DE2111737B2 - Verfahren zur Entfernung von dreiwertigem Eisen aus eisenhaltigen Lösungen - Google Patents

Description

3 V 4

uit Hilfe eines geeigneten Apparates, der durch Betrieb schwanken, so haben sie jedoch gewisse ge-Signule von einem pH-Kontrollgerät gesteuert wird, meinschafliiche Grundlagen, So unterliegen die Ausiingestellt werden. Die Elektroden des pH-Kontroll- laugbedingungen einer sorgfältigen Kontrolle, um die gcrStes tauchen in das Reaktionsgemisch, damit der maximale Löslichkeit des Zinks zu erreichen, während pH des Gemisches im gewünschten Bereich gehalten 5 da* Inlösunggehen des Eisens des kalzinierten Rohwerden kann. materials möglichst gering gehalten wird, Das Aus·

Die Methoden, das erfindungsgemäde Verfahren laugen der kalzinierten Produkte kann ansatzweise

zu betreiben, sind jedoch nicht auf die angeführten oder kontinuierlich, im Gleichstrom oder im Gegen-

Beispiele beschränkt. Das Verfahren kann mit strom und bei einer Temperatur von 40 bis 100⁰C

gleichem Erfolg auch dadurch betrieben werden, so erfolgen. Nach dem Auslaugen wird der ungelöste

daß ein geeignetes Neutralisationsmittel mit kon- Rückstand von der Auslauglösung getrennt, die dann

stanter Geschwindigkeit dosiert wird, während die nach bekannten Verfahren gereinigt wird. Anschlie-

Lösung mit den gelösten Eisen(IIl)-ionen variabel ßend wird das Zink durch Elektrolyse gewonnen,

dosiert wird, um den pH des Gemisches im Bereich Während des Röstens des Zinksulfidkonzentrats

von 1,5 bis 4 und die Eisenkonzentration im Reak- 15 reagieren Teile des Zinks mit dem anwesenden Eisen

tionsgemisch auf nicht mehr als 5 g/l zu halten. unter Bildung von Zinkferrit (ZnO · Fe₂O₃). Bei den

Es ist jedoch auch möglich, sowohl die Dosierung Zinkhütten mit Elektrolysebetrieb zur Anwendung

der eisenhaltigen Lösung als auch des Neutralisa- gelangenden Auslaugverfahren werden die Reaktions-

tionsmittels zu variieren, um die gewünschten Be- bedingungen sorgfältig kontrolliert, um zu verhin-

dingungen einzustellen. 20 dem, daß größere Mengen Eisen in Lösung gehen.

Die Art des Reaktionskessels ist nicht kritisch. Dies ist auf die Schwierigkeiten zurückzuführen, die

Es ist jedoch wichtig, daß der Inhalt des Kessels beim Trennen des gelösten Fisens von der Zinksulfat-

gleichmäßig durchgerührt wird, um ein rasches lösung auftreten. Dementsprechend wird sehr wenig

Vermischen der Reaktionsteilnehme. zu bewirken. des in der Röstblende vorliegenden Zinkferrits gelöst.

Der Kessel sollte auch mit Vorrichtungen zum Er- 25 Es verbleibt in der Hauptsache im T.augerückstand.

hitzen und zum Einstellen der Temperatur des Reak- Die Gesamtausbeute an Zink durch Auslaugen von

tionsgemisches auf einen bestimmten Wert ausgestattet kalzinierten Produkten in Zinkhütten, die mit elektro-

sein. lytischen Verfahren arbeiten, beträgt gewöhnlich

Die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren an- 87 bis 93%. Die Ausbeuteverluste sind im wesent-

fallenden Massen können durch Zugabe eines ge- 3° liehen auf die Bildung von Zinkferrit in der Röststufe

eigneten Flockmittels rasch ausgeflockt werden. Die aus- zurückzuführen.

geflockten Massen setzen sich rasch ab, wobei die Durch die Anwendung des erfindungsgemäßen

abgesetzten Feststoffe sich gut filtrieren lassen. Bei Verfahren wurde es möglich, neue Wege zu ent-

Sulfatlösungen wurde z. B. gefunden, daß die An- wickeln und bestehende zu modifizieren, die die

fangsabsetzgeschwindigkeiten der ausgeflockten Mas- 35 Behandlung der Röstblende und der Laugerück-

sen 6 cm/Min, betragen und die Filtrationsgeschwin- stände betreffen, so daß auch das Zinkferrit in Lösung

digkeiten bis zu 11,8 t/qm/Tag der trockenen Fest- gebracht werden kann und die resultierenden Lösun-

stoffe betragen. Bei Chloridlösungen wurden Absetz- gen zufriedenstellend zu reinigen sind. Nach dem

geschwindigkeiten bis zu 20 cm/Min, und Filtrations- erfindungsgemäßen Verfahren können die gelösten

gesch\.indigkeiten bis zu 18,3 t/qm/Tag der trockenen 40 Eisen(IIl)-ionen aus der Zinksulfatlösung abgetrennt

Feststoffe gemessen. werden. Die Lösung kann anschließend gereinigt und

Die physikalische Form der Niederschläge scheint das Zink nach bekannten elektrolytischen Verfahren

auf die Verdickungs- und Filtraiionseigenschaften gewonnen werden. Die Gesamtzinkausbeute beim

von Einfluß zu sein. Es wurde z. B. gefunden, daß Auslaugen der Röstprodukte kcinn von 87 bis 93 %

übermäßiges Rühren die Absetz- und Filtrations- 45 auf 95 bis 99% gesteigert werden. Das erfindungs-

geschwindigkeiten ungünstig beeinflußt. Bei Chlorid- gemäße Verfahren läßt sich mit Vorteil auf Lösungen

lösungen hat die Zugabe einer kleinen Menge eines anwenden, die gelöstes dreiwertiges Eisen enthalten,

