Способ извлечения цинка из доменной пыли

 

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ ДО МЕННОЙ ПЫЛИ, включакяций кислотное выщелачивание пыли и осаждение цинка из раствора ,о тли-ч а.ющи йс я тем, что, с целью повышения степени извлечения цинка из пыли, пыль выщелачивают раствором уксусной кислоты до получения раствора с рН 4-5, который затем обрабатывают оксидом или гидроксидом кальция до получения щелочного раствора с и отделяют от него цинксодержащий осадок, после чего к этому раствору добавляют серную кислоту до получения раствора с и отделяют от него оса-. док сульфата кальция.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

091 (11) 3(SO С 22 В 7/02 19 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОГНРЫТИЙ (21) 3559773/22-02 (22) 01,03.83 (46) 15.05.84. Бюп. 1Ф 18 (72) E.È.Åëèñååâ и Н.И.Яковлева (71) Урапьский ордена Трудового Красного Знамени полИтехнический.институт им. С. M.Kèðîâà (53) 669.162.275.32.8(088.8) (56) 1. "Цветные металлы", 1960,,У 1 с. 57-59.

2. Патент Японии В 50-13202, кл.. 10A 22, 1975. (54)(57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ ДО ИЕННОЙ ПЫЛИ, включающий кислотное выщелачивание пыли и осаждение цинка из раствора, о т л и ч а.ю щ и йс я тем, что, с целью повышения степени извлечения цинка из пыли, пыль выще ачивают раствором уксусной кислоты до получения раствора с рН =4-5, который затем обрабатывают оксидом или гидроксидом кальция до получения щелочного раствора с рН=8-11 и отделяют от него цинксодержащий осадок, поале чего к этому раствору добавляют серную кислоту до получения раствора с рНЗ-4 и отделяют от него оса-, док сульфата кальция.

1092195

М

Изобретение относится к металлургии и может быть использовано при гидрометаллургической переработке доменных пылей (шламов) с целью их обесцинкования и повторного использования обесцинкованного продукта в черной металлургии при агломерации железосодержащих материалов.

Известен способ гидрометаллургического обесцинкования доменных пылей (шламов), заключающийся в выщела чивании цинка раствором серной кис лоты (1) .

Недостатками этого способа являются невысокая койцентрация .цинка в сульфатном растворе (100 г/л), боль шой расход серной кислоты, а также значительные потери железа.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сути и достигаемому результату является способ извлечения цинка из доменной пыли, включающий кислотное выщелачивание пыпи и осаждение цинка из раствора (2}, Недостатком данного способа явщяется пониженная концентрация цинка в цинксодержащем гидратном осадке, вследствие чего степень извлечения цинка из пыли невелика, и высокое содержание в обесцинкованном продукте

О,> серы, что ухудшает качество железосодержащего продукта.

Цель изобретения — повышение степени извлечения цинка из пыли.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения цинка. из доменной пыпи, включающему кислотное выщелачивание пыли и осаждение цинка из раствора, IIbUlb выщелачивают раствором уксусной киспоты до получения раствора с. рН=*4-5, который затем обрабатывают оксидом или гидроксидом кальция до получения щелочного раствора с рН=8-11..и отделяют от него цинксодержащий осадок, после чего к этому раствору добавляют серную кислоту до:получения раствора с рН=З-4 и отделяют от него осадок сульфата, кальция.

Использование уксусной кислоты для выщелачивания цинка из доменной печи обеспечивает высокую скарость растворения цинка селективно от желе« за. Положительной особенностью уксусной кислоты является отсутствие в ней компонентов, ухудшающих качество обесцинковаиного материала, а также то, что продукт его взаимодействия с нейтрализатором — уксуснокислый кальций — является хорошо растворимым в воде соединением.

Основу способа составляют следующие химические реакции: о г. О гСН,СООН = п(СН,СОО), Н,о, 7 п(СН С0012 С@0 Н20 = Ъй(ОН) Ф Со(СН1СОО)

CG(CHgCOOlg> H2604 =Ca504ha2CHgC00 Н, Полнота протекания этих реакций контролируется значением рН конечного раствора, которое ограничено следующими факторами.

