Способ извлечения цинка и меди из полупродуктов переработки цинковых руд
Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, а именно к способам выщелачивания водно-аммиачными растворами. Цель изобретения - селективное извлечение цинка и меди и повьппенне степени их извлечения из шпака производства цинковых белил. Выщелачивание полупродуктов переработки цинковых руд, преимущественно шлака.производства цинковых белил, проводят в 2 стадии, На первой стадии извлекают цинк раствором хлорида аммония и аммиака при их отногаении 1,35-2,25 и отношении аммиака к цинку в полупродукте 0,9- 1,5 и Т:Ж 1i(5-15), на второй стадии извлекают медь путем промьшки шлака после фильтрации циркулирующим раствором, содержащим 3-5% аммиака, до концентрации меди 2,0-3,6 г/л, 2 табл. СО
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (51)4 С 22 В 19/24// С 22
OllHCAHHE ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АBTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4259090/31-02 (22) 27.04.87 (46) 15.12.88. Бюл. У 46 (71) Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова (72) А.А.Перетрутов, П.П.Ким, Г.В.Пастухова, И.С.Никандров, Ф
Н.В.Ксандров, Ю.И.Михайлов, В.О.Коло. бов, А.В.Мырков, В.В.Грачев, В.В.Назаров и В.И.Смирнов (53) 669.536.221:669.334 (088.8} (56) Slaczka А.S. Ultrasonics.
РЖ хнм. 1986, 12Г184, 24 Р 1, с.53-55.
Авторское свидетельство СССР
И 1157101, кл. С 22 В 15/10, С 22 В-19/24, 1985. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА И МЕДИ .ИЗ ПОЛУПРОДУКТОВ ПЕРЕРАБОТКИ ЦИНКОВЫХ РУД
„„SU„„1444379 A1 (57) Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, а именно к способам выщелачивания водно-аммиачными растворами. Цель изобретения — селективное извлечение цинка и меди и повышение степени их извлечения из шлака производства цинковых белил. Выщелячивание полупродуктов переработки цинковых руд, преимущественно шлака. производства цинковых белил, проводят в 2 стадии.
На первой стадии извлекают цинк раствором хлорида аммония и аммиака при их отноиении 1,35-2,25 и отношении аммиака к цинку в полупродукте 0,9t,5 и Т:Ж = 1i(5-15), на второй ста- 3 дии извлекают медь путем промывки шлака после Фильтрации циркулирукщцм раствором, содержащим 3-5Х аммиака, до концентрации меди 2,0-3,6 г/л.
2 табл.
1444379
Основные резулътаты эксперимен55 тов, характеризующие апробацию способа в лабораторных условиях, представлены в табл.1 и табл,2, Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, а именно к способам выщелачивания водно-аммиачными растворами.
Цель изобретения — селективное извлечение цинка и меди и повьппение степени их извлечения из шлака производства цинковых белил.
Способ осуществляют следующим 10 образом.
Шлак — отход производства цинковых белил, измельчают до размера частиц 0 5-2 мм, помещают в реактор и смешивают. с раствором вьпцелачива- 15 ния, состоящим из хлорида аммония и аммиачной воды при соотношении хлорида аммония к аммиаку, равном
1 3-2,25, и аммиаку к цинку в шлаке (P-1 5 количество которого соответствует заданному отношению Т:Ж1:5-1: 15. Процесс вьпцелачивания протекает при комнатной температуре и перемешивании в течение 2-4 ч.
По окончании вьпцелачивания суспен- 25 зию передают на фильтр. Осадок на фильтре промывают раствором, содержащим 3-5% аммиака до концентрации меди 2,4-3 6 г/л.
Пример 1. Ылак производства 30 цинковых белил массой 100 r со средним содержанием компонентов, %: 7п
47 8; 8 0 24 3; Си 1,3; Mg 4 9;
Fe 1,7; Са 2,2, измельчали до размера фракции 0,5 мм, помещали в реактор с перемешивающим устройством и обработали раствором хлорида аммония и аммиачной воды при соотношении хлорида аммония и аммиака 1,35 и аммиака к цинку в шлаке 1,05, что 40 соответствует концентрации хлорида аммония 6,7%, концентрации аммиака
5% при Т:Ж=1:10 в течение 4 ч.
