Способ извлечения цинка из комплексных сернистых руд, сульфидных концентратов и т. п. помощью серной кислоты

ьству А. Е, Мановеода (заяв. свид, М способа извлечения цинка в с ним серы в виде сероводкислоты на необожяенные К авторскому свидет О выдаче авторского свидетельст Большею частью цинк встречается в природе в виде цинковой обманки, содержащей, на ряду с сернистым цинком, другие сернистые металлы - железо, медь, свинец и т. д. Существующие методы переработки таких руд исходят обычно из обжига с прямой отгонкой окиси цинка или же с отгонкой металлического цинка при восстановлении окиси углем, или же применяется нагрев обманки с железом или с известью и углем в целях удержания серы. В случае применения электролиза цинка обманка после обжига до окиси выщелачивается обычно серной кислотой, причем в раствор переходят, в виде сернокислых солей, цинк, железо и медь. Если темпе. ратура обжига превышала 650, то часть цинка остается не извлеченной в виде феррита цинка. Для электролиза раствор должен быть освобожден от железа и меди, что достигается прибавлением со. ответствующих количеств известняка и металлического цинка в виде стружки.Согласно предлагаемому способу обработку ведут при температуре 140 - 155 серной кислотой крепостью до 65%.По сравнению с известными способами, при работе по новому способу исключается операция обжига и делается возможным обрабатывать коллективные концентраты, т. е. общие концентраты ЙНИЕвиде сульфата и связанной рода при действии серной сульфидные концентраты. го, заявленному 7 июня76796),опубликовано 31 марта 1935 го металлов, отделенные от пустои породы и содержащие в себе 97 - 99 ОО всех металлов руды; кроме того устраняются потери цветных и благородных металлов, достигающие в среднем 50 оо от всех металлов, извлекаемых из руды, если переработка ее ведется путем селективной флотации, не дающей полного извлечения и четкого разделения металлов, что влечет указанные громадиые потери как при флотации, так и при дальнейшей обычной металлургической переработке селективных концентратов, Полученная сера, связанная с цинком, в виде концентрированного сероводородного газа может быть почти полностью утилизирована путем переработки на серу, 50, или Н,50 и наконец, имеется возможность повысить выработку всех металлов до 90/, от их содержания в коллективном концентрате и таким образом удешевить цветные металлы и серу.При осуществлении предлагаемого способа содержащие цинк в виде цинковой обманки или комплексных сульфидов цинка с другими металлами концентраты, руды и т. п, подвергают в измельченном (сообразно величине зерна минералов) состоянии, без обжига, действию серной кислоты при температуре не свыше 150 в 1, доводя однако температуру не менее чем до 140, причем за времяот 15 минут максимум до 1 - 2 часов (смотря по роду материала и измепьчению) может быть достигнут на 90 - 100% переход цинка в сульфат, а связанной с ним серы в сероводород, по реакции:= ЕпЯО, + НЯ а сц нуль калорий, Для полноты реакции следует брать избыток серной кислоты против теоретического от 1,1 до 2,0 кратного, как максимум; обычно бывает достаточно 1,25 - 1,5 кратного количества серной кислоты против теоретического, чтобы полностью извлечь цинк, в особенности, если к концу реакции, когда еще не вскрытые частички руды облеппяются сульфатом цинка, производить увлажнение массы водой или паром. Естественно, что реакция ускоряется при размешивании, Она практически начинается уже при 60 - 80 (в соответствии с материалом, его измельчением и с крепостью кислоты). Холодная и слабая серная кислота, моментально растворяющая чистый свеже осажденный сернистый цинк, значительно труднее действует на сухой и полежавший и почти совершенно не действует на сернистые руды, содержащие цинковую обманку или комплексные минералы, содержащие сульфид цинка вместе с супьфидами других металлов.