Sulfats einen günstigen Einfluß auf die Absetz- die beim Auslaugen von Laugerückständen erhalten

geschwindigkeit. werden, welche Zinkferrit enthalten. Die resultierende

Die chemische Zusammensetzung der Eisennieder- 50 Lösung enthält Eisen(lII)-sulfat, Zinksulfat und geschläge, die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren löste Verunreinigungen, z. B. Arsen, Antimon, Gererhalten werden, variiert im beträchtlichen Maße mit manium und Fluor. Das erfindungsgemäße Verfahren der Art der Lösung, dem pH während der Ausfällung, ist besonders zur im wesentlichen quantitativen Entder Temperatur der Ausfällung und der Art und fernung der Eisen(Il'i)-ionen aus den Auslauglösungen chemischen Zusammensetzung des verwendeten Neu- 55 geeignet. F i g. 1 gibt eine Möglichkeit wieder, wie tralisationsmittels. das erfindungsgemäße Verfahren angewandt werden

Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders kann.

für die kontinuierliche Arbeitsweise in einem oder Um ^J.ie Neutralisationsmenge möglichst, gering zu

mehreren Kesseln geeignet. Falls erforderlich, kann das halten, die während der Ausfällung der Eisen(lll)·

Verfahren jedoch auch absatzweise betrieben werden. 60 ionen zugesetzt wird, kann es günstig sein, die über-

Das erfindungsgemäße Verfahren kann mit beson- schüssige Säure zu neutralisieren, die nach der Aus-

derem Vorteil bei der hydrometallurgischen Gewin- laugstufe vorliegt, wobei ein geeignetes Neutraüsa nung von Zink eingesetzt werden. Das im allgemeinen tionsmiüel eingesetzt wird. Eine Möglichkeit dies zi für die Zinkgewinnung verwendete Rohmaterial ist erreichen, ist die Anwendung von Röstblende ode

Röstblende, da? durch Rösten von Zinksulfidkonzen- 65 anderer geeigneter Neutralisationsmittel in einer Vor

traten hergestellt wird. Obgleich die Verfahren zum neutralisationsstufe, wie sie in F i g. 1 wiedergegebei

Auslaugen derartiger kalzinierter Zinkkonzen- ist. Alle Ferritrückstände oder ungelöste Röstblende

träte von verbrauchten Elektrolyten von Betrieb zu die nach der Vorneutralisationsstufe zurückbleiben

können als Eindickungsbodenabzug gesammelt und trennt, z. B. durch Eindicken und Filtrieren. Sowohl

zur weiteren Behandlung zum Rückstand der Aus- die beim Eindicken überstehende Lösung als auch

laugestufe zurückgeführt werden. das Filtrat können der neutralen Auslaugstufe zur

Nach der praktisch vollständigen Ausfällung des weiteren Reinigung zugeführt werden.
gelösten 3wertigen Eisens aus der Lösung des ausge- 5 Di: nach dem erfindungsgemiß;n Verfahren ausgelaugten Rückstandes nach dem erfindungsgemäßen fälLen Eisenniederschläge entfernen aus der Lösung Verfahren kann die teilweise gereinigte Lösung wieder beträchtliche Mengen an Arsen, Antimon, Germain den Kreislauf einer auf elektrolytischcr B.isis nium und Fluor. Da sich diese Elemente besonders arbeitenden Zinkhütte zur weiteren Reinigung und bei den elektrolytischen Verfahren lästig erweisen, zur Gewinnung des darin enthaltenen Zinks eingeleitet io ist die Tatsache, d.iß diese Elemente na;h dem erwerden. findungigemäßen Verfahren aus den Lösungen ent-

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungs- feint werden können, ein bedeutender Vorteil. Unter

gemäßen Verfahrens kann das kalzinierte Produkt im bestimmten Umständen kann diese Methode, die

Gegenstrom ausgelaugt werden, so daß praktisch Elemente aus der Lösung zu entfernen, die einzige

die gesamte Zinkferritmenge, die im kalzinierten 15 Möglichkeit sein, sie aus dem Auslaugkrcislauf zu

Produkt vorhanden ist, angegriffen wird. F i g. 2 gibt entfernen.

schematisch wieder, wie dies durchgeführt werden Die Fähigkeit des nach dem erfindungsgem'.ißen

kann. Verfahren gebildeten Eisenniederschlags, die Ver-

Bei diesem Verfahren wird der verbrauchte Elek- unreinigungen, wi; z. B. Arsen, Antimon, Germanitim

trolyt mit überschüssiger Röstblende während einer ao und Fluor, aus der Auslauglösung zu entfernen, ist

neutralen Auslaugstufe zur Reaktion gebracht, wobei bei dem in F i g. 2 wiedergegebenen Schema von be-

bei einem pH im Bereich von 3,5 bis 5,5 gearbeitet sonderer Wichtigkeit. Dies ist darauf zurückzuführen,

wird. Nach dem Eindicken oder Abtrennen der Fest- daß die während der neutralen Auslaugstufc ausge-

stoffe nach bekannten Verfahren wird die Lösung fällten Verunreinigungen die Tendenz haben, während

geeigneten weiteren Reinigungsverfahren unterworfen, 35 der stark sauren Auslaugung wieder in Lösung zu

bevor durch Elektrolyse das Zink gewonnen wird. gehen. Besteht keine Möglichkeit, diese Verunreini-

