Способ переработки растворов,содержащих сульфат цинка Советский патент 1984 года по МПК C22B19/22 

00 с

00

ел

о:

00

Изобретение относится к области гидрометаллургии цинка и может быть использовано для вывода их технологического цикла избыточного количества воды и вредных неосаждаемых примесей (щелочные металлы, магний, марганец, хлор, фтор)у а также для регенерации промывных вод и органи зации промывки осадков цинкового производства (цинковые и свинцовые кеки) в замкнутом цикле, т.е. с водооборотом.

Наиболее близким по технической сути к изобретению является способ переработки растворов, содержащих сульфат цинка, включающий водооборо и вывод растворов с неосаждаемыми примесями из гидрометаллургического цикла С13 .Известный способ ограничивает степень промывки кеков цинкового производства от маточного раствора.

Цель изобретения - сокращение затрат на поддержание водного баланса и на снижение рециркуляции неосаждаемых примесей.

Поставленная цель достигается . тем, что в известней способе переработки растворов,- содержащих сульфат цинка, включающем водооборот и вывод растворов с неосаждаемыми примесями из гидрометаллургического цикла, перерабатываемые растворы смешивают с материалом, содержащим активную окись цинка, при температуре от до температуры кипения раствора и молярном отношении окиси цинка к цинка, равном 3,1-4, и часть раствора с неосаждаемыми примесями используют для промывки кеков цинкового производства.

Сущность способа состоит в том,, что активная техническая окись цинка в горячих растворах взаимодействует с сульфатом цинка.

Окись цинка осаждает из раствора не только цинк, но и -те примеси, которые осаждаются при рН .. 5,0-5,5, а те примеси, которые осаждаются при большем рН, остаются в растворе Вывод воды и неосаждаемых примесей по данному способу рационально осуществлять из очищенного нейтрального цинкового раствора.

При глубокой водной промывке кеков цинкового производства водный баланс поддерживают непосредственно регенерацией промывных вод данным способом, так как в этом случае не требуется глубокого осаждения цинка из раствора.

На чертеже представлена технолог ческая схема осуществления предлагаемого способа в трехстадийном вариате.

Условия осуществления способа определяются, следующим.

Повышение начального содержания ZnSO, в растворе и избытка ZfiO против стехиометрического количества увеличивает степень осаждения ZnSO . Это делает рациональным осуществление регенерации промывной воды путем стадиального противоточного в,заимодействия ZnO с промывным раствором, чем выше начальная концентрация промывной воде и чем меньше

0 заданная остаточная концентрация ZnSO в регенерированной воде, тем большим должно быть число стадий. Число стадий можно сократить, если направить часть регенерированной

5 промывной воды в рецикл на разбавление поданной на регенерацию промывной воды.

С учетом изложенного выше и реально возможных содержаний-ZnSO в промышленных растворах, а также рациональных пределов обеднения растворов по цинку для поддержания водного баланса при регенерации промывных вод достаточно двух стадий-, а при выводе воды и неосаждаемых примесей

на сброс из концентрированных нейтральных растворов может быть достаточно трех или четырех стадий противоточного взаимодействия раствора с ZnO Но при надлежащем аппаратурном оформлении процесса взаимодействия (фильтрационная промывка кеков, скоростное механизированное разделение пульп) число стадий выгодно увеличить, так как это резко

5 сократит объем баковой аппаратуры.

Чем выше температура раствора,тем полнее осаждение цинка из него на окиси цинка. При температуре меньше 70 сильно уменьшается степень

0 осаждения цинка.

Избыток окиси цинка необходим для достижения достаточной полноты осаждения цинка, однако, чем меньше избыток окиси цинка, тем выше выход рес генерированной воды из промывной воды. Чем меньше стадий противоточного взаимодействия ZnO с промывной водой и чем ниже заданное остаточное содержание ZnSO в регенерированной воде, тем больший избыток ZnO

0 нужен ПО сравнению со стехиометрическим расходом, соответствующим мольному отношению ZnO/ZnS04 3,0. Исследования показали, что в зависимости от указанных выше усло-5 ВИЙ необходимый избыток ZnO находится в пределах мольного отношения ZnO/ZnSO 3,1-4,0.

