СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ Российский патент 1998 года по МПК C22B19/00 

Изобретение относится к области гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано при переработке цинксодержащих материалов, в частности при переработке шлака вторичной плавки тяжелых цветных металлов.

Известен способ переработки цинксодержащего материала путем его обработки гидроксидом натрия [1], очистку раствора от кремния путем добавления к исходному перерабатываемому материалу боксита исходя из весового соотношения Al₂O₃: SiO₂-1,2-1. После выщелачивания пульпу разбавляют водой и выделяют из раствора цинк известными способами. Недостатком известного способа является относительно невысокий ≈ 70% выход цинка в раствор после выщелачивания.

Известен способ переработки цинксодержащего материала [2], включающий его измельчение, выщелачивание раствором гидроксида щелочного металла. Твердый осадок отделяют от раствора. Для лучшего отделения в осадок оксида кремния пульпу после выщелачивания разбавляют водой, подкисляют до pH < 7 и вводят ионы хлора и аммония. Раствор цинка очищают от меди и кадмия и подвергают дальнейшей обработке для выделения цинка экстракцией и при необходимости проводят электролитическое рафинирование. Недостатком известного способа является невозможность повторного использования гидроксида щелочного металла, что значительно удорожает процесс, а также введение в раствор ионов хлора, что отрицательно оказывается на дальнейшее электрорафинирование.

Наиболее близким аналогом к заявляемому способу является способ переработки цинксодержащих материалов [3]. Согласно известному способу исходный материал предварительно может быть подвергнут пенной флотации и/или магнитной сепарации. Цинксодержащий продукт может быть подвергнут обработке щелочным раствором с концентрацией гидроксида натрия 1-2 м при температуре 52^oC в течение 0,5 ч для выделения свинца, после чего выщелачивают цинк раствором гидроксида натрия (концентрация 8-16 М) при плотности пульпы 1: 1,5-1:8 при температуре более 80^oC. Обогащенный цинком и другими (не обязательно) металлами, например свинцом, раствор отделяют, очищают от примесей и осветляют для извлечения цинка и регенерации раствора гидроксида щелочного металла, который вновь направляют на стадию выщелачивания.

Недостатком известного способа является относительно невысокий 70-75% выход цинка в раствор, после выщелачивания.

Заявляемое изобретение направлено на создание практически безотходной технологии, позволяющей с высокими технико-экономическими показателями перерабатывать материалы, ранее идущие на захоронение.

Технический результат, который получается при использовании изобретения состоит в повышении степени извлечения цинка, возможности выделения и использования других компонентов перерабатываемого материала, что улучшает экологию окружающей среды.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе переработки цинксодержащего материала, включающем флотацию с выделением ценного компонента и цинксодержащего продукта, выщелачивание последнего раствором гидроксида щелочного металла, отделение раствора.

Способ осуществляется следующим образом.

Шлак вторичной плавки тяжелых цветных металлов содержащий,%: Zn - 6-20, Cu - 1,5-0,5, Pb - 0,5-4,0, Sn - 0,3-1,5, Fe - 19-22,5, CaO - 12,7-14, Mg - 4-2,5, Si - 23-27, Al₂O₃ - 1,5-3,2, подвергают дроблению, измельчению (80% кл. 0,074 мм) кондиционированию и флотации меди, олова, свинца. На кондиционирование подают ксантогенат, вспениватель, сульфид натрия и медный купорос. Флотацию ведут при Т:Ж-1:4 и pH - 8-9. Хвосты флотации направляют на гравитацию для выделения медных корольков, которые объединяют с обогащенным флотоконцентратом. Хвосты после гравитации направляют на сгущение до Т:Ж - 1: 0,5-1 и последующее измельчение материала до содержания не менее 80% фракции крупностью 0,044 мм. На операцию доизмельчения вводят гидроксид натрия 300 г/л (≈8М) и поддерживают данную концентрацию гидроксида натрия и на операции выщелачивания. Выщелачивание ведут при температуре 80^oC до кипения при Т:Ж -1:5-8 в течение 2,5-3 часов. После отделения от раствора осадка, содержащего в основном железо, в раствор вводят оксид кальция для более полного выделения из раствора кремния с получением продукта, пригодного для использования в народном хозяйстве. Очищенный раствор подкисляют серной кислотой до pH 8,5-9,2 для извлечения в осадок гидроксида цинк. В раствор, содержащий гидроксид натрия и сульфат натрия, подают оксид кальция. Образующийся гипс отделяют от раствора гидроксида натрия с использованием последнего на выщелачивании, а гипса в строительстве.