Die aus der neutralen Auslaugstufe stammenden gungc.i in der Eisenreinigungsstufe zu entfernen, so Feststoffe umfassen nicht gelöstes Zinkoxyd, Zink- tritt eine nachteilige Konzentrierung dieser Elemente ferrit und -veitere Verunreinigungen, die während im Auslaugungskreislauf auf. Dieses Verfahren ist der neutralen Auslaugstufe ausgefällt wurden. Diese 30 in manchen Punkten den im Gegenstrom arbeitenden werden in stark saurem Milieu ausgelaugt, wobei der Auslaugverfahren, die mit kalziniertem Produkt beverbrauchte Elektrolyt eingesetzt wird, der mit trieben werden, gleich. Derartige Verfahren werden starker Schwefelsäure versetzt werden kann. Die in vielen Zinkhütten, die mit elektrolytischen VerTemperatur, die Rückhaltezeit und die Stärke der fahren arbeiten, betrieben. Ein großer und bedeuten-Säure der im stark sauren Bereich arbeitenden Aus- 35 der Unterschied im angegebenen Schema besteht darin, laugstufe werden so gewählt, daß praktisch das daß die mit normaler Säure arbeitende Auslaugstufe gesamte, im ursprünglichen kalzinierten Produkt durch eine aggressivere Säureauslaugung ersetzt ist. vorhandene Zinkferrit, das zur neutralen Auslaug- um das Zinkferrit in der Röstblende zu lösen. Daran stufe gegeben wurde, gelöst wird. Eine Endacidität kann sich eine Vorneutralisationsstufe anschließen, von mehr als 20 g/l, eine Verweilzeit von mehr als 40 um die Acidität der Auslauglösung zu vermindern. 2 Stunden und eine Temperatur zwischen 65°C und Weiterhin kann eine Eisenreinigungsstufe folgen, in dem Siedepunkt bei Atmosphärendruck sind zu- der das gelöste 3wertige Eisen nach dem erfmdungsfriedenstellende Bedingungen, um die praktisch voll- gemäßen Verfahren ausgefällt wird. Die Gesamtzinkständige Lösung des Zinkferrits zu erzielen. In den ausbeute beträgt bei dem angegebenen Schema Feststoffen aus der neutralen Auslaugstufe stammen- 45 96 bis 98%. Die herkömmlichen Verfahren arbeiten des Zinkoxyd wird unter diesen Auslaugbedingungen mit Ausbeuten von 87 bis 93%.
rasch gelöst. Eine dritte Anwendung des erfindungsgemäßen

Nach der gegebenenfalls durchgeführten Abtren- Verfahrens besteht darin, daß das kalzinic.e Produkt

nung der ungelösten Feststoffe durch Eindicken in einem Gleichstrom- oder teilweisen Gleichstrom-

und/oder Filtrieren kann die Lösung einer Vor- 50 verfahren ausgelaugt wird, so daß eine weitgehende

neutralisationsstufe zugeführt werden, wo die über- Lösung des im kalzinierten Produkt vorhandenen

schüssige Acidität, die aus der Auslaugstufe stammt, Zinkferrits erreicht wird. F i g. 3 gibt eine Möglich-

die unter stark sauren Bedingungen durchgeführt keit wieder, nach der das kalzinierte Produkt ausge-

wurde, gegebenenfalls mit einem geeigneten Neutrali- laugt werden kann. Sie gibt auch das erfindungs-

sationsmittel, z. B. dem kalzinierten Produkt, neu- 55 gemäße Verfahren wieder.

traüsiert wird. Der Rückstand oder die nicht gelöste Mit dem in F i g. 3 wiedergegebenen Verfahren Röstblende, die nach der Vorneutralisationsstufe wird das kalzinierte Produkt mit verbrauchtem zurückbleibt, kann z. B. als Verdickerbodenabzug Elektrolyten, der gegebenenfalls mit starker Schwefel gesammelt werden und wieder der im stark sauren säure versetzt sein kann, bei Temperaturen zwischen Milieu arbeitenden Auslaugstufe zugeführt werden. 60 65⁰C und dem Siedepunkt bei Atmosphärendruck

Die Auslauglösung, die gelöstes 3wertiges Eisen, ausgelaugt. Die Mengen an kalziniertem Produkt, Zmksulfat und alle die Verunreinigungen enthält, an verbrauchtem Elektrolyten und an starker Schwefel- die Während des sauren Auslaugens in Lösung ge- säure werden so festgelegt, daß am Ende der Auslaug gangen Sind, wird dann zur Eisenreinigungsstufe stufe die freie Acidität größer als 20 g/l, vorzugsweise geleitet In dieser Stufe wird das gelöste 3wertige 65 größer als 35 g/l ist, so daß praktisch vollständige • ©Sen ηφπ dem erfindungsgemäßen Verfahren aus- Auflösung des im kaltinierten Produkt voruandenen gefällt fen geeignetes Neutralisationsmittel ist die Zinkferrits eintritt. Eine Verweilzeit von mehr als "Rostblende. Das ausgefällte Eisen wird dann abge- 2 Stunden ist normalerweise zum Lösen des Zink-

7 8

ferrits notwendig. Unter diesen Bedingungen wird nach der Auslaugstufe mit starker Säure anfallen

das im kalzinierten Produkt vorhandene Zinkoxyd In den meisten Fällen ist die Abtrennung dieser Fest

rasch gelöst. stoffe wünschenswert, da sie praktisch das gesamt

Danach wird, falls erforderlich, der ungelöste Blei, Silber und Gold enthalten, die ursprünglich ii

Rückstand, z. B. durch Eindicken und/oder Filtrieren, 5 der Röstblende oder im auszulaugenden Rückstam

abgetrennt. Die überschüssige Acidität der Auslaug- vorhanden waren.