В результате выщелачивания получен раствор, содержащий 43,7 г/л
Zn и не содержащий меди. Степень вьпцелачивания Zn 91,8%. Осадок после отделения фильтрата с влажностью
30,3% промывали аммиачной водой 4%
NH в количестве, равном 5,0 массам исходного шлака. В результате второй
50 стадии вьпцелачивания получен раствор, содержащий 2,5 г/л Си при
2. степени вьпцелачивания меди 95%.
Из приведенных примеров видно, что соотношение хлорида аммония и аммиака значительно влияет на селективность извлечения цинка. Повышение концентрации аммиака при постоянной концентрации хлорида аммония
6,7% приводит к уменьшению степени извлечения меди и при достижении
5Х аммиака (отношение МНдС1/ННэ1,35) в растворе (опыт 3), медь практически не извлекается, по цинку в этот момент достигается степень извлечения 92,8% при условии отношения
NH /Zn 1,87, т.е. при Т:Ж=1:10. Дальнейшее увеличение концентрации аммиака (примеры 4,5) до 13Х увеличивает степень извлечения меди до
97,7Х, однако при этом снижается степень извлечения цинка до 57,4Х.
Повышение концентрации хлорида аммония и увеличение отношения
NHQC1/МН до 2 ше нии МН з /Zn оче нь незначительно увеличивает степень извлечения цинка, но при этом в раствор переходит до 15% меди, содержащейся в шлаке (пример б). Раствор с соотношением
NH4Cl/NH3 1,35 селективно и с достаточной полнотой вьпцелачивает цинк из шлака с содержанием цинка 47,8%, т.е. при отношении NH /Zn 1,05, степень извлечения 91,8% (пример 7).
Увеличение отношения NH С1/NH до з
3 при отношении ИН /Еп 1,05 не дает селективности извлечения и полноты вьпцелачивания цинка (пример 9). Степень извлечения цинка 89,6%, а меди
48, 1%.
Одновременное повышение концентраций аммиака и хлорида аммония до
10%, т.е> отношение 1,0 дает невысокую степень извлечения цинка 86,4% при отношении ИН /Zn = 2,09, селективность при этом не достигается, так как.медь выщелачивается из раствора на 71,3%.
Опыт 12, проведенный пви оптимальных параметрах по хлориду аммония и аммиаку (отношение 1,35), но при количественном соотношении
ИНь/Zn 0,94, что соответствует Т:Ж=
=1:5, дает низкую степень извлечения цинка, но обеспечивает селективность.
В опыте 13 опытные условия по отношению компонентов в начальном растворе и повьппенное количественное отношение NHq/Zn 2,81 вызывает
40
55 з 14443 глубокое извлечение цинка (на 95,2%) при незначительном вьпцелачивании меди (6,7%) .
Опыт 14 свидетельствует о том, что критическим является отношение
NH3/Zn 0,9, ниже этого предела сни,жается степень выщелачивания цинка.
Результаты опыта 16 также, как и опыта В 13, свидетельствуют о том, что повышенное Т:Ж > 1: 15 при .достаточно высокой степени вьпцелачивания способствует образованию разбавленных растворов.
Результаты выщелачивания на второй стадии, проведенные на шлаке оптимальных опытов первой стадии, свидетельствуют что ниже 3% NH использовать аммиачную воду нецелесообразно, так как не полностью вымывается медь (опыт:1), увеличение концентрации NH3 более 5% при постоянстве расхода аммиака вызывает уменьшение степени вьпцелачивания меди (опыт 16).Оптимальные концент- 25 рации лежат в пределах 3-5% NH » в этом случае растворы вьпцелачивания содержат от 2,5 до 3,6 г/л Cu ", что соответствует количеству аммиачной воды, взятой на промывку 4,5 г на 1 r сухого шлака. Опыты 3 и 4, проведенные в оптимальных условиях, обеспечивают степень вьпцелачивания
95-97%.
