Способ переработки железосодержащих отходов гидрометаллургического производства цинка Советский патент 1989 года по МПК C22B7/00 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть исполвзова- но в химической технологии.

Цель изобретения - повышение выхода конечного продукта и удешевление процесса.

Пример 1. Переработку железосодержащего отхода проводят по предлагаемому способу в лабораторных условиях.

В реактор загружают 80 г обрези листового железа, заливают 1 л раствора сульфата железа (II), содержащего 13,5 г Ft: (II), нагревают до 50 С, при перемешивании добавляют 22,5 г Ге (III) в форме ярозита (75 г), обеспечивая соотношение ионов Ре (III) к Fe (II) 1,66:1, продувают воздух в течение 46 ч со скоростью 10 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии 3,5, компенсируя убыль раствора промво- дой от промывки продукта предыдущего опыта.

Образовавшийся продукт отфильтровывают, промывают сушат. Маточный раствор и промывные воды используют для последующих процессов. В результате получают 99 г железооксидного продукта, однородного по составу с требуемым содержанием оксида железа (54,3%).

Выход продукта от отхода 132%.

Пример 2, Обработку железосодержащего отхода проводят по предлагаемому способу в укрупнейно-лабораторных условиях.

45

00

со

О)

1

В реактор объемом 180 дм3 , снабженый металлической решеткой (ложным днищем), загружают 29 кг металлического железа (обрезь тарного производства) , заливают 100 л раствора сульфата железа (II) с концентрацией Fe , 30 г/л, нагревают до 65°С, при перемешивании добавляют 10,2 кг Fe (III) в форме ярозита (34 кг), обеспечивая соотношение ионов Fe (III) к Fe (II) 3,4:1, продувают воздух в течение 42 ч со скоростью 30 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии 2,7, компенсируя убыль раствора за счет упаривания промводой от промывки продукта предыдущего опыта.

Полученный продукт отфильтровывают, промывают, сушат. Маточный раствор и промывные воды используют для последующих процессов. В результате получают 47 кг железооксидного однородного по составу продукта с требуемым содержанием оксида железа (57 мас.%).

Выход продукта от отхода 140%.

Пример 3. Обработку железосодержащего отхода ведут по предлагаемому способу в полупромышленных условиях.

В реактор объемом 2,5 м3, снабженный металлической решеткой (ложным днищем), загружают 746 кг железа в виде отхода штамповочного производства, заливают 1,2 м3 раствора сульфата железа (II), СРе 21,7 г/л, нагревают до 90°С, при перемешивании добавляют 172 кг Fe (III) в форме

5

0

5

0

5

гаемому способу в укрупненно-лабора- торных условиях.

В реактор объемом 180 дм3 , снабженный металлической решеткой, загружают 6,5 кг металлического железа (обрезь тарного производства), заливают 100 л раствора сульфата железа (II) с концентрацией Fe 15 г/л, нагревают до 70 С, при перемешивании добавляют 1,5 кг Fe (III) в форме ярозита (5 кг), обеспечивая соотношение ионов Fe (III) к Fe (II) 1:1, продувают воздух в течение 60 ч со скоростью 15 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии 3,2, компенсируя убыль раствора промводой от промывки продукта предыдущего опыта.

Полученный продукт отфильтровывают, промывают, суиат. Маточный раствор и промывные воды используют для последующих процессов. В результате получают 7,7 кг продукта, не однородного по составу, с содержанием оксида железа 60 мас.%, т.е. выше требуемого, представляющего собой механическую смесь соединений железа. Поставленная цель не достигается .

Выход продукта 153%.

Пример 5. Обработку железосодержащего отхода проводят по предлагаемому способу в укрупненно-лабо- раторных условиях.