lösung kann, wenn es gewünscht wird, neutralisiert Sind die Mengen dieser Metalle in den ungelös

werden. Dies wird vorzugsweise durch Zugabe von gebliebenen Feststoffen zu gering, um die Trennunj

weitcrim kalzinierten Produkt während der Vor- der Feststoffe von der Auslauglösung zu rechtfertigen

neutralisationsstufe bewerkstelligt. Das ungelöste kai- ίο dann kann die Abtrennslufe im oben beschriebene!

xinierte Produkt und der Rückstand, der aus dem Verfahren unterlassen werden,

kalzinierten Produkt stammt, das während dieser Während des Auslaugens des Laugerückstande

Stufe zugesetzt wurde, können z. B. als Bodenzusatz oder der Röstblende und der Reinigung der Auslaug

im Eindicker gesammelt und der Auslaugstufe zurück- lösungen, die das 3wertige Eisen gelöst enthalten

geführt werden. »5 kann sich beim erfindungsgemäßen Verfahren etwa;

Die Lösung, die das in der Auslaugstufe gelöste 2wertiges Eisen bilden. Das 2wertige Eisen wire

Jwertige Eisen enthält, wird dann zur Eisenreinigungs- vorteilhafterweise zu 3wertigem Eisen nach bekanntet

»tufe geleitet. In dieser Stufe wird das gelöste 3wertige Verfahren oxydiert.

Eisen nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ausge- Der Eisenniederschlag, der nach dem erfindungs

lallt. Ein geeignetes Neutralisationsmittel ist die 20 gemäßen Verfahren erhalten wird, enthält normaler

Röstblende. Das ausgefällte Eisen wird dann z. B. weise etwas Zink. Die im Niederschlag vorhanden«

durch Eindicken und Filtrieren des Bodensatzes im Zinkmenge variiert in Abhängigkeit vom pH der Fäl

Eindicker abgetrennt. Die im Eindicker überstehende lung, der Art des Neutralisationsmittels, den Filtrier

Lösung und das Filtrat werden dann zusätzlichen eigenschaften, des Niederschlags und dem möglicher

Reinigungsstufen zugeleitet, bevor das Zink durch 25 Waschgrad.

Elektrolyse gewonnen wird. Wird z. B. eine Röstblende mit 58% Zink und 9"/_t

Im oben beschriebenen und in F i g. 3 wieder- Eisen als Neutralisationsmittel verwendet, so faller

gegebenen Auslaugverfahren von Röstblende wird Eisenniederschläge nachfolgender Zusammensetzung

der größere Teil der Röstblende schon zu Beginn an (die Angaben beziehen sich auf den trockener

der mit starker Säure arbeitenden Auslaugstufe zu- 30 Stoff),
gesetzt. Nur ein relativ kleiner Teil der Röstblende

wird der Vorneutralisationsstufe zugegeben. Gesamtzink 4 bis 13 _/o

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungs- In Wasser lösliches Zink 0,1 bis 2%

gemäßen Verfahrens kann jedoch der größere Teil Ferritzink 4 bis 8 %

der auszulaugenden Röstblende schon zu Beginn der 35 Fc 38 bis 41 %

»Vorneutralisations«-stufe des in F i g. 4 wiederge- SO₄ 9 bis 18 %

gebenen Verfahrens zugesetzt werden. Während der H₂O 34 bis 38 %

mit starker Säure arbeitenden Auslaugstufe wird kein

Produkt zugegeben. Nach der Eindickungsstufe wer- Der niedrigste SO₄-Wert wurde bei Proben sefun den die ungelösten Feststoffe der mit starker Säure 40 den, die bei 95°C ausgefällt worden waren,
arbeitenden Auslaugstufe zurückgeführt, um noch Es muß darauf hingewiesen werden, daß der relath verbliebenes Zinkoxyd zusammen mit dem Zinkferrit hohe Gesamtzinkgehalt der Niederschläge, wie ei tu lösen, das ursprünglich in der Röstblende vor- oben für Sulfatlösungen wiedergegeben ist, auf di< handen war. Tn anderen Punkten entspricht das Verwendung von Röstblende zum Einstellen des pH-Schema den in F i g. 5 wiedergegebenen Stufen. 45 Wertes zurückzuführen sind, der beträchtliche Men-

In Abhängigkeit von wirtschaftlichen Faktoren gen Zinkferrit enthält. Bei den untersuchten pH-

können der größere Teil oder beliebige andere Teile Werten ist Zinkferrit nicht löslich. Es verbleibt bei der

der zu behandelnden Röstblende schon zu Beginn ausgefällten Feststoffen.

der »Vorneutralisations«-stufe des in F i g. 3 wieder- Unter Umständen ist in verdünnter Säure eir

gegebenen Verfahrens zugesetzt werden. Dieses Ver- 5° nochmaliges Aufschlämmen des Niederschlags vor

fahren der Auslaugung von Röstblende führt un- Vorteil. Ein derartiges nochmaliges Aufschlämmer

abhängig von der Menge an Röstblende, die der zur Verminderung der Zinkverluste im Eisennieder·

»Vorneutralisations«-sfufe zugesetzt wurde, zu einer schlag zählt mit zum erfindungsgemäßen Verfahren.

