Способ извлечения цинка из кеков, содержащих феррит цинка Советский патент 1992 года по МПК C22B3/08 C22B19/00 

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к производству цинка из минерального сырья, в качестве материалов, содержащих феррит цинка, используют цинковые и свинцовые кеки.

Известен способ извлечения цинка из феррита в две и более ступеней. На первой ступени обработку ведут слабой серной кислотой с таким расчетом, чтобы содержание кислоты в растворе после декантации было более 5 г/л. На последней ступени обработку осадка с предыдущей стадии проводят раствором серной кислоты концентрацией 300 г/л. Способ позволяет повысить извлечение металлов.

Недостатками известного способа являются его многоступенчатость и применение высококонцентрированной серной кислоты (300 г/л).

Наиболее близким к изобретению является способ разложения цинкового кека, содержащего феррит цинка, серной кислотой концентрацией 180-210 г/л в течение 4 ч при соотношении ж:т (2,8-3,5):1 и температуре 90°С. Извлечение цинка в раствор составляет 88-90%.

Недостатками известного способа является использование серной кислоты высокой концентрации и недостаточно полное извлечение цинка.

Цель изобретения - повышение степени извлечения цинка и снижение затрат.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения цинка из ке- ков, содержащих феррит цинка, выщелачиванием их серной кислотой при 90°С, выщелачивание ведут с добавкой клинкера от вельцевания цинкового кека или кокса в количестве 50-200% от массы перерабатываемого сырья при концентрации кислоты 70-103,4 г/л, соотношении жидкого к твердому 10:1 в течение 4-6 ч.

Кеки, содержащие феррит цинка, и клинкер включают компоненты, %: цинковый кек крупностью 0,3 мм (82,5%); феррит цинка 60,2: цинк 16,4; ;железо 15,марганец 2,8; медь 1,8, свинец 4,5;

сл

с

2

ю ю VI

-ч

свинцовый кек крупностью 0,63 мм (100%); феррит цинка 44,7: цинк 8,8, железо 10,8, марганец 0,87, свинец 17,7;

клинкер крупностью 0,63 мм (100%); цинк 0,4; железо 21,1; марганец 0.9: медь 3,7; свинец 1,0; углерод 21,8.

Способ осуществляют следующим образом.

Навески кека (цинкового или свинцового) и клинкера (кокса) загружают в реактор с механическим перемешиванием. К смеси приливают раствор серной кислоты концентрацией 70-103.4 г/л, соблюдая соотношение ж:т - 10:1. Пульпу выщелачивают при 90 ° С в течение 4-6 ч, после чего фильтруют под вакуумом.

Пример 1.10 г цинкового кека и 20 г клинкера загружают в емкость с механическим перемешиванием: К смеси прибавляют 300 мл серной кислоты концентрацией 103.4 г/л и выщелачивают при 90°С в течение 6 ч, после чего пульпу фильтруют. Получают 285 мл фильтрата состава, г/л: Zn 5,9; Реобщ 20,1; Ре+2 19.3; N2804 62,8 и 18,3 г сухого кека. содержащего 1.6% цинка. Выход кека составляет 61,0%. Извлечение цин- ка в раствор 97,8% (по фильтрату) и 83,0% (по кеку).

Пример 2. Юг цинкового кека и 10 г клинкера загружают в емкость с механическим перемешиванием. К смеси добавляют 200- мл серной кислоты концентрацией 103,4 г/л и выщелачивают смесь 6 ч при 90°С, после чего пульпу фильтруют. Получают 185 мл фильтрата, содержащего, г/л: Zn 8,8; Реобщ. 17. 3: Ре4 16,8; H2SCM 61,3 и 10,5 г сухого кека, содержащего 2,6% цинка. Выход кека 52.5%. Извлечение цинка в раствор 96.9% (по фильтрату) и 83,8% (по кеку).

Пример 3.10 г цинкового кека и 20 г клинкера загружают в емкость с механическим перемешиванием. К смеси добавляют 300 мл серной кислоты концентрацией 69,5 г/л и выщелачивают смесь 6 ч при 90°С. после чего пульпу фильтруют. Получают 285 мл филырата, содержащего, г/л: Zn 6,5; Реобщ. 17,6; Ре42 17,3; H2S04 30,6 и 17,9 г сухого кека с содержанием цинка 1,7%. Выход кека 59,7%. Извлечение цинка в раствор соста вл яет 92,1 % (по фил ьтрату) и 82,3 % (п о кеку).

Пример 4. 10 г цинкового кека и 5 г кокса загружают в емкость с механическим перемешиванием. К смеси добавляют 150 мл серной кислоты концентрацией 102,2 г/л и выщелачивают смесь 6 ч при 90°С, после чего пульпу фильтруют. Получают 141 мл фильтрата, содержащего, г/л: Zn 11,3; Реобщ. 7,4; Ре42 1,2; H2S04 86,7 и 8,5 г сухого кека, содержащего 4,2% цинка. Выход кека

56,7%. Извлечение цинка в раствор 97,1% (по фильтрату) и 78,5% (по кеку).

