Способ переработки сульфидных цинковых материалов

ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н ОАТЕНТУ в СНА 1" 3867263/00, 1975. ТКИ СУЛЬЬИ НЫ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(71) Государственный научно-исследвательский институт цветных металло(73) Челябинский электролитный цинвый завод им. С,И,Кирова56) Зегикман А,Н. и др. Металлургредких металлов. И Металлургия,1978, с, 481,Патент 8,кл. С 22 В(57) Использование: гидрометаллур ческая переработка сульфидных цин Изобретение относится к гидроме" таллургической переработке сульфидных цинксодержащих материалов, в частности материалов, в которых присутствует индий.Известный способ переработки цинковых материалов, содержащих индий, основан на пирометаллургическом окислительном обжиге цинковых концентра" тов (в большинстве случаев в печах КС), выщелачивании цинкового огарка в негерметичной аппаратуре, электро" лизе цинка из сульфатных растворов и вельцевании оставшихся от выцелачи" вания цинковых кеков. Содержащийся в цинковом концентрате индий в этом содержащих материалов, в частностиматериалов, в которых присутствует индий. Сущность: сульфидные цинковыематериалы, преимущественно индийсодержацие, подвергают автоклавномуокислительному сернокислотному выщелачиванию при повышенной температуреи под давлением кислорода и добавлении в раствор исходной пульпы катионов натрия, калия или их смеси в количестве, обеспечивающем концентрацию этих катионов 2-6 грамм на литр,с йоследующим разделением выцелоченной пульпы на раствор, а кек подвергают обработке при перемешивании раствором серной кислоты при молярномотношении вводимой кислоты к натрию,калию или их смеси в кеке выше 6 итемпературе 90-100 С. 1 з,п. Ф-лы,2 табл. случае распределяется между раствором от выщелачивания огарка, вельц- Э окисью и клинкером. Большая его часть ЬЭ (примерно 603) переходит в вельц окись, затем в раствор от ее выщела" (д) чивания, который и служит источником Ч 0 получения этого металла. Сквозное извлечение индия невелико и составляет 40-604, Кроме того, этот способ экологически вреден: наиболее неблагополучные переделы - окислительный обжиг и вельцевание кеков,Наиболее близким предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки сульфидного цинково; о ма 1 ериала по которому измельченный концентрат выщелацивают серной кислотой (мольное отношение кислоты к цинку 1,0-1,2) при давлении кислородао 0,035-0,7 ИПа и температуре 125-175 С с добавлением в качестве поверхностно-активного вещества одного из лигнинов, лигносульфонатов, танинов или солей алкиларилсульфокислоты. Полу ценную пульпу разделяют на твердую и, жидкую фазы, затем раствор и кек направляют в действующее производство на дальнейшую переработку, Раствор поступает на операции нейтрализации остаточной кислоты и осаждения железа. Обычно это делается путем контакта раствора с цинковым огарком и кислородом, цто уменьшает содержание кислоты до 1-5 г/л и определяет выпадение железа.При переработке по известному способу цинковых материалов, содержащих индий, последний в зависимости от режима выщелачивания на 50-853 перехоисходное мольное отношениекислоты к цинку соотношение фаз в загружаемойпульпе сульбитное число (аэрационная характеристика авто.клава парциальное давление кис- лорода расход поверхностно-активного вещества продолжительность выщелацивания Переход в раствор основных компонентов составил (Ф) цинка 95-99,5, железа 10-30, меди 40-50, индия 50- 85. Концентрация индия в растворе 15- 20 мг/л.Таким образом, недостатком известного способа является распределение индия по фазам окисленной пульпы, что обусловливает низкое извлечение его из индийсодержащего цинкового сульфидного материала.Целью предполагаемого изобретения является повышение извлечения индия,дит в раствор и затем при нейтрализации пульпы распределяется между Фазами (примерно 801 переходит в кек и 204 остается в "растворе). Такое распределение индия обусловливает "размазывание" его по продуктам и снижает возможность высокого извлечения. Исследования и расчеты с учетом фактических данных показывают, что выход индия в раствор, поступающий на его извлечение в готовую продукцию, от поступившего на автоклавное выщелачивание составляет не более 60-65,Так, при проведенной нами в соответствии с прототипом серии опытов по автоклавному выщелачиванию цинкового концентрата (состав; мас,Ф: цинк 45,3-45,8, железо 107-11,6, медь 0,88-0,93, свинец 0,28-0,75, кадмий 0,12-0,16, сера 34,4-35,2, индий 0,007-0,010) в горизонтальном автоклаве объемом 25 л в режиме, усредненные параметры которого составляли: 1 ПАВ = 0,3-0,5 Жот веса загружен,конц,Поставленная цель достигается тем, цто в известном способе переработки сульфидных цинковых материалов, преимущественно индийсодержащих, включающем автоклавное окислительное серно" кислотное выщелацивание пульпы измельценного материала при повышенной температуре и под давлением кислорода, разделение пульпы на раствор и кек, согласно предложенному способу, выщелачивание ведут при добавлении в раствор исходной пульпы катионов натрия, калия или их смеси в количествеобеспечиваоцеи их концентрацию 26 грамм на литр, а кек обрабатываютпри 90-100 С и перемешивании раствоором серной кислоты при мольном отноыении вводимой кислоты к натрию, калию или иэ смеси в кеке выше 6,Приведенный ниже пример иллюстрирует возможности заявляемого способа,П р и м е р, Исходный цинковый 1 рконцентрат (состав, мас.1: цинк 45,5,железо 11,1, медь 0,9, свинец 0,50,7, сера 34,0, индий 00085-0,010)выщелачивают в автоклаве при 150 С,парциальном давлении кислорода 150,7 МПа, мольном отношении сернойкислоты к сульфидному цинку в загрузке 1,0, исходном соотношении фазЖ/Т "- 5-5,3. Сульфитное число автоклава К = 2,5 моль БаВО/л.