При осуществлении способа выводится или регенерируется не вся

0 вода, часть ее связывается в об.разующийся гидрооксосульфат ZnSO. 3Zn(OH2)-« 4H.jO и захватывается осадком последнего, в виде маточника.-Невыводимая часть воды

5 тем меньше, чем меньше концентрАция цинка в растворе, и чем меньше избыток окиси цинка. Гидроксосульфат цинка легко раст ворим в слабокислых растворах (рК 4,5), поэтому осадок от взаимо действия вельцокиси с раствором ZnSO можно направить как оборотный продукт на нейтральное выщелачивание. Осаждение растворенного цинка вельцокисью происходит быстро (в лабораторных опытах осаждение практичесчи завершается за 5 мин агитации в колбе на 1 л) Для усреднеОдностадийное взаимодействие ци различ ния пульпы перемешиванием в промышленном агитаторе требуется больше, чем 5 мин, поэтому длительность операции определяется временем достижения однородности пульпы. Примеры осуществления способа. 1. Примеры влияния условий на степень осаждения ZnSO при взаимодействии промышленного сульфатного цинкового раствора с вельцокисью. .Содержание цинка: в растворе 131,3 г/л, в вельцокиси - 63,2% (в расчетах весь,цинк в вельцокиси отнесен к ZnO). . Т а б л -и ц а 1 го раствора с вельцокисью при словиях

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ СУЛЬФАТ ЦИНКА, включающий водооборот и вывод растворов с неосаждаемьвли. примесями из гидрометаллургического цикла, отличающийся тем, что, с целью сокращения затрат на поддержание водного баланса и на снижение рециркуляции неосаждаеких примесей/ перерабатываемые растворы смешивают с материалом, содержащим активную окись цинка-, при температуре от 70 С до температуры кипения раствора и молярном отношении окиси цинка к сульфату цинка, равном 3,1-4, и часть раствора с неосаждаемыми примесями используют для.промывки кеков цинкового производства.

Исходные Продукты

2,6 : 1 Вторая стадия Вальцокись7,83 кг 63,2% Фильтрат (от 1-й стадии) 127 л 8,1 г/л Оборотная пульпа35,8 л Регенерированная промвода 92,2 л 2,2 г/л

Из таблицы видно, что при содержании в промьга ной воде 15 г/л Zn и заданном молярном отношении ZnO/ZnS04 3,3 регенерировано 92,2% промывной воды, а содержание цинка в ней снижено.до 2,2 г/л или на 85,3% от .исходного.

Обычно в цинковом кеке содержитс 30-35% маточника с С2 120-135 г/л Примем, что маточника 35% с С2п 130 г/л.

Для получения промьшной воды с 15 г/л необходимо на промывку кека путем репульпации и фильтрации подать регенерированной воды из расчета на Ж:Т 3,2:1, При этом будет извлечено в промывную воду 92,2% водорастворимого цинка (в кеке содержится водорастворимого цинка 30-49 кг/т).

Если при тех же исходных условиях, которые выбраны в приведенном

Материальные потоки и их составы при осуществлении Первая стади Исходный раствор исходные Оборотная пульпа Продукты Фильтрат Конечный кек Вторая стади Вельцокись Исходные Фильтрат (от 1-й стадии) Оборотный раствор (от 2-й стсшии) I Продукты Оборотная пульпа Оборотный осветленный раствор76,8 л Осветленный раствор на сброс23,2 л

В результате двухстадийной протк воточной обработки нейтрального цинкового раствора вельцокисью на Сброс направляют 23,2 л вода, с которой выводят 0,57% , содержащегося в исходном растворе. Степень осаждения при этом сосчавляет, % отн.t Zn 97,5, Cd 71,4, .

примере двухстадийной регенерации воды, т.е. 100 л промывной воды с C2f, 15 г/л и 7,83 кг вельцокиси, проводить ее в три стадии, то концентрация цинка в регенерируемой воде снизится до 0,23 -г/л, а промывной воды хватит на промывку боль шего количества кека из расчета на Ж:Т 1,89:1.

Исходный производственный сульфатный раствор содержит, г/л:

Zn 130,0, Fe 2,7, Си l,0,Cd 1,05, As 0,016, Sb 0,0ie.

Раствор обрабатывают вельцокисьюпо двух- и трехстадийному варианту fZnO/ZnS04 3,3, т.е. 110% стехиометрически необходимого).

Т а б л и ц а способа 100 -л 325,2 280 Ji 176,9 67,88 76,8 л 325,2

Fe 22,2, Си, As, Sb - осаждаются практически полностью, анионк CI и

F - почти не осаждаются, не осаждаются Мп, Na, К, Mg. Доизвлечь из сбросной воды цинк и кадмий .можно содовым доосаждением или сорбционно, или третьей стадией осаждения вельцокисью. 130 г/л 22 г/л 0,4 3 1 63,2% 22 г/л 3,2 г/л 2,6 I 1 3,2 г/л 3,2 г/л