Пример 5. Юг цинкового кека и 20 г кокса загружают в емкость, к смеси добэвляют 300 мл серной кислоты концентрацией 70 г/л и выщелачивают пульпу при механическом перемешивании 6 ч при 90°С, после чего пульпу фильтруют. Получают 285 мл фильтрата, содержащего, г/л: Zn 5,4; Реобщ.

0 3,6; 0,6; HaSO/i 61.0 и 23.0 г сухого кека, содержащего 1,6% цинка. Выход кека 76,7%. Извлечение цинка в раствор 93,8% (по фильтрату) и 77,6% (по кеку).

Пример 6. Юг свинцового кека и 10

5 г клинкера загружают в емкость, к смеси добавляют 200 мл серной кислоты концентрацией 72,1 г/л и выщелачивают пульпу при механическом перемешивании 6 ч при 90°С, после чего пульпу фильтруют. Получают 183

0 мл фильтрата, содержащего, г/л: Zn 4,9; Реобщ. 15,6; Ре+2 15,2; H2S04 44,8 и 11,8 г сухого кека, содержащего 1,0% цинка. Выход кека составляет 59,0%.Извлечение цинка в фильтрат 97,5% (по фильтрату) и 87,2%

5 (по кеку).

Пример 7. Юг свинцового кека и 5 г клинкера загружают в емкость; к смеси добавляют 150 мл серной кислоты концентрацией 103,4 г/л и выщелачивают пульпу при

0 механическом перемешивании 6 ч при 90°С, после чего пульпу фильтруют. Получают 148 мл фильтрата, содержащего, г/л: Zn 5,9; Реобщ. 12.6; Ре+29,5: Н250/ 82,би8,3г сухого кека с содержанием цинка 1,65%. Выход

5 кека 55,3%. Извлечение цинка в раствор 97,0% (по фильтрату) и 84,8% (по кеку).

Пример 8. Юг свинцового кека и 10 г клинкера загружают в емкость, к смеси

0 добавляют 200 мл серной кислоты концентрацией 103,4 г/л и выщелачивают пульпу при механическом перемешивании 4 ч при 90°С. после чего пульпу фильтруют. Получают 185 мл фильтрата, содержащего, г/л: Zn

5 4,9; Реобщ. 14.7; Ре+2 14,6; H2S04 73,4 и 14,8

г сухого кека, содержащего 0,82% цинка.

Выход кека 74,0%. Извлечение цинка в рас, твор 98.5% (по фильтрату) и 86.8% (по кеку).

0- Пример 9. Юг свинцового кека и 20 г клинкера загружают в емкость, к смеси добавляют 300 мл серной кислоты концентрацией 69,4 г/л ,и выщелачивают в течение 6 часов при 90°С, после чего пульпу фильт5 руют. Получают 286 мл фильтрата, содержащего, г/л: Zn 3,1; Реобщ. 16,8; Ре+2 16,5; H2S04 43,0 и 19,5 г сухого кека, содержащего 0,65% цинка. Выход кека 65,0%. Извлечение цинка в раствор 92,3% (по фильтрату) и 86,8% (по кеку).

Результаты по выщелачиванию кеков по предлагаемому способу представлены в таблице.

Из таблицы видно, что пои выщелачивании цинкового кека по предлагаемому спо- собу серной кислотой концентрацией 70-103,4 г/л с добавкой клинкера или кокса в количестве 50-200% от массы перерабатываемого сырья извлечение цинка в раствор выше на 7,3-11,3% (по фильтрату) и на 4,9-12,7% (по кеку) по сравнению с известным способом.

При выщелачивании свинцового кека по предлагаемому способу с добавкой клинке- ра или кокса в количестве 50-200% от массы кека извлечение цинка в раствор на 8,8- 13,4% (по фильтрату) и на 5,6-13.2% (по кеку) выше по сравнению с известным способом.

Таким образом, предлагаемый способ повышает извлечение иинка в раствор и приводит к снижению затрат на антикоррозионную защиту оборудования, так как позволяет использоватьменее концентрированную серную кислоту (70- 103,4 вместо 200,5 г/л).

Формула изобретения Способ извлечения цинка из кеков, содержащих феррит цинка, включающий выщелачивание их серной кислотой при 90°С, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения цинка и снижения затрат, выщелачивание ведут с добавкой клинкера от вельцевания цинкового кека или кокса в количестве 50-200% от массы перерабатываемого сырья при концентрации кислоты 70-103,4 г/л, соотношении жидкого к твердому 10:1 в течение 4-6 ч.

Использование: производство цинка из минерального сырья . Сущйость: цинковые кеки, содержащие феррит цинка, выщелачивают серной кислотой при повышеннойтемпературе,причем выщелачивание ведут с добавкой клинкера от вальцевания цинкового кека или кокса в количестве 50-200% от массы перерабатываемого сырья при концентрации кислоты 70-103,4 г/л, соотношении жидкого к твердому 10:1 в течение 4-6 ч. 1 табл.

Цинковый кек

Примечание. Температура во всех опытах .