Способ переработки высококремнистого цинкового концентрата

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнк

Социалистических

Республик >931775 (61) Дополнительное к авт. свил-ву (5 I ) M. Кл. (22) Заявлено 05. I I .80 (21) 3002179/22-02 с присоелинением заявки РЙ

С 22 В 19/00

5Ьаударатаапай квинтет

СССР (23) Приоритет аа делал нзааретеннй н аткрытнй (53) УДК 669. .536(088.8) Опубликовано 30.05.82 Бюллетень № 20

Дата опубликования описания 30.05.82

П.А. Козлов, О.А.

Г.Е. Бобков, А.В.

С.Н. Токсабаев, В

Всесоюзный ордена исследовательский

Хан, А.Ф. Сапрыгин, Н. Н. Уша

Иванов, В.Л. Аранович, Пен-Ч .М. Дорофеев, Е.А. Приходько

Трудового Красного Знамени горно-металлургический инсти

-,Сек, ф А, Ярков ов, (72) Авторь. изобретения учноут ц й;нйщс-;; металлов (ВНИИцветмет, Алмалыкский горно-металлург и теекий-.—, комбинат им. В.И. Ленина (АГМК) и Усть-Каменогорский строительно-дорожный институт (7I) Заявители (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВЫСОКОКРЕМНИСТОГО

ЦИНКОВОГО КОНЦЕНТРАТА

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при гидрометаллургическом получении цинка из высококремнистых концентратов.

51

Известен способ подготовки шихты для электротермического получения . цинка, в котором исходный концент1 рат подвергают окислительному обжигу при 1100-1200 С в присутствии из1О вестняков 111.

Однако при переработке высококремнистых концентратов имеет место оплавление частиц материала, что приводит к получению крупнокускового огарка, непригодного для гидрометаллургической переработки и не исключает возможности преждевременной остановки печи из-за настылеобразования.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому. результату является способ переработки цинковых концентратов, включающий операции его фильтрации, сушки, обжига и гидрометаллургическую переработку обожженного продукта (21.

Способ имеет следующие недостатки: после выщелачивания огарка получают растворы низкого качества изза высокого содержания в них кремнекислоты; низкая скорость сгущения и фильтрации пульп на стадии выщелачивания огарка в связи с тем, что в коллоидной форме кремнекислота препятствует агрегации частиц остатка от выщелачивания.

Цель изобретения - интенсификация процесса вьпцелачивания на стадиях фильтрации и сгущения, повышение комплексности использования сырья и улучшение качества растворов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки высококремнистого цинковогс1 концентрата, включающем операции фильтрации, сушки, обжига, выщелачивания обожженного

1775 4 ао

3 93 продукта, перед фильтрацией в пульпу цинкового концентрата подают в виде пульпы материал, содержащий гидроокись кальция в количестве, обеспечивающем добавку гидроокиси кальция

130-1603 от содержания в концентрате кремнезема.

В качестве материала, содержащего гидроокись кальция, используют хвосты, получаемые при очистке сточных вод, состава, 4: цинка 5-15, кадмий

0,4"0,6, гидроокись кальция 40-60.

Способ осуществляется следующим образом.

8 пульпу цинкового концентрата с отношением Ж:Т = (1-3):1 вводят материал, содержащий гидроокись кальция в количестве, обеспечивающем добавку гидроокиси кальция 130-1603 от содержания s концентрате кремнезема. Пульпа цинкового. концентрата вместе с материалом, содержащим гидроокись кальция, поступает на фильтрацию, отфильтрованный осадок направляется на сушку.

С целью обеспечения полного контакта всех частиц концентрата с гидроокисью кальция, эти материалы смешивают друг с другом, когда они находятся в виде пульп. Гидроокись кальция является гидрофобным1 коагулян том для частиц цинкового концентрата, находящихся в пульпе, поэтому при фильтрации смеси пульп концентрата и материала, содержащего гидроокись кальция, гидроокись кальция адсорбируется катионом молекулыионом кальция (Са ) на поверхности Х+ частиц концентрата. Последующая операция сушки "закрепляет" пленку гидроокиси кальция на частицах концентрата. Вследствие этого расход гидроокиси кальция (с учетом ее активности - 803) для связывания кремнезема практически равен стехиометрическому и степень использования добавки составляет около 953.