В реактор объемом 180 дм3, снабженный металлической решеткой, загружают 46 кг металлического железа

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в химической технологии. Цель изобретения - повышение выхода конечного продукта и удешевление процесса. Переработку железосодержащих отходов гидрометаллургического производства цинка осуществляют обработкой их в водном растворе сульфата железа (II) с концентрацией железа (II) 11-30 г/л в присутствии металлического железа с продувкой воздухом при 50-90°С при PH суспензии 2,7-3,5 и соотношении в суспензии железа (III) к железу (II) (1,6-6,6) : 1, обработку ведут 35-60 ч, образовавшийся продукт отфильтровывают, промывают и сушат.

ярозита (574 кг), обеспечивая соотно-40 (обреэь тарного производства), залишение ионов Fe (III) к Fe (II) 6,6:1 продувают воздух в течение 35 ч со скоростью 20 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии 3,0, компенсируя убыль раствора за счет упаривания промводой от промывки продукта предыдущего опыта.

Полученный продукт отфильтровывают, промывают, сушат. Маточный раствают 100 л раствора сульфата железа (II) с концентрацией Fe 22 г/л, нагревают до 80°С, при перемешивании добавляют 15,62 кг Fe (III) в форме

45 ярозита (52 кг), обеспечивая соотношение ионов Fe (III) к Fe (II) 7,1:1, продувают воздух в течение 40 ч со скоростью 30 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии 2,7,

вор и промывные воды используют для последующих опытов. В результате получают 775 кг железооксидного однородного по составу продукта с требуемым содержанием оксида железа

(55,7 мас.%) . Выход продукта от отхода 135%.

Пример 4. Обработку железосодержащего отхода ведут по предлавают 100 л раствора сульфата железа (II) с концентрацией Fe 22 г/л, нагревают до 80°С, при перемешивании добавляют 15,62 кг Fe (III) в форме

ярозита (52 кг), обеспечивая соотношение ионов Fe (III) к Fe (II) 7,1:1, продувают воздух в течение 40 ч со скоростью 30 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии 2,7,

компенсируя убыль раствора промводой от промывки продукта предыдущего опыта.

Установлено, что в процессе обработки отхода материал суспензии подвергается самоистиранию, при этом получаемый продукт в количестве

63 кг с содержанием FetQ3 50,6% не покрывается гидроксидом железа, т.е. поставленная цель не достигается.

51482967

продукта от исходного сырья

л в г п о к

120%.

Пример 6. Обработку железосодержащего отхода ведут по прототипу в лабораторных условиях.

Железосодержащий отход - калиевый ярозит - в количестве 500 г загружают в раствор едкого калия, имеющего рН 1А и температуру 20 С. Выщелачивание ведут в течение 2 ч до конечного значения рН пульпы 7,0. Расход едкого калия на выщелачивание составляет 185 г или 1,1 от стехиометричес- ки необходимого количества на разложение калиевого ярозита.

Остаток от выщелачивания и промывки содержит, кроме оксида железа оксиды других металлов, выход остатка 45% от исходного ярозита.

Пример 7. Обработку железосодержащего отхода ведут по предлагаемому способу в полупромышленных условиях.

В реактор объемом 2,5 м3 , снабженный металлической решеткой, загружают 345 кг железа в виде жести, заливают 1,2м3 раствора сульфата железа (II), СРе 18 г/л, нагревают до 80 С, при перемешивании добавляют 86,4 кг Fe (III) в форме ярозита (288 кг), обеспечивая соотношение ионов Fe (III) к Fe (II) 4,0:1, про.т

дувают воздух в течение 44 ч со ско- 35 ют 24 г железа (III) в форме ярозиростью 10 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии 4,0, компенсируя убыль раствора за счет упаривания промводой от промывки продукта предыдущего опыта.

Полученный продукт отфильтровывают, промывают, сушат. Маточный раствор и промывные воды используют для последующих процессов. В результате получают 489,6 кг продукта, не однородного по составу, с низким содержанием оксида железа (46,7 мас.%).

Выход продукта от отхода 170%.

