Способ гидрометаллургической переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо

(51) С 22 ВЗ СПИ БРЕТЕНИЯ ИЕ И И ПАП.Н Хапви В 123248к. 1972426431 щ за м; и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЦТИ(72) Юсси Калеви Растас,Сигмунд Педер Фуглеберг,Септо Олави Хеймала, Стиг-Эрихольм и Яакко Тейе Илмари Пой(56) 1, Патент Норвегиикл. С 22 В 19/26, опубли2. Патент Австралии 9кл. 142, опублик. 1968,(54) (57)1. СПОСОБ ГИДРОИЕТАЛПУРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕРАБОТКИ СЬРЬЯ, СОДЕРЖЬЩЕ ГО ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ И ЖЕЛЕЗО, включающий вьпцелачивание сырья растворо серной кислоты при повьппенной тем 801 165238 пературе, отделение раствора и его очистку от железа и других примесей с последующей переработкой полученных продуктов известными способами и возвратом оборотной кислоты на стадию вьпцелачивания, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью защиты окружающей среды от вредных отходов производства, раствор после очистки от железа подвергают выпариванию-кристаллизации и отделяют полученные сульфаты металлов от маточного раствора.2. Способ по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что выщелачиваиие цинксодержащего сырья раствором сер-: З ной кислоты ведут в присутствии ионов аммония или щелочи.3, Способ по п. 1, о т л и ч а ю-.и й с я тем, что очистку от желе.ведут в автоклаве при 140-250 Сконцентрации серной кислоты в растворе 5-150 г/л.1 аейванию-кристаллизации и отделяютполученные сульфаты металлов от маточного раствора.Очистку от железа ведут в автооклаве при 140-250 С и концентрациисерной кислоты в растворе 5-150 г/л,а выщелачивание цинксодержащегосырья раствором серной кислоты ведут в присутствии ионов аммония илищелочи.Сущность способа заключается вследующем,После выщелачивания сырья сильной.кислотой (50-100 г/л серной кислоты) раствор подают без нейтрализации в автоклав, где бЬльшая частьжелеза, присутствующего в растворе,выделяется в виде основного сульфата (РеЗООН). Затем раствор выпаривают и охлаждают, нри этом сульфаты металлов вьщеляются из раствора,После отделения соли маточный раствор возвращают на стадию выщелачивания сильной кислотой. Кислота маточного раствора используется для выщелачивания исходного сырья и после выщелачивания железо, оставшееся врастворе, циркулирует с железом,растворенным из исходного сырья, в1 автоклав, где вьщеляется большаячасть железа, Во время выриваниякристаллизации большая часть цветных металлов, содержащихся в раство.ре, выделяется в виде соли. Соль,почти свободную от кислоты и железа, получают путем промывки. Послеэтого соль можно растворить в водеи полученный раствор нейтрализоватьнебольшим количеством нейтрализующего вещества. Нейтрализованный раствор затем подают на стадию очистки Концентрация железа в растворе,подаваемом в автоклав, составляет100 г/л больше. Так как железо циртельно полностью выделять из раствора, Количество железа, выделяемого в одном цикле процесса, составляет 70-80 г/л. Вьщеленное железо подвергаюттермическому разложению, котороепроводят при 650-750 С и при этомприменяют уголь или пирит. Сольжелеза разлагается с образованиемгематика Ре О 3 и газообразныхокислов серы. Газ подают в котелутилизатор тепла отходящих газов 1 1165238 гИзобретение относится к гидроме=таллургии цветных металлов, в частности к способам переработки сырья,содержащего цветные металлы и железо,Известен способ гидрометаллургической переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо, например ферритов цинка, включающий выщелачивание ферритов сильной кислотой и предварительную нейтрализацию 10и осаждеиие ярозита .Я .На стадии предварительной нейтрализации свободная кислота нейтрализуется вплоть до точки осажденияярозита при помощи продукта обжига, что усложняет процесс. Крометого, нерастворимые компоненты про-,дукта обжига,.оставшиеся в осадкеярозита, загрязняют осадок и такоесырье непригодно для получения железа. Осадок. необходимо .подавать научасток промывки, при этом тяжелыеметаллы (цинк, кадиий, медь), растворимые в воде, представляют опасностьдля окружающей среды. 25Наиболее близок к изобретениюспособ гидрометаллургической переработки сырья, содержащего цветныеметаллы и железо, включающий выщелачивание сырья раствором серной кисло.ты при повышенной температуре, отделение раствора и его очистку отжелеза и других примесей с последующей переработкой полученных продуктов известными способами и возвратомоборотной кислоты на стадию вьпцела 35чивания 12 .Однако при применеии указанногоспособа не удается избежать потерьценных металлов и в процессе егообразуется значительное количествозагрязняющих отходов. и затем на электролизЦель изобретения - защита окружающей среды от вредных отходов производства.Поставленная цель достигается тем кулирует в цикле, то его необязачто согласно способу гидрометаллур гической переработки сырья, содержащего цветные металлы и железо, включающему выщелачивание сырья раствором серной кислоты при повышеннойтемпературе, отделение раствора иего очистку от железа и других приме.