Подсушенная шихта с влажностью

5-10 направляется на обжиг в печь кипящего слоя. Обжиг ведут при 950-„

980 С. Огарок из печи транспортируется в агитатор для проведения выщелачивания. После выщелачивания пульпу из агитатора направляют на разделение фаз либо в сгуститель, либо в фильтр.

Подача материала, содержащего гидроокись кальция, на обжиг позволяет

l0

15 зо

25 зо

35 связать кремнезем в нерастворимый при выщелачивании силикат кальция по реакции (1)

3102+ Ca(OH)2- CaSi0 + Н О (1)

Благодаря этому исключается образование силикатов цинка и свинца, которые при выщелачивании переходят в раствор, являясь источником загрязнения раствора кремнекислотой, которая находится в коллоидной форме и в случае фильтрации закупоривает поры фильтровальной перегородки, что приводит к прекращению фильтрации, а при подаче в сгуститель не осаждается и поступает вместе с верхним сливом на следующие технологические операции.

Интервал добавки гидроокиси кальция (130-1603) обусловлен ее активностью. Дальнейшее повышение количества добавки (выше 1603) не только не увеличивает скоростей фильтрации или отстаивания, а наоборот снижает их за счет образования при выщелачивании объемистых осадков суль" фата кальция по реакции (2)

Са (ОН) + Н2504Са504 < Hz0 (2)

Добавка гидроокиси кальция менее

1303 не позволяет полностью связать кремнезем.

В качестве материала, содержащего гидроокись кальция, могут быть использованы хвосты металлургических предприятий, в частности цинковых заводов, состава, 3: цинк 5-15, кадмий

0,4-0,6, гидроокись кальция 40-60, которые добавляют в количестве 1015Ф к весу концентрата.

Пример 1. Влияние добавки гидроокиси кльция (лабораторные испытания). В пульпе (Ж:Т = 2:1) цинкового концентрата, имеющего со-. став,l: цинк 50,4; кремнезем 6,7; свинец 3,8; железо 6,2; сера 29,1; добавляют пульпу гидроокиси кальция с Ж:T = 7:1 в количестве, обеспечивающем добавку гидроокиси кальция к весу содержащегося в концентрате кремнезема 120, 130, 150, 160, 170/.

Полученную пульпу фильтруют на воронке Бюхнера, отфильтрованный осадок с влажностью 20 сушат в сушильном шкафу. Подсушенную шихту с влажностью 64 обжигают в лодочках прй

960 С. Огарок выщелачивают в лабоо раторной мешалке в течение 2,5 ч.

Первоначальная кислотность растворителя 70 г/л, конечная кислотность

5 931775 6 пульпы рН = 5,0. Затем пульпу зали- . Пульпа при выщелачивании подвервают в цилиндр емкостью 250 мп и на=- гается также и фильтрации. Скорость блюдают за отстаиванием. Высота ос- фильтрации составляет 1,8 мл/см мин, z ветленной полосы за 30 мин при до- а содержание кремнекислоты в.фильтбавке гидроокиси кальция (1503) со- s рате менее 0,01 г/л. ставляет 61 мм, а содержание кремне- В табл, I приведены результаты кислоты в отстое 0,18 г/л. опытов (лабораторных).

Таблица

-г

Сгущение

Содержание кремнекислоты в отстое, г/л

Вес гидроокиси кальция 4 т

Фильтрация т

Способ

Высота осветленной

С корост ь фильтрации, мл/см мин

Содержание кремнекислоты в фильтрате, г/л

Вес кремнезема в конполосы, мм центрате

0,56

Предлагаемый 120

0,39

140

57

61

63

1,7

1,8

0,12

0„08,25 ,18

1,8

1,8,18 ,18 ,18

С0,01 (0,01 (0,01

160 .

1,3

170 известный

6,2

0,3

7,9

М

Производительность фильтра составляет 0,65 м /м ч а содержание крем-. некислогм э фильтрате менее 0,01 г/л.

В табл. 2 приведены результаты опытов (производственных), зз

Ка к следует из табл. 1, повышение расхода гидроокиси кальция (более 1603) снижает положительный эффект от введения добавки, снижение расхода гидроокиси каль ция (менее .

1304) не дает существенного улучшеня показателей фильтрации и сгущения.

Пример 2. Влияние добавки материала, содержащего гидроокись кальция.