Большой выход продукта обусловлен

та (80 г), обеспечивая соотношение железа (III) к железу (II) 3,0:1, продувают воздух в течение 72 ч со скоростью 10 л/мин. Процесс ведут

40 при постоянном значении рН суспензии 3,2.

Образовавшийся продукт фильтруют, промывают, сушат. В результате получают 111 г железооксидного продукта

45 однородного по составу, с требуемым содержанием оксида железа (54,5 мас. Выход продукта 139%.

Из полученных данных видно, что поставленная цель достигается, однаобразованием значительного количест- go ко процесс протекает крайне медленна гидроксосульфата железа типа но, т.е. с низкой производительнос- Рьг.0з S03 пН.О, в результате чего получают механическую смесь ярозита и указанного соединения железа. Поставленная цель не достигается.

Пример 8. Переработку железосодержащего отхода проводят по предлагаемому способу (в лабораторных условиях).

тью, что приводит к удорожанию процесса.

Пример 10. Переработку же- 55 лезосодержащего отхода проводят nto предлагаемому способу в укрупненно- лабораторных условиях.

В реактор объемом 180 дм3 загружают 30 кг металлического железа

6

В реактор загружают 80 г обрези ( листового железа, заливают 1 л раствора сульфата железа (II) , содержащего 11 г/л Fe (II), нагревают до 50°С, при перемешивании добавляют 17,6 г железа (III) в форме яроэита (58,7 г)7 обеспечивая соотношение железа (III) к железу (II) в пульпе 1,6:1, продувают воздух в течение 47 ч со скоростью 10 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии 3,5.

Образовавиийся продукт фильтруют,

5 промывают, сушат. В результате получают 80 г железооксидного продукта, однородного по составу, с требуемым содержанием оксида железа (54 мас.%).

0 Выход продукта 135%.

На примере видно, что концентрация железа (II) в растворе 11 г/л, соотношение Fe (III) к Fe (II) 1,6, а также значение рН 3,5 обеспечива5 ет достижение поставленной цели.

Пример 9. Переработку железосодержащего отхода проводят по предлагаемому способу (в лабораторных условиях).

0 В реактор загружают 80 г обреэи листового железа, заливают 1 л раствора сульфата железа (II), содержащего 8 г/л железа (II), нагревают до 50 С, при перемешивании добавля-

ют 24 г железа (III) в форме ярозита (80 г), обеспечивая соотношение железа (III) к железу (II) 3,0:1, продувают воздух в течение 72 ч со скоростью 10 л/мин. Процесс ведут

при постоянном значении рН суспензии 3,2.

Образовавшийся продукт фильтруют, промывают, сушат. В результате получают 111 г железооксидного продукта

однородного по составу, с требуемым содержанием оксида железа (54,5 мас.%) Выход продукта 139%.

Из полученных данных видно, что поставленная цель достигается, однако процесс протекает крайне медленно, т.е. с низкой производительнос-

тью, что приводит к удорожанию процесса.

Пример 10. Переработку же- лезосодержащего отхода проводят nto предлагаемому способу в укрупненно- лабораторных условиях.

В реактор объемом 180 дм3 загружают 30 кг металлического железа

714329678

(обрезь тарного производства), заливают 100 л раствора сульфата железа

(II)с концентрацией железа (II)

35 г/л, нагревают до 65 С, при перемешивании добавляют 12 кг железа

(III)в форме ярозита (40 кг), обеспечивая соотношение железа (III) к железу (II) в пульпе 3,45:1, продувают воздух в течение 40 ч со скорое- Q ведут при постоянном значении рН тью 30 л/мин. Процесс ведут при пос- суспензии 2,7, компенсируя убыль расульфата железа (II) с концентрацией железа (II) 11 г/л, нагревают до 55 С, при перемешивании добавляют 7,26 кг железа (III) в форме ярозита (24,2 кг), обеспечивая соотношение железа (III) к железу (II) в пульпе 6,6:1, продувают воздух в течение 60 ч со скоростью 18 л/мин. Процесс

тоянном значении рН суспензии 2,7. Полученный продукт фильтруют, промывают, сушат. R результате получают 60 кг продукта, не однородного по составу, с содержанием оксида железа 59,3 мас.%, т.е. выше требуемого.