Пример 1. На 10 г измельченной карпушинской руды с содержанием 48% цинка действовали 49 г моно гидрата серной кислоты в виде 38 кислоты (т, е. 6 - 7- кратным избытком серной кислоты) на холоду, в течение 33 дней. Выщепочено 4,9% цинка от всего цинка, бывшего в руде.Пример 2. Кислотой той же кре. пости и в том же избытке при температуре кипения ее (около 113) выщелочено 85,5% от всего цинка за 12 часов воздействия.П р и м е р 3. При действии того же количества серной кислоты, но в виде 63%-ной при 113 за 4 часа извлечено 52,6% цинка.Пример 4. При действии 19,35 г моногидрата серной кислоты в виде 63%-ной кислоты при температуре 140 - 150 за 2 часа извлечено 93,4% цинка.При очень бедных или при чрезвычайно иелко кристаллических агрегатах,в особенности комплекснь 1 х попиметай лических рудах, для полноты извлечения оказывалось необходимым измельчение порядка, 150 - 200 меш, т. е. не больше, чем дпя флотации,Рядом опытов с вариацией всех условий над различными сульфидными рудами, содержащими цинк, медь, свинец, железо, благородные металлы и т. д., было установлено, что при надлежащем измельчении руды извлечение наиболее полно и скоро происходит при действии камерной кислоты, т. е. кислоты 60 - 65/ю-ной. Можно брать и более слабую, например, 10, 20, 30, 40, 50%-ную кислоту, Но в этом случае дпя полноты выщелачивания надобно выпаривать или отгонять при кипении излишнюю воду, теряя, кроме топлива, значительное время, Согласно тем же опытам даже дпя наиболее упорных, трудно вскрываемых концентратов и руд извлечение дости. гается не долее, чем за 2 часа, если температура реакции поддерживается не менее, чем четверть или полчаса на уровне 145 - 155,Применение кислоты крепче б 5%-.ной и температуры выше 155 влечет за собой наступление реакций:2 НЯ 04 = ЕпЮ+ 2 НО+ 3(2 п 5) + 4 Н,50 = ЕпБО, +4 Н,ОФ 4 Ю,Здесь уже не выделяется сероводо. род (или точнее он окисляется серной кислотой до серы ипи до сернистого газа), а происходит сульфатизирующий обжиг, притом не только цинковой обманки или другого комплексного мине. рала, ее содержащего (обозначаемого условно через ЕпЯ), но и всех других сульфидов металлов - железа, меди, свинца и т. д., которые при этом переходят полностью или частью в сульфаты, остающиеся большей частью не раство. ренными в серной кислоте.При правильных общих дпя всех исследованных сульфидных концентратов, руд и т. и. условиях, определяемых максимально допустимыми температурой (155) и крепостью кислоты (65,), сероводород еще окисляется незначительно. В то же время удается выщелачивать быстро и селективно весь цинк (с небольшими количествами железа, ибо Реб., в такой серной кислоте нерастворимо), не тронув при этом остальных тяжелых и благородных металлов, как нерастворимых и осаждаемых сероводородом в кислом растворе. Таким образом после удаления сероводорода и растворения сульфата цинка водой остаток сульфидов прочих металлов является обогащенным и пригодным для дальнейшей обработки, Наконец, этим путем удается почти всю серу, связанную с цинком, получить в виде сероводорода, легко, как известно, переводимого сожиганием или взаимодействием с 50 а в элементарную серу высо. кой степени чистоты и весьма дешевую.Температурная граница в 155 является основным обязательным условием. Кислота может быть взята и крепче б 5% что однако дороже), но при этом уже значительная часть сероводорода будет разложена и ькислена дои до 30.например, по уравнению:Н,5+ Нг 50, = 2 Н.,О + 5+ 50 ги трудно изсежать перехода в раствор части тяжелых металлов, особенно меди, кадмия и др., что в свою очередь, усложняет очистку цинковых растворов (для электролиза),Предмет изобретения.Способ извлечения цинка в виде сульфата и связанной с ним серы в виде сероводорода при действии серной кислоты на необоженные сульфидные концентраты, руды и т. и., содержащие на ряду с цинком также железо, медь и другие цветные и благородные металлы, отличающийся тем, что обработку ведут при температуре 140 - 155" серной кислотой крепостью до б 5%.