Пример
Шлак вторичной плавки тяжелых цветных металлов содержащий,%: Zn - 20, Cu - 1,5, Pb - 0,5, Si - 23, Fe - 20, CaO - 13 подвергают дроблению, измельчению (80% кл. 0,074 мм), кондиционированию и флотации меди, частично олова и свинца. На кондиционирование подают ксантогенат, вспениватель, сульфид натрия и медный купорос. Флотацию ведут при Т:Ж = 1:4 и pH 9,0. Хвосты флотации направляют на гравитацию для выделения медных корольков, которые объединяют с обогащенным флотоконцентратом. Хвосты после гравитации направляют на сгущение до Т:Ж - 1:1 и последующее измельчение материала до содержания 80% фракции крупностью 0,044 мм. На операцию измельчения вводят гидроксид натрия до установления его концентрации в пульпе 300 г/л и поддерживают данную концентрацию гидроксида натрия на операции выщелачивания. Выщелачивание ведут при температуре 85^oC при Т:Ж - 1:5 в течение 3 часов. После отделения от раствора осадка, содержащего в основном железо, в раствор вводят оксид кальция при отношении Ca:Si - 3:1 для более полного выделения из раствора кремния. Очищенный раствор подкисляют серной кислотой до рН 9 для извлечения в осадок гидроксида цинка. В раствор, содержащий гидроксид и сульфат натрия, подают оксид кальция. Образующийся гипс отделяют от раствора гидроксида натрия и последний направляют на выщелачивание.

В таблице приведены показатели процесса в зависимости от условий проведения процесса.

Как следует из таблицы, измельчение материала перед выщелачиванием и подача гидроксида натрия на измельчение позволяет повысить переход цинка в раствор до 20%. Сгущение пульпы перед измельчением существенно влияет на операцию измельчения, т.к., с одной стороны, позволяет получить высокий переход цинка в раствор, а с другой стороны - провести операцию измельчения с меньшими энергозатратами и временем.

Таким образом предложенный способ позволяет повысить извлечение цинка в целевой продукт за счет повышения его перехода в раствор при выщелачивании, вовлечь в переработку продуктов, ранее идущих на захоронение, что улучшает экологию окружающей среды.

Источники информации
1. А.С. СССР N 467124, кл. C 22 B 19/34.

2. Патент ЕПВ N 0034137, кл. C 22 B 19/26.

3. Патент Великобритании N 1568362, кл. C 22 B 19/24 (прототип).

Изобретение может быть использовано при переработке цинксодержащих материалов, в частности при переработке шлака вторичной плавки тяжелых цветных металлов. Способ переработки цинксодержащего материала включает флотацию с выделением ценного компонента и цинксодержащего материала, его измельчение при Т:Ж - 1:0,5-1 до содержания не менее 80% фракции крупностью 0,044 мм с подачей раствора гидроксида щелочного металла на измельчение, выщелачивание, отделение раствора от остатка, очистку раствора и извлечение цинка из раствора. Повышается степень извлечения цинка, обеспечивается возможность выделения и использования других компонентов перерабатываемого материала, что улучшает экологию окружающей среды. 1 табл.

\\\1 Способ переработки цинксодержащего материала, включающий флотацию с выделением ценного компонента и цинксодержащего продукта, выщелачивание последнего раствором гидроксида щелочного металла, отделение раствора от остатка, очистку раствора и извлечение цинка из раствора, отличающийся тем, что перед выщелачиванием цинксодержащий продукт измельчают при Т : Ж = 1 : 0,5 - 1 до содержания менее 80% фракции крупностью 0,044 мм с подачей раствора гидроксида щелочного металла на измельчение.