Lösung, die für die Anwendung des erfindungs- Das geeignetste Neutralisationsmittel hängt vor

gemäßen Verfahrens geeignet ist. 55 den besonderen Umständen ab. In der Zinkhydro

Die oben beschriebenen und in den F i g. 1, 2 und 3 metallurgie sind geeignete Neutralisationsmittel Zink wiedergegebenen Verfahren zum Auslaugen von Rost- flugstauboxyd, Blendröstgut, Zinksilikat, Zinkcarbo blende und Rückstand und zur Ausfällung des ge- nat, basisches Zinksulfat oder Kalkstein. Es wurd< lösten 3wertigen Eisens aus den Auslauglösungen gefunden, daß Blenderöstgut, das durch Rösten voi wurden der Einfachheit halber als kontinuierliche 60 Zinksulfidkonzentraten in einem Wirbelbettofen her Verfahren beschrieben. Die Anwendung des erfin- gestellt wurde, ein besonders geeignetes Neutralisadungsgemäßen Verfahrens ist jedoch nicht auf kon- tionsmittel ist.

tinuierliche Verfahren beschränkt. Die ansatzweise Das Neutralisationsmittel kann als Aufschläminuni

Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist oder als trockener Feststoff zugegeben werden. Di<

ebenfalls möglich. 65 Neutralisationsmittel sind dann besonders wirksam

Die beschriebenen und in den Fig. 1, 2 und 3 wenn sie im feinverteilten Zustand eingesetzt werden

wiedergegebenen Verfahren umfassen auch die Ab- Das erfindungsgemäße Verfahren kann auch zun

trennung der ungelöst gebliebenen Rückstände, die Abtrennen von gelöstem 3wertigem Eisen aus Chlorid-

lösungen oder aus Lösungen, die sowohl Chloride als auch Sulfate enthalten, verwendet werden.

Eine derartige Lösung kann z. B. dadurch hergestellt werden, daß nickelhaltige Latente mit Salzsäure ausgelaugt werden. Die resultierende Lösung enthält Eisen(III)-chlori'd, Nickelchlorid und gelöste Verunreinigungen, x. B. Magnesium.

Nach dßm erfindungsgemäßen Verfahren kann praktisch das gesamte gelöste 3wertige Eisen durch Zugabe eines geeigneten Neutralisationsmittels ausgefällt werden. Geeignet ist z. B. Magnesiumoxyd. Der Eisenniederschlag kann dann nach bekannten Verfahren abgetrennt werden. Die Lösung wird nach üblichen Verfahren zum Abtrennen des Magnesiums und zur Gewinnung von Nickel behandelt.

Beispiel 1

Ein Laugerückstand, der 21,5% Zink und 31% Eisen enthielt, wurde bei 90⁰C 6 Stunden in verdünnter Schwefelsäure ausgelaugt. Nach Beendigung der Behandlung wurde die Aufschlämmung stehengelassen und die Auslauglösung von den abgesetzten Feststoffen dekantiert. Die Auslauglösung hatte folgende Zusammensetzung:

Zink 23 g/l, 3wertiges Eisen 25 g/l, Schwefelsäure 15,5 g/l, Arsen 196 mg/1, Antimon 5 mg/1, Germanium 0,07 mg/1 und Fluor 5 mg/1.

Die Auslauglösung wurde kontinuierlich in einer Menge von 2 l/h in den ersten der drei mit Prallblechen versehenen nichtrostenden Reaktionskessel geleitet. Der Kesselinhalt wurde mechanisch gerührt und über einen Mantel mit Dampf beheizt. Die Kessel waren in Serie geschaltet, so daß die Aufschlämmung aus dem ersten Kessel in den zweiten Kessel überströmte. Die Aufschlämmung aus dem zweiten Kessel wiederum strömte in den dritten Kessel über. Das Volumen jedes Kessels betrug 6,3 Liter.

Eine Aufschlämmung von 500 g/l von 35%igem, im Fließbett gerösteter Zinkblende, deren Teilchengröße kleiner als 200 Tyler-mesh war, wurde als Suspension in einer Zinksulfatlösung mit 110 g/l Zink in den ersten Reaktionskessel mit Hilfe einer Eimerdosiervorrichtung eindosiert. Das Volumen der zugesetzten Neutralisationsaufschlämmung wurde über ein pH-Meter gesteuert, wobei die Elektroden in den ersten Reaktionskessel eintauchten. Die Analyse des Röstgutes ergab folgendes:

Zink 58 %, Eisen 9,1 % und Blei 1,7 %.

Die Temperatur der drei Kessel und ihr Inhalt wurde durch Einblasen von Dampf in den Kesselmantel auf 70° C eingestellt. Der Betrieb der Dampfventile wurde durch Kontaktthermometer, die in jeden Kesse! eintauchten, automatisch gesteuert.

Der pH der Aufschlämmung im ersten Kessel wurde bei 70° C auf 2,4 eingestellt. Nach 10 Stunden Betriebsdauer und nach Erreichen von stationären Bedingungen wurden aus den drei Kesseln Proben der Aufschlämmung genommen. Dann wurde eine abgemessene Menge eines Ausflockungsmittels zugesetzt und Absetzungs- und Filtrationsprüfungen durchgeführt.

Mit der Zugabe eines Ausflockungsmittels in der Menge von 0,09 kg/t der Feststoffe wurden Anfangsabsetzgeschwindigkeiten von 3 cm/min bei der Probe aus dem ersten Kessel, 2,5 cm/min bei den Proben aus dem zweiten Kessel und 1,9 cm/min bei den Proben aus dem dritten Kessel erreicht.

Die ausgeflockten Proben wurden über Nacht stehengelassen. Die praktisch klare überstehende Flüssigkeit wurde dann dekantiert. Mit den eingedickten Aufschlämmungen wurden Filtrationsprüfungen durchgeführt.

Die Filtrationsgeschwindigkeiten der eingedickten

Aufschlämmungen mit einem spezifischen Gewicht von 1,4 wurden bei Raumtemperatur in einem Buchner-Trichter mit einem Durchmesser von 12,5 cm in einem Vakuum von 508 mm Quecksilber gemesser.:

10,8 t/qm/Tag bei den trockenen Feststoffen bei einer Kuchendicke von 5 mm für die Aufschlämmung aus dem ersten Kessel; 7,55 t/qm/Tag bei den trockenen Feststoffen für die Aufschlämmung aus dem zweiten Kessel und 5,94 t/qm/Tag bei den trockenen Feststoffen für die Aufschlämmung aus dem dritten Kessel.