Выход продукта от отхода 150%.

Полученный продукт из-за высокой скорости образования и роста микрокристаллов оксигидроксида железа представляет собой механическую смесь соединений железа. Поставленная цель не достигается.

створа промводой от промывки продукта предыдущего опыта.

Полученный продукт отфильтровы- 15 вают, промывают, суиат. Маточный раствор и промывные воды используют для последующих опытов. В результате получают 31,7 кг железооксидного однородного по составу продукта с тре- 20 буемым содержанием оксида железа (56%).

Выход продукта от отхода 131%, Преимуществами предлагаемого способа переработки железосодержащих

Пример 11. Переработку желе- 25 отходов гидрометаллургического прозосодержащего отхода проводят по предлагаемому способу (в лабораторных условиях).

В реактор загружают 80 г обрези

листового железа, заливают 1 л раст-30 стоящих щелочных агентов и исполь- вора сульфата железа (II), содержа- зования дешевого, доступного реаген- щего 20 г/л железа (II) , нагревают та - металлического железа (отхода до 60°С, при перемешивании добавля- тарного и метизного производства),

ют 24 г железа (III) в форме ярозита (80 г), обеспечивая соотношение железа (111)к железу (II) 3,0:1, продувают воздух в течение 98 ч (со скоростью 35 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии 2,4.

Образовавшийся продукт фильтруют промывают, сушат. В результате получают 104 г готового продукта, однородного по составу, с требуемым содержанием оксида железа (54%).Выход продукта 130%, однако при этом резко снижается производительность процесса, что приводит к его удорожанию Поставленная цель не достигается.

Пример 12. Обработку железосодержащего отхода проводят по предлагаемому способу в укрупненно-лабо- раторных условиях.

В реактор объемом 180 дм3, снабженный металлической решеткой (ложным днищем),-загружают 20 кг металлического железа (обрезь тарного производства) , заливают 100 л раствора

ведут при постоянном значении рН суспензии 2,7, компенсируя убыль расульфата железа (II) с концентрацией железа (II) 11 г/л, нагревают до 55 С, при перемешивании добавляют 7,26 кг железа (III) в форме ярозита (24,2 кг), обеспечивая соотношение железа (III) к железу (II) в пульпе 6,6:1, продувают воздух в течение 60 ч со скоростью 18 л/мин. Процесс

створа промводой от промывки продукта предыдущего опыта.

Полученный продукт отфильтровы- вают, промывают, суиат. Маточный раствор и промывные воды используют для последующих опытов. В результате получают 31,7 кг железооксидного однородного по составу продукта с тре- буемым содержанием оксида железа (56%).

Выход продукта от отхода 131%, Преимуществами предлагаемого способа переработки железосодержащих

изводства цинка в сравнении с прототипом являются высокая экономическая эффективность за счет исключения расхода остродефицитных и дорого

высокий выход готового продукта, однородного по составу, переработка ярозита ведется по замкнутой бессточной технологии без выделения вредностей и побочных продуктов.

Формула изобретения

Способ переработки железосодержащих отходов гидрометаллургического производства цинка,включающий обработку отходов водным раствором реагента при 50-90 0, промывку и сушку готового продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода конечного продукта и удешевления процесса, обработку отходов ведут в водном растворе сульфата железа (II) с концентрацией железа 11-30 г/л в присутствии металлического железа при рН суспензии 2,7- 3,5 и соотношении в суспензии железа (III) к железу (II) (1,6-6,6):1 с продувкой кислородом воздуха, причем процесс ведут в течение 35-60 ч.