Было проведено сопоставление предлагаемого и известного способов.
Известный способ имеет существенный недостаток, заключающийся в том, что для подавления одновременного с цинком вьпцелачивания меди ðàñõîдовался дополнительный реагент-сульфид аммония, который теряется без"возвратно. Реализация способа для шпака производства цинковых белил дала неудовлетворительные результаты. Проведение первой стадии процесса при концентрации аммиака 5% и 0,03% сульфида аммония при Т:Ж=
=1: 17,5 степень извлечения цинка не превысила 20,2%, степень извлечения меди составила 5,6Х. На второй стадии при выщелачивании раствором, содержащим 17,5% аммиака, степень извлечения цинка 37,8Х а по меди
16,8%, 79
Предлагаемый способ селективного извлечения цинка и меди из шлака производства цинковых белил обладает, техническими преимуществами перед базовым объектом. При этом шлак не используется для получения цинка и меди или их оксидов, а находит применение только в качестве строительного материала при создании нулевых циклов промышленных зданий или при строительстве дорог в качестве подготовки к асфальтобетонному покрытию.
Преимущества изобретения по сравнению с известным способом заключаются, во-первых, в отсутствии необходимости использования сульфида ам мония для селективного извлечения цинка, который по известному способу теряется безвозвратно, во-вторых, предлагаемый способ дает возможность селективного извлечения цинка и меди из отходов, содержащих значительные количества цинка в меди, в-третьих, способ проще, так как требует только одну фильтрацию, а выщелачивание меди осуществляется прямо на фильтре, что исключает дополнительную репульпацию осадка, в-четвертых, растворы, образующиеся на обеих стадиях вьпцелачивания, достаточно концентрированы, что позволяет их перерабатывать беэ дополнительной упарки известными приемами.
Формула изобретения
Способ извлечения цинка и меди из полупродуктов переработки цинковых руд, преимущественно пиритного огарка, включающий двухстадмйное водно-аммиачное выщелачивание, отличающийся тем, что, с целью селективного извлечения цинка и меди и повышения степени их извле" чения из шлака производства цинковых белил, на первой стадии извлекают цинк раствором хлорида аммония и аммиака при их соотношении 1,35-2,25 и отношении аммиака к цинку в полупродукте 0,9-1,5 и Т:Ж=1:(5-15), на второй стадии извлекают медь путем промывки шлака после фильтрации циркулирующим раствором, содержащим
3-5Х аммиака до концентрации меди
2,0-3,6 г/л.!
444379! 1 1 л
an
CO
В
CO « Ъ