Die filtrierten Feststoffe wurden dann gewaschen, as getrocknet und analysiert. Die Feststoffe aus den drei Kesseln hatten sehr ähnliche Zusammensetzung. Im Durchschnitt wurde folgende Zusammensetzung gefunden:

Gesamt-Zn 7,9%, wasserlösliches Zn 0,33%, Fe 40%, SO₁ 16,5%, As 0,25%, Ge 0,0005%, Cl 0,004%, Na 0,11%, K 0,10%, NH₄ nicht nachzuweisen.

Die Konzentration des 3wertigen Eisens in den Filtraten aus den drei Kesseln betrug 1,2, 0,8 bzw. 0,7 g/l. Die Filtrate aus den drei Kesseln waren sich in ihrer Zusammensetzung sehr ähnlich. Die durchschnittliche Zusammensetzung war folgende:

Zn 80 g/l, As 0,4 mg/1, Sb 0,8 mg/1, Ge 0,05 mg/1 und F 3,4 mg/1.

Der Verbrauch an Röstblende betrug 2,8 g Röstblende pro Gramm ausgefälltes Eisen.

Beispiel 2

Unter Verwendung der im Beispiel 1 beschriebenen Apparatur wurde eine Reihe von Versuchen durchgeführt. Eine Lösung, die der Lösung von Beispiel 1 ähnlich war, wurde in den ersten Kessel in einer Menge von 40, 60 oder 80cm^s/min gepumpt. Der pH der Aufschlämmung wurde entweder auf 2,4, 2,7 oder 3 gehalten, während die Temperatur auf 50, 70 oder 95⁰C eingestellt wurde.

Es wurden Absetzprüfungen und Filtrationsprüfungen durchgeführt, die den im Beispiel 1 beschriebenen Prüfungen ähnlich waren, wobei Proben aus dem ersten Kessel genommen wurden. Die Ergebnisse dieser Prüfungen sind zusammen mit den Werten der Lösung und des Feststoffes in Tabelle 1 wiedergegeben.

Tabelle 1

Tem peratur	PH	Verweilzeit	Absetzge- schwindig- keit	Filtrierge schwindig keit	Zusammensetzung der gewaschenen Feststoffe	wasserlös liches Zink	Eisen	SO4	Zusammen setzung des Filtrats
(0C)		(h)	(cm/min)	(1/ilm1)	Gesamtzink	0,7	41,0	12,5	(g/l) Fe3+
95	2,4	1,35	3,3	0,069	9,2	0.6	41,1	12.1	0,7
95	2,4	2,70	2,1	0,041	8,2	0,3	40,0	16,5	0,4
70	2,4	1,35	1,4	0,037	8,0	0,2	40,2		1,2
70	2,4	1,75	1,8	0,028	4,9	0,3	38,6	17,9	0.4
70	2,4	2,70	2,3	0,061	9.8	3,1	29,3	27,5	1,0
50	2,4	1,8	schwach	—	14,3	0,7	39,5	9,9	1,8
95	2,7	1,35	2,5	0,061	10,5	—	—	—	0,1
95	2,7	2,70	2,0	0,110	—	0,9	39,6	14,9	0,5
70	2,7	1,35	1,3	0,118	8,6	0,91	38,2	13,9	0.3
70	2,7	2,70	1,8	0,114	8,4	0,72	38,9	13,2	0,8
95	3,0	1,35	5,3	0,020	8,9	0,54	40,0	10,1	0,5
95	3,0	1,8	5,3	0,037	12,6	0,50	41,0	9,6	0,4
95	3,0	2,70	2,4	0,033	11,9	1,46	39,7	11,8	0,2
70	3,0	1,35	3,2	0,069	10,7	1,7	40,0	12,4	0,1
70	3,0	2,70	5,7	0,094	9,4	0,1

Beispiel 3

Es wurde die im Beispiel 1 beschriebene Apparatur für weitere Versuche "erwendet, wobei folgende Ausgangslösung eingesetzt wurde:

Zn 113,5 g/l,
17,8 g/l.

7,2 g/l, Fe²- 0,18 g/l, H₂SO₄

Diese Lösung wurde in den ersten Kessel in einer Menge von 160cm³/min gepumpt, wodurch eine Verweilzeit von 39 Minuten pro Kessel erreicht wurde.

Der pH der Aufschlämmung im ersten Kessel wurde durch automatische Zugabe von im Wirbelbett gerösteter Zinkblende, die in Zinksulfatlösung suspendiert war, auf 2,4 eingestellt. Die Temperatur der drei Kessel wurde auf 70° C gehalten.

Nachdem die Kessel einige Stunden unter stationären Bedingungen betrieben worden waren, wurden aus den drei Einheiten Proben entnommen. Es wurde ein Ausflockmittel zugesetzt und die Absetzgeschwindigkeiten geprüft. Die Anfangsabsetzgeschwindigkeiten der Proben aus den Kesseln 1, 2 und 3 betrugen 1,5, 1,8 bzw. 2 cm/min.

Die abgesetzten Massen wurden filtriert, gewaschen, getrocknet und analysiert. Die Werte des Filtrats und des Feststoffes sind nachfolgend wiedergegeben.

