Способ очистки цинковых растворов от железа

 

Использование: гидрометаллургия цветных металлов, в частности очистка цинковых растворов от примесей железа. Сущность: при очистке цинковых растворов от железа осуществляют осаждение железа, которое ведут при продувке раствора воздухом и расходе сульфита цинка 4,0 - 6,5 г на 1 г железа в растворе при рН раствора 2,0 - 4,5. 1 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, в частности к очистке цинковых растворов от примесей железа.

Известен способ очистки цинковых растворов от железа (II) и марганца (II), включающий осаждение железа и марганца с последующим отделением осадка от очищенного раствора, в котором осаждение проводят средним сульфитом цинка, в частности при содержании 2,6-3,0 г сульфита цинка на 1 г железа в растворе, при механическом перемешивании в течение 2-3 ч.

Недостатками данного способа очистки цинковых растворов от железа (II) являются недостаточно глубокая степень очистки от железа (II), низкая интенсивность процесса и малая фильтруемость получаемых в результате очистки осадков.

Цель изобретения повышение эффективности очистки цинковых растворов от железа (II) путем достижения технического результата, заключающегося в снижении концентрации железа общего в растворе после очистки, увеличении производительности процесса (повышения скорости отстаивания и скорости фильтрования осадка), превращении обратного перехода железа из осадка в раствор.

Указанный технический результат достигается в способе очистки цинковых растворов от железа (II), включающем окисление его кислородом воздуха в присутствии сульфида цинка, взятого в соотношении 4,0-6,5 г сульфита цинка на 1 г железа (II) в растворе, а выделение железа (II) ведут при pH раствора 2,0-4,5.

При использовании предлагаемой новой совокупности существенных признаков, характеризующей способ очистки цинковых растворов от железа (II) оказывается возможным выделение железа в осадок в форме гетита, хорошо фильтрующегося, быстро отстаивающегося и устойчивого к обратному переходу железа из осадка в раствор.

Такой результат достигается за счет сочетания существенных признаков, которые могут быть известными в технике, в новой совокупности существенных признаков, отличающей предлагаемый способ очистки цинковых растворов от железа (II) от известных в промышленности.

П р и м е р 1. Через пульпу промпродукта цинкового производства, содержащего оксид цинка в цинковом растворе с концентрацией 62,3 г/дм³ оксид цинка, продували диоксид серы со скоростью 1 дм³/мин до достижения pH раствора 3,2. Затем прекратили подачу диоксида серы. Иодометрическим титрованием было установлено, что содержание сульфита цинка в твердой фазе пульпы составляет 100% от теоретического при концентрации сульфит-иона в растворе 0,5 г/дм³.

Затем 1 л цинкового раствора, содержащего, г/дм³: цинк 100,1; железо 4,0; медь 0,3, нагрели до 90^оС при продувке диспергированным воздухом. При достижении заданной температуры в раствор ввели свежеприготовленную пульпу сульфита цинка, содержащую 16,0 г сульфита цинка (4,0 г сульфита цинка на 1 г железа), продолжая продувку раствора воздухом и поддерживая pH раствора 3,5 с добавлением в раствор оксида цинка. Через 0,67 ч (40 мин) отключили нагрев раствора и прекратили продувку через него воздуха, полученную пульпу разделили на две части: одну из них отфильтровали, контролируя скорость фильтрации и концентрацию железа общего в фильтрате, вторую - подвергли отстаиванию, определяя высоту осветленной части за 20 мин отстаивания и содержание железа общего в осветленной части. Результаты испытаний приведены в таблице.

П р и м е р 2. То же, что и в примере 1, но продувку пульпы промпродукта цинкового производства, содержащего оксид цинка в цинковом растворе диоксидом серы осуществляли до достижения pH раствора, нагретого до 100^оС, равного 3,5, при этом содержание сульфита цинка в твердой фазе пульпы также составило 100% от теоретического, а сульфит-ионов в растворе не было обнаружено; в цинковый раствор ввели свежеприготовленную пульпу сульфита цинка, содержащую 20 г сульфит цинка (5,0 г сульфита цинка на 1 г железа).

П р и м е р 3. То же, что и в примере 1, но в цинковый раствор вводили свежеприготовленную пульпу сульфита цинка, содержащую 24 г сульфита цинка (6,0 г сульфита цинка на 1 г железа).

П р и м е р 4. То же, что и в примере 1, но в цинковый раствор вводили свежеприготовленную пульпу сульфита цинка, содержащую 26 г сульфита цинка (6,5 г сульфита цинка на 1 г железа).

П р и м е р 5. То же, что и в примере 1, но в цинковый раствор вводили свежеприготовленную пульпу сульфита цинка, содержащую 20 г сульфита цинка (5 г сульфита цинка на 1 г железа), с добавлением оксида цинка, поддерживали pH цинкового раствора 2,0.

П р и м е р 6. То же, что и в примере 5, но pH цинкового раствора поддерживали на уровне 3,0.

П р и м е р 7. То же, что и в примере 5, но pH цинкового раствора поддерживали на уровне 4,0.

П р и м е р 8. То же, что и в примере 5, но pH цинкового раствора поддерживали на уровне 4,5.

П р и м е р 9. То же, что и в примере 1, но в цинковый раствор ввели свежеприготовленную пульпу сульфита цинка, содержащую 14 г сульфита цинка (3,5 г сульфита цинка на 1 железа).

П р и м е р 10. То же, что и в примере 1, но в цинковый раствор ввели свежеприготовленную пульпу сульфита цинка, содержащую 28 г сульфита цинка (7,0 г сульфита цинка на 1 г железа).

П р и м е р 11. То же, что и в примере 5, но pH цинкового раствора поддерживали на уровне 1,5.

П р и м е р 12. То же, что и в примере 5, но pH цинкового раствора поддерживали на уровне 5,0.

Кроме того, в таблице приведены данные, взятые из информации, содержащейся в прототипе (примеры 13-14).

Анализ представленных в таблице результатов свидетельствует: выход за нижний предел рекомендуемого изобретением весового отношения сульфита цинка к железу в растворе (см. пример 9) приводит к ухудшению показателей глубины очистки цинкового раствора от железа и снижению скорости фильтрования осадка; выход за верхний предел рекомендуемого изобретением весового отношения сульфита цинка к железу в растворе (см. пример 10) не улучшает показателей процесса, а приводит к непроизводительному расходу сульфита цинка; снижение величины pH ниже 2,0 (пример 11) ухудшает показатели глубины очистки цинкового раствора от железа; увеличение величины pH до 5,0 (пример 12) не влияет на показатели глубины очистки, однако приводит к снижению производительности процесса в результате уменьшения скорости фильтрования пульп.

Из сопоставления результатов, полученных по предлагаемому изобретением способу очистки цинковых растворов от железа (см. примеры 1-8) и по нерекомендуемым и известным способам (см. примеры 9-14 таблицы), видно, что изобретение позволяет обеспечить более глубокую очистку цинковых растворов от железа и интенсифицировать процесс, что свидетельствует о достижении результата, удовлетворяющего давно существующую общественную потребность. (56) Авторское свидетельство СССР N 1411348, кл. C 22 B 3/20, 1988.

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ ОТ ЖЕЛЕЗА, включающий осаждение железа в присутствии сульфита цинка, отличающийся тем, что осаждение ведут при продувке раствора воздухом и расхода сульфита цинка 4,0 - 6,5 г на 1 г железа в растворе при рН раствора 2,0 - 4,5.

РИСУНКИ

Рисунок 1