сей с последующей переработкой полученных продуктов известными способами и возвратом оборотной кислоты настадию выщелачивания, раствор послеочистки от железа подвергают выпари1165 0 и затем через стадию газоочистки,в установку обработки серной кислотой,Вьщеленное железо можно подвергнуть термическому разложению или обработать основанием,На стадии выщелачивания можноиспользовать как .оборотную кислотупосле электролиза, так и чистуюкислоту, разбавленную водой.П р и м е р. Ферритовое сырьес содержанием, %ф цинк 14,2;медь 7,0свинец 16,1; железо 32,5; серебро 300 и золото 30 частей на мил лион, подавали со скоростью 308 кг/ч 15на стадию выщелачивания. Продолжительность выщелачивания б ч и температура 95 С. Концентрация сернойкислоты в растворе в конце вьпцелачивания 90 г/л. После вьпцелачива Ония отделили раствор от твердогоостатка. Состав промытого и высушенного остатка: свинец 49,8,серебро 970и золото 102 части камиллион; Концентрация железа в растворе, идущем 25в актоклав для вьделения железа,составила 62,6 г/л, меди 16 г/ли цинка - 61 г/л. Стадию вьщеленияелеза проводили при 205 С в течеоние 2 ч, Вьщеленное железо отделили ЗОот раствора. Скорость выделенияжелеза составляла 307 кг/ч, а егоконцентрация - 32,5%. Концентрациясерной кислоты в растворе, подаваемом выпаривание-кристаллизацию, составляла 127 г/л, а железа - 21 г/л.Температура на стадии "Выпариваниекристаллизация" 74 оС. Концентрацияцинка, меди и железа в отделеннойи слегка промытой твердой фазе составляла соответственно, %; 25,0,6, 1 и 0,7. Скорость подачи раствора со стадии "Выпаривание-кристаллизация" после отделения кристалловиа стадию выщелачивания сильной . 45кислотой равнялась 0,89 м/ч, аконцентрация в растворе серной кислоты, железа, цинка и меди соответственно, г/л: 43 54, 65 и 18,5.Кристаллический осадок подвергали 50вьпцелачиванию в воде, рН растворапри этом регулировали путем добавки продукта обжига цинка в пределах2-3.Концентрация цинка в растворе, 55свободном от твердных частиц, составила .131 г/л, меди - 29,3 г/л. Медьотделили от раствора цементацией 238 4на порошке цинка, Раствор, свободны от меди, после дополнительной очистки подвергали электролизу. Выход цинка и меди из процесса составил 99,7 и 99,8% соответственно.П р и м е р 2. 1000 кг продукта обжига цинка подавали на стадию выщелачивания нейтральным растворителем. Состав продукта обжига цинка, %: цинк 58,0, железо 10,0; свинец 3,0; кадмий 0,22,. медь 0,54; серебро 0,0085.Время вьпцелачивания 2 ч при рН= 2,5. Твердые частицы и раствор разделили, Состав твердого, %; цинк 17,0; железо 19,5, свинец 5,3. Твердое вещество подавали на стадию вьпцелачивания сильной кислотой. Время выщелачивания 10 ч, температура 95 С. Концентрация серной кислоты в конце вьпцелачивания 80 г/л. Твердое вещество и раствор разделили. Концентрация свинца в промытом и высушенном остатке от выщелачивания составляет 4,5, а серебра - О, 13%, Состав раствора, подаваемого в автоклав для выделения железа: цинк 99 и железо 100 г/л. Железо выделяли при 200 С в течение 2 ч. Выделенное железоотделили от раствора. Количество промытого и высушенного железа составило 3,5 кг, причем концентрация железа в нем 32,7%, Кон- . центрация серной кислоты в растворе, подаваемом из автоклава на выпаривание-кристаллизацию, равнялась 151 г/л концентрация железа 20,5, цинка 100 г/л. На стадию выпаривание-кристаллизация подавали 2 мз оборотной кислоты с концентрацией серной кислоты 180 и цинка 60 г/л. Конечная температура на стадии выпаринаиие- .кристаллизация 80 С. Состав осадка,оотделенного кристаллизацией, %3 цинк 23,4, железо 1,1, серная кислота 18,5. Непромытые кристаллы подана. ли в нейтральный раствор. Маточный раствор со стадии выпаривание-кристаллизация" с содержанием 690 г/л серной кислоты, 40,6 г/л цинка и 22,3 г/л железа в количестве 0,76 мз возвратили на стадию выщелачивания сильной кислотой, Выделенное в авто- клаве железо подвергали термическому разложению при 710 С. Образовавшийся газ 30 подавали в плавильную установку, а полученный гематит промывали водой и отделяли фильтрова1165238бмышленного значения и опасные дляокружающей среды, не образуются, Осадок от выщелачивания сильной кислотой может быть использован как сырьев, другом процессе (например, в процес.се получения свинца), а промытаяокись железа (полученная в результате термического разложения, гидротермического разложения или обработкиоснованием) может быть использованадля получения железа,вием. Промывную воду подавали на стадию выщелачивания нейтральным растворителем, Отстоявшийся нейтральный.раствор, после очистки подавали на злектролиз цинка. Выход цинка из про-цесса 99,63.По сравнению с известными предложенный способ имеет следующие преимущества.Необходимость в нейтрализации 1 О небольшая и осадки, не имеющие проФилиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Составитель А,ВажинаРедактор М,Келемеш Техред З.Палий Корректор Г.РешетникЗаказ 4201/57 Тираж 583 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо.делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5