Tabelle 2

Filtrat in g/l

Fe³⁺ 1,5 1,4 1,0

Fe²⁺ 0,45 0,48 0,45

Zn 133,0 135,0 127,2

Feststoffe

% Gesamtzink 9,7 8,4 8,8

Wasserlösliches

Zn 1.0 0,20 0,6

Fe 29,4 30,7 30,2

SO₄ 25,2 26,3 26,9

Kesselnummer	1	2 I
1,5	1,4
0,45	0,48
133,0	135,0
9,7	8,4
1,0	0,20
29,4	30,7
25,2	26,3

Beispiel 4

Es wurde eine Lösung hergestellt, die in ihrer Zusammensetzung den Lösungen entsprach, die durch Auslaugen von nickelhaltigen Lateriten mit Salzsäure entstehen. Die Lösung hatte folgende Zusammensetzung:

Ni 7,4 g/l, 3wertiges Eisen 54,0 g/l, Mg 30,0 g/l, HCl 7,7 g/l.

Diese Lösung wurde mit einer Geschwindigkeit von 37 cm³/min in einen 5-Liter-Becher eindosiert. Die Lösung wurde tfibei gerührt und über einen Siphon ein konstantes Niveau eingestellt. Um den pH der Masse im Becher innerhalb des Bereiches von 2,1 bis 2,3 zu halten, wurde eine Aufschlämmung von feinverteiltem Magnesiumoxyd in Wasser manuell zugegeben. Die Temperatur der Mas:·*, wurde dadurch auf 70 "C gehalten, daß der Becher auf eine thermostatisierte Heizplatte gestellt wurde.

Nachdem die Reaktion mehrere Stunden unter konstanten Bedingungen durchgeführt worden war, wurden Proben der Masse entnommen. Er ivurde eine kleine Menge Ausflockmittel zugegeben. Danach wurden die Absetz- und Filtrationsprüfungen durchgeführt. Es wurden Anfangsabsetzgeschwindigkeiten bis zu 4 cm/min erreicht, während die Filtrationsgeschwindigkeiten der abgesetzten Masse im Bereich von 10,8 bis 18,3 t/qm/Tag lagen. Diese Werte wurden mit trockenen Feststoffen bei einem Vakuum von 508 mm Quecksilber erreicht.

Die Analyse der gewaschenen und getrockneten Feststoffe ergab folgendes:

Ni 0,18%, M,7g 02%, Fe 43,8%, Cl 4,2%.

Die Analyse des Filtrats ergab folgendes:
Fe³⁺ 0,65 g/I, Ni 4,4 g/l, Mg 33 g/l.

Beispiel 5

Es wurde eine Sulfat- und Chloridionen-haltige Lösung hergestellt. Dazu wurden die im Beispiel ] ausgefällten Feststoffe in Salzsaure gelöst. Die Zu·

»ammensetzung der filtrierten Lösung ist nachfolgend aufgeführt:

Fe⁸⁺ 23,4 g/l, SO₁ 22,1 g/l, freie HCl 6,7 g/l.

Diese Lösung wurde mit einer konstanten Geschwindigkett von 25 cm^a/min in ein 5-LJter-Becherglas eindosiert. Die Lösung wurde dabei gerührt und mit Hilfe eines Siphons ein konstantes Niveau eingestellt. Um den pH der Masse im Becherglas innerhalb des Bereiches von 2,3 bis 2,5 zu halten, wurde eine Aufschlämmung von feinverteiltem Magnesiumoxyd in Wasser manuell zugegeben. Die Temperatur der Masse wurde auf 70⁰C gehalten.

Nachdem die Reaktion mehrere Stunden unter konstanten Bedingungen betrieben worden war, wur-

den Proben der Masse entnommen, Es wurde eine kleine Menge eines Ausflockungsmittels zugesetzt, und die Absetz- und Filtrationsprüfungen wurden durchgeführt. Es wurden Anfangsabsetzgeschwindigkeiten bis zu 10 cm³/min erreicht, während die Filtrationsgeschwindigkeiten der abgesetzten Massen im Bereich von 8,6 bis 18,3 t/qm/Tag lagen. Diese Werte wurden mit trockenen Feststoffen bei einem Vakuum von 508 mm Quecksilber erzielt.

Die Analyse der gewaschenen und getrockneten Feststoffe ergab folgendes:

Fe 47% CIl⁰Z₁SO₁ 10,2%.

Die Konzentration an Eisen(III) im Filtrat betrug 0,085 g/l.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

1 2 Trennung von Eisen(III)-ionen aus Sulfat- und/oder Patentansprüche: Chloridlösungen, die wertvolle Metalle, wie Nickel, KGbalt und Kupfer, enthalten.

1. Verfahren zur Entfernung von 3wenigem Bei der Gewinnung von Metallen wie Kobalt, Eisen aus einer wäßrigen Lösung, die mehr als 5 Kupfer, Nickel und Zink aus Erzen, Konzentraten 5 g/lt gelöstes Eisen zusammen mit anderen und anderen Rohmaterialien ist es oft nötig, die geIonen, wie Zink-, Kupfer-, Kobalt-, Nickel-, lösten Eisen(lll)-ionen von den Sulfat- und/oder Sulfat- und Chlorionen enthält, wobei die Lösung Chloridlösungen der Metalle abzutrennen, da das mit einem Neutralisierungsmittel behandelt wird, gelöste 3wertige Eisen bei den nachfolgenden Geum das 3wertige Eisen in einer nach bekannten io winnungsstufen Schwierigkeiten macht. Es wurde Verfahren leicht abtrennbaren Form auszufällen, nun ein verbessertes Verfahren zur Abtrennung von dadurch gekennzeichnet, daß man Eisen(III)-ionen aus eisenhaltigen Lösungen gefun-

a) die Lösung und das Neutralisierungsmittel ^den' ^das insbesondere für Metallsulfat- und/oder in einem Rührkessel oder Rührkesseln um- Metallchloridlösungen geeignet ist. Das erfindungs_setzt 15 gemäße Verfahren ist nicht auf Lösungen beschränkt,

die nur geringe Mengen an Eisen(III)-ioiien enthalten,

b) den pH-Wert der auf diese Weise erhaltenen sondern kann mit gleichem Erfolg auch bei Lösungen Aufschlämmung innerhalb des Bereiches von angewandt werden, die Eisen(III)-ionen in hoher 1,7 bis 3,5 hält, Konzentration aufweisen, z. B. mehr als 30 g/l.