Для реакции (1): гидролизом иона

Zn при рН >5,0 и наличием в растворе минимального количества свободной кислоты для обеспечения полноты перевода цинка в раствор. Понижение рН раствора до значений менее 4 на первой стадии продукта приводит к его загрязнению железом и к ухудшению качества цинксодержащего осадка, получаемого на последующей стадии перера- >. ботки пыли.

Для реакции (2): обеспечением пол ноты перевода цинка в гидратный осадок (при рН > 8),максимальным переводом уксусной кислоты в растворимый ацетат кальция и получением осадка, содержащего минимальное количество ацетата. Гидролиз цинка при рН ».11 сопровождается образованием основного ацетата сложного состава (m Еп(ОН) и и Еп(СН СОО)2, что увеличивает безвозвратные потери уксусной кислоты с ,гидратным осадком.

Для реакции (3): необходимостью наиболее полно регенерировать уксусную кислоту из раствора ацетата кальция и избежать загрязнения регенерированного раствора сульфатом, оба условия в связи с весьма низкой растворимостью сульфата кальция выполняются при величине рН конечного раствора 3-4, что обеспечивает значение рСа = 3,22-1, 84 и практически полное отсу тствие сульфата в регенерированном растворе. При рН 3,0 степень осаждения Са практически остается

II% на прежнем уровне, но концентрация сульфата достигает заметной величины (0,5 г/дм и выше);нри рН)4,0 равновесие реакции (3) недостаточно амещено вправо (рСа 1,,8).

Отличие предлагаемого способа от способа-прототипа, заключается в

1092195

27,3; оксид кальция 4,7 - выщелачивают при 20 С в растворе уксусной кислоты до различного значения рН конечного раствора, поддерживаемого автоматически.

Результаты представлены в табл. I.. том, что цинк из пыли вьпцелачивают в условиях замкнутого по растворителю процесса, а сульфатобраэование происходит вне контакта с жепезосодержащим продуктом. 5

Пример . 100,0 r пыли состава, %: цинк 10,3; железо 25,5; углерод

Таблица).

В раствор цинка,%

Извлечение железа, %

Опыт, рН раствора

Расход кислоты

0,0

0,0

0,03

0,18

0,45 личного значения рН конечного раство. ра.

Результаты представлены в табл.2.

Т а б л и ц а 2

400 см> раствора от вьпцелачивания пыпи в условиях опыта 3 обрабатывао ют оксидом кальция при 20 С до раз« Опыт, рН раствора Расход СаО

Концентрация цинка в растворе, в кеке, r/äì8 %

7,0

8,0

9,0

11,0

12,0

К 400 см> раствора от осаждения .гидроксидом кальция цинка в условиях опыта 9 добавляют серную кислоту с концентрацией 750 г/дм до различного задаваемого значения рН конечного раствора.

Результаты представлены в табл. 3.

Т а б л и ц а 3

Концентрация кислоты,г/дм

Опыт, У рН раствора рСа уксусной серной

48,6

65,5

71,4

73,7

79,1

0,15

7,20

Использование предлагаемого способа извлечения цинка из доменной пыли 55 обеспечивает более полное извлечение цинка из пьяни, получение железосодержащего оборотного продукта, прак тически не загрязненного серой; получение более богатого цинксодержащего осадка, пригодного для эффективной гидрометаллургической переработки (около 50% цинка против 30-35%).

2

4

7

9

))

12

13

14

5,5

5,0

4,5

4,0

3,5 °

5,0

4,0

3,5

3,0

2,0

)6,4

24, 3.

30,3

32,0

35,8

9,2

15,8

20,4

22,1

26,1

1,16

1,84

2,61

3,22

3,75

10,27

2,13

0 05

0,02

0,01

65,0

94,3

98,3

98,8

98,9

54,7

54,4

5I 9

47,3

40,2

1092! 95 t

Составитель Д.Кривошеин

Редактор Л.Веселовская Техред С.Легеэа Корректор О.Билак

Заказ 3210/11 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретейий и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП"Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Ожидаемый экономический эффект за счет уменьшения расхода железной руды при агломерации и реализации цинк- . содержащего осадка на цинкэлектролитном заводе 340 тыс. руб./год.