час.атм. 20В раствор исходной пульпы добавлено2 г/л катиона натрия.Анализ окисленной пульпы, полученной после выщелачивания в течение Й == 2 час, показал, что в жидкую фазу 25перешло 99,24 цинка и всего 6,3 индия (строка 6, табл, ),Кек после выщелачивания, содержащий (мас.4): индия 0,036, натрия 2,5,железа 25,1, свинца 2,04 растворяют 3 Опри механическом перемешивании и90 С в водном растворе серной кислоты при мольном отношении кислоты кНаБ 04натрию в твердой фазе И --- -,- щ(Ма + К)7,4, )строка 7, табл. 2).В результате растворения в жидкуюфазу перешло 97,14 индия, находящегося в кеке, концентрация индия в растворе составила около 150 мг/л,Таким образом, в раствор,пригодный для дальнейшей переработки, например, для сорбционного или экстракционного выделения, перешло примерно91 ь индия от поступившего на автоклавную переработку с исходным цинковым концентратом,Предлагаемый способ проиллюстрирован также экспериментальными результатами, приведенными в таблицах 1 и 2.Анализ опытов (= 2 час), основные показатели которых приведены в табл. 1 показывает, что присутствие катионов натрия и калия существенно снижает извлечение в жидкую фазу индия, при этом степень выщелачиваницинка находится на уровне 96.Проведенная экспериментальная проверка предложенного способа показала,что при автоклавном выщелачивании индийсодержацего цинкового сульфидногоматериала (табл, 1) оптимальная концентрация катионов натрия, калия илиих смеси в растворе исходной пульпылежит в диапазоне 2-6 г/л. При содержании катионов меньше 2 г/л не удается предотвратить существенный переходиндия в раствор окисленной пульпы, апри содержании, большем чем 6 г/л,имеет место малооправданный перерасход реагента.В процессе растворения железистого кека, как видно из табл. 2, принедостаточной кислотности раствора(мольное отношение кислоты к натрию,калию или их смеси в твердом, поступаоцем на растворение, меньше 6) результаты по извлечению индия в раствордалеки от требуемых величин с экономической точки зрения,Таким образом, как следует иэ ре"эультатов экспериментов, заявляемыйспособ позволяет сконцентрироватьбольшую часть индия практически в одном продукте и получить сквозное из"влечение в раствор для последующегоего выделения на уровне 70-90 ь.ф о р м у л а изобретения1. Способ переработки сульфидных цинковых материалов, преимущественно индийсодержащих, включающий автоклавное окислительное сернокислотное выщелачивание пульпы измельченного ма" териала при повышенной температуре и под давлением кислорода, разделение выщелаченной пульпы на раствор и кек, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения,извлечения индия, вы" щелачивание ведут при добавлении в раствор исходной пульпы катионов нат рия, калия илм их смеси при концентрации 2-6 г на 1 л, а кек подвергают обработке при перемешивании раствором серной кислоты при молярном отношении. вводимой кислоты к натрию, калию илд их смеси в кеке выше 6.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что обработку кека серной кислотой ведут при 90-100 С,7аай еДавление Иолярноекислоро- отнощениеда, Юа кислоты ксульидио му цинку взагрузкеМ - ф - Н 80гп 1822439 Таблица 1Выцелачивание цинковсл о концентрата при 150 С Добавляемые катионы и ихконцентрация в исходномрастворе, г/л Извлечение в раствор индия,Примечание Пример натрий калий Яа К0 95 58,7 0,9011 2 0,7 3 0,8 78,6 76,2 4 07 10 5 08512 6 0,7,1,0 85,0 6,3 По предлагаемому способу 2,0 2,0 4,0 1,0 1)1 О 9 2,06,0 2,0 3,0 2,0 1,0 О 9 1,2 1,0 1,0 Таблица 2 Извлечение в раствор индия, ФГРастворение железистого кека (усредненный составкека, мас.Ф: индий 0,030-0,036, железо 20-25, свинец1,8-2,3) Содержание в исходном кеке, мас.йТ При- мер Условия растворения СЯа+К калий Натрий 98100988396 2,80 0,502,57ю 3,42,20 3,02,50 6,0 9,0 8,0 6,0 4,4 1 2 3 4 5 95,7 96,4 96,5 78,0 54 5 0,88 0,7 9 07 10 0,85 11 0,85 12 0,85 4,0 1,0 2,0 6,0 50 3,0 5,533,210,79,86,56,8,50 7 щРастворение кека при) 100 Стребует автоклавной аппаратурычто удорожает процесс. риме н и Составитель В.ГорячкинРедактор М,Бокарева Техред М.Моргентал Корректор А.Нотыл Проиэводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 10 Содержание в исходном кеке, мас, 1Г Заказ 2120 Тираж НИИПИ Государственного комитета по иэобрете 113035, Москва, Ж"35, Раувсрастворе- Извлецениев раствприндия, 4 Подписноеиям и открытиям при ГКНТ СССРая наб., д. 4/5щщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщщ щщ щфщщщщ