° б В а и ф
0 с г !
f В
«0
CO f A а
Г» «4Ъ л
* В
И
° О
CI о
1 ! «0
С 4 о с ъ
СЧ IO Oa
1 В В о о р
В
C) ° с
° О С«4 а ° о
О М Л О М и О И
В В В В в а ° A сч o с ъ «» 4 ch ao «ч «п г0 СЧ «« 0 0 С Ъ СЧ 4 Ъ 0 ф сч М О Л сЧ а à В а а В A ° сч с« е м an м
СЧ СЧ 00 СЧ СЧ Е СЧ аО СЧ
В
° O u сЧ С 4 ф о
В ° A сЧ «» с» о ф an
СО 4 а
ОЪ
О« I
Ch C4 в с Ъ.0 IO
00 4"Ъ
0 с 1
СО CO Ch
В В сч 0
Ch Oa сч и м
Л В В о и ф
О СО И
С:4 . О о о
Ch ф л
В В
СО М
CO с Ъ Ф
О т an
О л
О О О СО
Л ф Ch, 4 о сч и
СО an СЧ
О Л ф
Ch СЪ
В °
М ОЪ
CO О
О И
СЧ «ап
CO I an и г
О со .0 0
° сч
° и
С(4 00 с Ъ
В В
4О « Ъ СЧ л «и л «ч
В A
0 С Ъ г 4О о
В сч сч и
О Л Л
«4 М
Ch
« Ъ 0 со и
В и и л
О О О О Ю о о и
Ю и о о о о о о
° °
°Ch
В г и с со «f со а а л
С 4 0
«О б 4 Ol со о сч о т ю о
4 о и г
О «О
* а
И И \/Ъ an И
СО CO СО
В ю о о и м и и и и
В и
В и и
an а В
° A
A В
° ° 4
CO а б с «О
В СЧ л л л
* а В В
«О ЧЪ а«4 С«4 СЧ СЧ ф л 4О
0 «4
A сО СО ф и и и и и сч «п о
В В В °
СЧ °
«/Ъ и и
В ° о и и и и и с« и сч
4 СЧ и И И и 444 с Ъ ф
В в В а л сч
an с«Ъ о о о а В В
° сч о с ° о сч и и о an в с °
4О I» О о о о и о О. an
t CO с» с
° В В 4
«О «О CO О О и л
° A сЧ о с» о
4, «4 о
О an л О
an «О: И ь о л О и и о
A * и СЧ о о а а и и
СО «4 в а
-т и и и о о
В °
И м о и
CO O C0 сч сч, о
О\
«п О и О л Со
° -. «Ч о е
4, В c»
СО Ф.О сч
И CO л и
В В. и г л
СЧ
О4 ° в В о л
° °
О IO сч сч
« а В
° О 4О и о
* В
«ч м л с а а
aÎ О о
С4\
Ф
В
00 о
Ъ
° » с»
«О 0 а
О« О ф СО
0 CO
° ° л ф г»
Ч, > Ch
В A о ф г
О4 ф
* 4
«О
И Ch о о
В
С 4
CO
В г» «
° 0 .О
СЧ
Сг
««I
a/a
Оа
С Ъ
Ю
О«
In
0О
0О
СЧ л
Ч« сч
I сч
« Ъ и
A о о о
И «О
0О
A.Ю
«О
СЧ
СО
«п и г»
В ь с»
A ь л
О
«Ч
С \
ЧЪ с ъ
00
0 о
° 0
О\
В о л
С 4
«
CO с ъ
О г.0 с 4
«О
ОЪ ь ф О
В ф и г
00 и г
«О сч
1444379
П Л О0 Î СЧ Oi л л л л л л
О < О Л СП л ф cn o л г ь л
С»Ъ л о л ьО еЮ о л е4»- ьО ьО л л ° » ° » л
Ф ° ф С Ъ
° — <Ч С»1 Сл»»л »О л л
СЧ ьО С»С
» — О\ °
СЧ л
О1
С»1
<:л л л о с.
M .»
»Ь
Сл1 (1
ОЬ О л ° Ь
СЧ»- СЧ
О О Е л л л
С 1 С»1 CV л л
1 л
С 1
» ф ЬО л л
СЧ С
< u .1
С 1 ф
Сл) 4 Сл3 л л л а С1 о а
СЧ е л л
Сь \ СЧ
Cl СЧ ф ЬО
° » ° Ь
° СЧ О
»О л и ф
° Ь о
Ц о о
)х Г» о; х .с»
0 о
С» о а о о л л л
СЧ ф о л о о о л л л .Ф »11 о о л ° Ь
СЧ CV
СС л
CV. л л
СЧ
1 В
fd
О» л »»»Ь о о о о
° Ь л ° Ь ° Ь
Ч о о о л ° Ь ° Ь а а
o o л л ("1 о о о
° Ь л а
ЬО
Л СЧ
Ц и о ф ф а ф
° Ь ° Ь л л л о о о
СЧ О С1 < л л
° % ф л л л (\ ьО (7Ь л о УЬ
ОЬ ЬС :
° Ь л
С»\ 5Г\ О л л
СЧ
С 1 0 ь л л
С 1 л л
Ф
l и н
E и о и о
СЧ СЧ
1 х
Ц
Е
М
I (» и ф
A х с4 С»
34 л
I f
l a
I ьО
Д .(л
РЪ ьО CO O
СЧ С \ Л ф ° »
