагаемом способе получения цинкового купороса переработкой растворов рудничных вод последние предварительно очищают от Fe и Cu и проводят выпаривание цинковых элюатов и дальнейшую кристаллизацию при соблюдении указанных оптимальных соотношений Zn и H₂SO₄ в исходном и упаренном растворах. Результаты приведены в таблице.

При недостаточном времени кристаллизации упаренных цинксодержащих растворов (< 60 часов) уменьшается выход готового продукта на 20% а увеличение времени кристаллизации (> 72 часа) не дает эффекта (выход готового продукта при этом практически не меняется).

Достижение максимального выхода готового продукта возможно лишь при оптимальном соотношении в растворах Zn к серной кислоте (1:1), рост или уменьшение концентрации цинка и серной кислоты в последних (изменение их соотношения в таблице в пределах 0,5:1 или 1:0,5) даже при росте времени кристаллизации не увеличивает выхода готового продукта.

Уменьшение плотности упаренного раствора ниже 1,2 снижает выход готового продукта в 2 раза, а увеличение плотности раствора более 1,3 практически не изменяет процента выхода сульфата Zn. Указанного эффекта нельзя достигнуть в прототипе, т. к. не подобраны соотношения компонентов и режимов процессов осаждения Zn. Кроме того, по прототипу не предусмотрена предварительная очистка растворов-элюатов от примесей, что снижает выход и качество готового продукта.

Таким образом необходимо отметить, что при выпаривании и кристаллизации цинковых элюатов, полученных при переработке рудничных вод и продуктивных растворов с предварительной очисткой последних от железа и меди (по предлагаемому способу), увеличивается на 20 50% выход готового продукта, повышается его чистота (содержание Zn в осадке растет в 2 3 раза) и сокращается расход реагентов-осадителей (исключается использование хлор-ионов и окиси цинка) по сравнению с известным способом.

Полученные оборотные растворы (маточники, промывные воды) после упаривания и кристаллизации возвращают на выщелачивание либо десорбцию, тем самым улучшая экологию на объекте.

Предлагаемый способ имеет как научно-теоретическое, так и прикладное значение. Его использование позволит решить проблему очистки шахтных вод с комплексным извлечением ценных компонентов из них.

Использование: гидрометаллургия цинка, может быть использовано для доизвлечения цинка из некондиционных продуктов и бедных цинкосодержащих растворов. Сущность: способ включает осаждение цинка из растворов, предварительно очищенных от железа и меди, упариванием до плотности 1,2 - 1,3 при соотношении цинка к серной кислоте 1:1 с последующей кристаллизацией сульфата цинка в течение 60 - 72 часов и возвратом оборотных растворов на стадию выщелачивания. В качестве исходных растворов используют рудничные воды и растворы после выщелачивания минерального сырья. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ переработки цинксодержащих растворов, включающий осаждение из них цинка, отличающийся тем, что осаждение цинка ведут из растворов, предварительно очищенных от железа и меди, упариванием до плотности 1,2 1,3 г/см³ при соотношении цинка и серной кислоты 1 1 с последующей кристаллизацией сульфата цинка в течение 60 72 ч, а полученные при этом оборотные растворы используют для выщелачивания минерального сырья. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве исходных растворов используют рудничные воды и растворы после выщелачивания минерального сырья.