СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ ЦИНКОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ Российский патент 2018 года по МПК C22B19/00 C22B3/10 C22B7/00 

Изобретение главным образом относится к технологии переработки цинкосодержащего сырья, в частности приспособлений, используемых для крепления изделий на траверсы в технологии горячего цинкования: проволоки (отхода технологии горячего цинкования), оборотной оснастки в виде пластин, крюков, цепей и др. после операции цинкования.

Из существующего уровня техники известны способы извлечения цинка:

- из отработанных цинкооксидных катализаторов сероочистки (оксидоцинковых поглотителей сероводорода) путем растворения их в серной кислоте, фильтрации, нейтрализации фильтра до pH 2,5-3, последующего осаждения и отделения от маточного раствора пирофосфата цинка (Мертцин Н., Симс X., Конердинг К. Об использовании цепных компонентов катализаторов для получения фосфатов специального назначения. - Chemie-Technik 1986, т. 38, N6, с. 244-245);

- из отработанных оксидоцинковых поглотителей сероводорода путем обработки его в водном растворе смеси ортофосфорной, азотной и кремнефтористоводородной кислот при соотношении P₂O₅:NO^-₃:SiF^2-₆:H₂O=1:(0,85-1,87):(0,0168-0,0178):(2,099-3,071). При этом поглотитель вводят в процесс в количестве 0,80-9,5 от стехиометрического значения суммы катионов, необходимых для образования однозамещенных солей кислот, со скоростью 152-178,6 кг ZnO/м³. Обработку ведут в течение 1-3 ч, при этом используют смесь кислот при 20-30°С (патент РФ №1712434).

Наиболее близким по сырью является способ переработки цинковой стружки - отхода производства цинкования проволоки. Цинковая стружка без предварительного измельчения вводится в воду и в полученную смесь при постоянном перемешивании вводится фосфорная кислота при следующем соотношении Zn:P₂O₅:H₂O = (0,94-1):(3,15-3,88):(1,56-3,02) со скоростью 4000 л/ч. Температура рабочей смеси 20-45°С. Степень извлечения цинка 94,5-97%. Получаемый монофосфат цинка используется в производстве фосфатирующих концентратов (патент РФ 2103387, С22В 3/06, С22В 19/00, опубл. 27.01.1998).

Общими недостатками указанных способов являются: использование дорогостоящих кислот; сложность процесса переработки.

Предлагаемый к защите способ заключается в извлечении цинка из цинкосодержащих отходов - приспособлений, используемых для крепления изделий на траверсы в технологии горячего цинкования, в растворе соляной кислоты и в смеси раствора хлорида цинка и соляной кислоты с содержанием соляной кислоты от 50 до 150 г/дм³.

Изобретение отличает:

- использование более дешевой соляной кислоты по сравнению с фосфорной кислотой;

- возврат получаемого в результате извлечения цинка в виде соли хлорида цинка в качестве составляющей раствора флюсования в технологию горячего цинкования без снижения качества оцинкованной поверхности изделий;

- дополнительная возможность реализации извлекаемого цинка в виде соли хлорида цинка в качестве товарного продукта хлорида цинка марки В сорт II, марки В или в составе готового раствора флюсования.

Суть предлагаемого изобретения поясняется примерами.

Пример 1

В качестве сырья использованы: соляная кислота техническая, оцинкованные крюки, используемые для подвеса изделий в технологии горячего цинкования. Крюки изготовлены из стального прутка. Извлечение цинка проводили в экспериментальной ванне.

Использована соляная кислота с концентрацией 50 г/дм³.

Извлечение цинка проводили в три этапа:

- I этап в растворе соляной кислоты с концентрацией 50 г/дм³;

- II этап в растворе хлорида цинка от I этапа с концентрацией хлорида цинка 91,6 г/дм³ с доукреплением по соляной кислоте до исходной концентрации 50 г/дм³;

- III этап в растворе хлорида цинка от II этапа с концентрацией хлорида цинка 183,3 г/дм³ с доукреплением по соляной кислоте до исходной концентрации 50 г/дм³.

Полученный раствор соли хлорида цинка с концентрацией 276,3 г/дм³ хлорида цинка и 4,0 г/дм³ примеси железа направляли на операцию гидролитической очистки от железа, включающей окисление железа (+2) до железа (+3) с помощью барботажа сжатым воздухом или перекисью водорода, корректировку pH среды водным раствором аммиака до величины от 2,5 до 4,5 ед., отделение гидроокиси железа фильтрацией. Фильтрат соли хлорида цинка с концентрацией примеси железа менее 0,0005 г/дм³ направляли на приготовление раствора флюсования.

Пример 2

Использование раствора соляной кислоты с концентрацией 150 г/дм³ с добавкой антииспарителя соляной кислоты.

Извлечение цинка проводили в три этапа без корректировки по соляной кислоте аналогично примеру 1 с получением раствора после гидролитической очистки с концентрацией хлорида цинка 272,8 г/дм³ и примеси железа менее 0,002 г/дм³. Полученный раствор направляли на приготовление раствора флюсования.

Результаты испытаний полученных растворов по примерам 1, 2 показали, что предлагаемое к рассмотрению изобретение позволяет использовать раствор хлорида цинка, полученный в результате извлечения цинка с оцинкованной оснастки в растворе соляной кислоты и в смеси раствора хлорида цинка и соляной кислоты с содержанием соляной кислоты от 50 до 150 г/дм³ за несколько этапов, в качестве составляющей соли раствора флюсования в технологии горячего цинкования как с предварительной химподготовкой изделий, так и с предварительной дробеметной обработкой изделий с сохранением качества их оцинкованной поверхности и расхода цинка на цинкование.

Пример 3

Обесцинкование вели в режиме, аналогичном примеру 1, в пять стадий. Полученный раствор с концентрацией хлорида цинка 450,6 г/дм³, железа менее 0,0005 г/дм³, остатка нерастворимых в соляной кислоте менее 0,01 г/дм³, pH не менее 3,7 ед. соответствовал товарному продукту хлорид цинка марки В по ГОСТ 7345-68.

Изобретение относится к технологии переработки цинкосодержащего сырья. Способ извлечения цинка из оцинкованных стальных отходов включает кислотное удаление цинка с растворением цинка. При этом растворение цинка ведут в соляной кислоте с последующей гидролитической очисткой раствора от железа. Извлечение цинка ведут в виде раствора его хлорида с концентрацией от 250 до 500 г/дм³. Техническим результатом изобретения является возможность повторного использования полученного раствора хлорида цинка в качестве флюса при цинковании либо реализация в качестве реагента, соответствующего требованиям ГОСТ 7345-68, или в составе готового раствора флюсования. 3 пр.

Способ извлечения цинка из оцинкованных стальных отходов, включающий кислотное удаление цинка с растворением цинка, отличающийся тем, что растворение цинка ведут в соляной кислоте с последующей гидролитической очисткой раствора от железа и извлечением цинка в виде раствора его хлорида с концентрацией от 250 до 500 г/дм³.