,..-τ- . AiLi« i_.^,o^²⁰ Das erfindungsgemäße Verfahren zum Entfernen

c) die Temperatur der Aufschlämmung be, 50°C _{yon 3werti} ^B |_{jsen aus Lösungen}, _{indem das}

bis zum Siedepunkt des Aufsch ammungs- _{3werti Ejsen durch Neutra]isieren} ^B _{der Lösung in} mittels be, Atmospharendruck halt, _einer f_{eicht abtrennbaren Forra ausgefä}n_{t und nach}

d) die Dosierung der Lösung zum Fällungskessel bekannten Verfahren abgetrennt wird, ist dadurch oder den Fällungskesseln so einregelt, daß 2s gekennzeichnet, daß die Lösung und das Neutralisadie Konzentration des gelösten 3wertigen tionsmittel in einem Kessel oder in Kesseln umgesetzt Eisens in der Lösung der Aufschlämmung werden, der pH der erhaltenen Masse auf 1,5 bis 4 nicht mehr als 1 g/lt beträgt und eingestellt wird, die Konzentration an gelöstem

... , „ _. ,. , ,,,,., 3wertigem Eisen in der Masse auf nicht mehr als

e) die gefällte Eisenverbindung oder Verbindun- _{3o 5 ß haUen wird und die Temperatur der Masse auf}

gen von der Aufschlämmung abtrennt. ₅₀o_{C bjs zum siedepunkt bei} Atmosphärendruck

2. Verfahi *n nach Anspruch 1, dadurch ge- eingestellt wird.

kennzeichnet, daß der pH-Wert der Aufschläm- In einer bevorzugten Ausführung des erfindungs-

mung im Reaktionskissel (der den Reaktions- gemäßen Verfahrens werden die Eisen(IlI)-ionen-

kesseln im pH-Bereich von ?,0 bis 3,0 gehalten 35 haltige Lösung und ein geeignetes Neutralisations-

wird. mittel unter Rühren in bestimmten Mengen zusammen-

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- gegeben, so daß der pH der Masse im Bereich von zeichnet, daß die Temperatur der Aufschlämmung 1,7 bis 3,5, vorzugsweise von 2 bis 3, liegt, die Konim Bereich von 65 bis 95⁰C gehalten wird. zentration der gelösten Eisen(III)-ionen in der Masse

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, da- 40 weniger als 1 g/l beträgt unc" die Temperatur der durch gekennzeichnet, daß die Lösung, die das Masse 65 bis 95°C ist.

gelöste 3wertige Eisen enthält, eine Metallsulfat- Eine andere Ausführungsform des erfindungs-

lösung ist, die Zinksulfat enthält, die durch Aus- gemäßen Verfahrens besteht darin, daß ein Lösungslaugen von Zinkhütterückständen mit Säure an- strom mit gelösten Eisen(III)-ionen mit konstanter fällt oder durch Auslaugen von gerösteten Zink- 45 Dosierung in einen Reaktionskessel geleitet wird, blendekonzentraten, die Zinkferrit enthalten, oder Die Dosierung wird durch die Konzentration der durch Auslaugen von geeigneten Erzen, Konzen- Eisen(IlI)-ionen in der zuzuführenden Lösung betraten oder Rückständen, die sowohl Zink als auch stimmt und durch die Größe des Reaktionskessels. Eisen enthalten. Es wurde z. B. gefunden, daß bei einem Reaktions-

50 kessel mit 3,7 Liter eine konstante Dosierung von 12 bis 20 ml/Min, für eine Lösung mit 25 g/l Eisen(HI)-

ionen ausreichend ist. Die Dosierung eines geeigneten

Neutralisationsmittels zur Aufrechterhaltung eines pH von 1.5 bis 4 in der resultierenden Masse wird 55 durch bekannte Methoden durchgeführt.

Es wurde z. B. gefunden, daß die Zugabe des

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Entfernung Neutralisationsmittels als Aufschlämmung von feinvon 3wertigem Eisen aus eisenhaltigen Lösungen, verteilten Feststoffteilchen in Wasser in bequemer indem es in leicht abtrennbarer Form durch Neu- Weise mit einer Meßpumpe oder einer variablen tralisieren der Lösung ausgefällt wird. Insbesondere 60 Strömungsblende bzw. ähnlichen Vorrichtungen zum betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Entfernung Dosieren von Aufschlämmungen bewerkstelligt wervon Eisen(III)-ionen aus Metallsulfat-und/oder Metall- den kann. Das Neutralisationsmittel kann andererchloridlösungen. Das Verfahren ist insbesondere für seits auch als trockener Feststoff, z. B. mit Hilfe Zinksulfatlösungen geeignet, die Eisen(III)-ionen ent- einer Schraubendosiereinrichtung oder ähnlichen Vorhalten, die durch Auslaugen von Rückständen oder 65 richtungen, zugegeben werden. Die Dosierung kann gerösteten Zinkkonzentraten mit Schwefelsäure er- dabei durch Verändern der Geschwindigkeit der halten worden sind, die beträchtliche Teile an Zink- Schraube bestimmt werden. Die Zugabegeschwindigferrit enthalten. Die Erfindung betrifft weiterhin die keit des Neutralisationsmiüels kann manuell oder