В пульпу (Ж:Т = 2-1) цинкового концентрата, имеющего состав,4: цинк 50,4; кремнезем 6,7; свинец 3,8; железо 6,2; сера 29,1, добавляют в качестве материала, содержащего гидЮ роокись кальция, пульпу (Ж:Т = 7".1) хвостов цинкового завода, имеющих состав, 4: цинк 10,4; кадмий 0 5; гидроокись кальция 54,3; в количестве, обеспечивающем добавку гидроокиси кальция к весу содержащегося в концентрате кремнезема- 120, 130, 140, 150, 160, 170 .

Полученную пульпу фильтруют на дисковом фильтре ДК-51-2,5, отфильтрованный осадок влажностью 183 направляют на сушку в барабанную.сушилку (диаметр 2,2 м, длина 14 м).

Подсушенную шихту с влажностью 73 направляют на обжиг в печь (обем

100 м ) в течение 2,5 ч. Первоначальная кислотность растворителя

70 г/л, конечная кислотность пульпы рН = 5,0. Затем пульпу направляют в сгуститель. Производительность сгустителя при добавке гидроокиси кальция (1504) составляет 7 мз/м сут. раствора, а содержание кремнекислоты в верхнем сливе составляет 0,2.г/л.

Пульпу после выщелачивания подвергает также и фильтрации.

931775

Таблица 2

Фильтрация

Сгущение

Вес гидроокиси каль/

Производительность м /м сут а

Содержание кремнекислоты в растворе, г/л

Способ

Содержание кремнекислоты в растворе, г/л

Производительность м /и сут ция в хвостах, Ф

Вес кремнезема в концентрате

0,7

Предлагаемый

0,41

0,4

120

5,2

6,4

6,8

0,1

0,59

0,62

0,62

0,67

0,42

0,3

140

0,05

0,2 (О }01 (0,01 (0,01

0,2

7,0

160

0,2

7,3

170

0,2

5,1

5,4

0,08

0,7

3,5

Известный

Как видно из таблицы, повышение расхода гидроокиси кальция (более

1603) снижает скорость. сгущения и фильтрации, снижение расхода гидроокиси кальция (менее 1304) не дает существенного улучшения показателей сгущения и фильтрации. Таким образом, данные, приведенные в приме,рах, показывают, что в предлагаемом способе при использовании материала, содержащего гидроокись кальция в ка- З> честве добавкй к цинковому концентрату, его оптимальный расход составляет 130-1603 от веса содержащегося в концентрате кремнезема.

Использование способа обеспечит по сравнению с известным следующие преимущества; повышение производительности фрльтровального оборудова", ния в 8 раэ увеличение съема раствора с поверхности сгустителя в 2 раза; снижение содержания кремнекислоты в растворе при сгущении.с 0,7 г/л до

0,2 г/л, а при фильтрации с 5,4 г/л до 0,01 г/л, что дает возможность щ самостоятельно перерабатывать высококремнистые концентраты; повышает комплексность использования сырья за счет дополнительного извлечения .цинка и кадмия из хвостов металлургических заводов.

ВНИИПИ Заказ 3668/33 Тир

Филиал ППП Патент, г. Уж

Формула изобретения

1. Способ переработки высококремнистого цинкового концентрата, включающий операции Фильтрации, сушки,, обжига и .выщелачивания обожженного

:продукта, отличающийся тем, что, с целью интенсификации процесса выщелачивания на стадиях фильтрации и сгущения, повышения комплексности использования сырья, улучшения качества растворов, перед фильтрацией в пульпу цинкового концентрата подают в виде пульпы материал, содержащий гидроокись .кальция в количестве, обеспечивающем добавку гидроокии кальция 130-1604 от содержания в концентрате кремнезема.

2. Способ переработки высококремнистого цинкового концентрата по и. 1, отличающийся тем, что в качестве материала, содержащего гидроокись кальция, используют хвосты, получаемые при очистке сточных вод, состава, Ф: цинк 5- 15, кадмий 0.,4-0,6, гидроокись кальция 40-60.

Источники информации, принятые во внимание при зкслертизе

1. Авторское свидетельство СССР

У 159034, кл. С 22 В 1/10, 1963

2. Лакерник М.М., Пахомова Г.Н.

Металлургия цинка и кадмия. М., "Ме,таллургия", 1969, с. 31,57 ° аж 657 Подписное город, ул. Проектная,