DE2208086B2

DE2208086B2 - Process for separating zinc impurities from technical sodium aluminate liquors obtained by the Bayer process

Info

Publication number: DE2208086B2
Application number: DE2208086A
Authority: DE
Inventors: Robert Gardanne Magrone (Frankreich)
Original assignee: Pechiney Ugine Kuhlmann SA
Current assignee: Pechiney Ugine Kuhlmann SA
Priority date: 1971-02-22
Filing date: 1972-02-21
Publication date: 1973-09-13
Also published as: CH546706A; YU42472A; GB1373843A; AU466673B2; IT960254B; AU3917172A; DE2208086A1; ES400027A1; FR2126059A1; ZA721110B; YU24272A; JPS5514049B1; FR2126059B1; CA962456A; OA03990A; YU39456B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Zink, das in den Aufschlußlausien für Bauxit nach dem Bayer-Verfahren enthalten ist. wenn als Ausgangsmaterial bestimmte Bauxitarten ν erwendet werden, die bis zu 0.05 " <> Zink enthalten.The invention relates to a method for separating zinc, which is in the digestion louvers for Bauxite is contained according to the Bayer process. if certain types of bauxite ν are used as the starting material containing up to 0.05 "<> zinc.

Eis ist bekannt, das beim Aufschluß von bestimmten Bauxitarten aus Jamaica oder Haiti auftretende Zink abzutrennen, indem man die verdünnte und durch Absitzenlassen vom Rotschlamm abgetrennte .Aluminallauge mit einer Lösuni: von Natriumsulfid behandelt. Damit der feine Niederschlag von ZnS auf dem Sieherheitsfilter zurückgehalten wird, welches dom Absitzbehältcr nachgeschaltet ist. wird der Lauge ein Filterhilfsmittel, im allgemeinen Kalk, zugesetzt. y>Ice is known to be used in the digestion of certain Separate zinc occurring from Jamaica or Haiti by diluting the bauxite and Aluminum liquor with a solution of sodium sulfide, separated from the red mud by allowing it to settle treated. So that the fine precipitate of ZnS is retained on the security filter, which dom Absitzbehältcr is downstream. a filter aid, generally lime, is added to the lye. y>

Dieses Verfahren ist anwendbar, weil der Na₁O-Gehalt dieser Laugen 120 g 1 nicht überschreitet. Für die europäischen zinkführenden Bauxite ist es aber nicht ausreichend, weil diese Bauxite schwerer aufzuschließen sind und deshalb Aufschlußlaugen mit einem höheren NaOH-Gehalt \ erwendet werden müssen als für die obeneenaniucn Mineralien. Infolgedessen haben die Aluminatlaugen nach dem Verdünnen einen Na.,O-Gehalt im Bereich von 150 bis 165 g 1. Da andererseits die im Bauxit enthaltene Zinkmenge nicht sehr hoch ist. bleibt die stark alkalische Lösung leicht mit Zinksultid übersättigt, und dessen Ausfällung erfolgt weder vollständig noch regelmäßig, selbst in Gegenwart eines Überschusses an Natriumsulfkl. ß;This method can be used because the Na ₁ O content of these alkalis does not exceed 120 g 1. However, it is not sufficient for the European zinc-bearing bauxites, because these bauxites are more difficult to digest and therefore digestion liquors with a higher NaOH content must be used than for the above-mentioned minerals. As a result, the aluminate liquors after dilution have a Na., O content in the range from 150 to 165 g 1. Since, on the other hand, the amount of zinc contained in bauxite is not very high. the strongly alkaline solution remains slightly oversaturated with zinc sulphide, and its precipitation does not occur either completely or regularly, even in the presence of an excess of sodium sulfide. ß;

F-.s verbleibt dann in der Lauge eine solche Menye ZinksuKid gelöst, daß der Zinkgehalt im Tonerdetrihydrat 100 ppm übersteigt, den Grenzwert, oberhalb dessen die Tonerde nicht ir.ehr für die Herstellu ni von Aluminium durch Elektrolyse verwende; v.erden kann.Such a menye then remains in the liquor ZinksuKid solved that zinc content in the alumina trihydrate 100 ppm exceeds the limit value, above of which the clay is not really useful for the manufacture use ni of aluminum by electrolysis; v. can earth.

Der Ertindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, da-. Zink d^ranVnzuirennen. daß der Anteil dieses Metall* im Ton. rdetrilndrat wenige; als liMipp;y.The invention is now based on the task there-. Zinc run through. that the proportion of this Metal * in clay. rdetrilndrat few; as liMipp; y.

beträgi.amount

Eriniduniisexmäß wird die-e Aufgabe dadurch gelöst, daß man der Lauge vor dem Abtrennen de* Ro-.schlamms eine ausreichende Menge Zink zusei/;, damit Je: Gehalt an Zinksuliid im Augenblick de-Ausfailuni mindestens o.lSgl Aluminatlauge beträsit. un-fdaß ir.an zum A.isfällen Natriutnsulnd i:-, einer Menge \on ".125 bis 0.2 gS~" 1 zu reinigende .\^:uminat!ösunn \ erwendet.According to the standard, this problem is solved by adding a sufficient amount of zinc to the lye before separating the ro-sludge so that the zinc sulide content at the moment of failure is at least 100% aluminate lye. un-fthat ir.an for the precipitation of ice natriutnsulnd i: -, an amount \ on ".125 to 0.2 gS ~" 1 to be cleaned. \ ^: uminat! ösunn \ used.

Mit den angegebenen Zmksulfidmengen brauchdas Auftreten einer Übersättigung nicht mehr befürchtet zu werden. Der verwendete Überschuß ..r. NatriumMilud verringert das Löslichkeitsprodukt von Zinksuiiid auf unter" lOmgl. trotz der sehr hoher, Konzentration der Lösung an Natronlauge. Schließlich wird, da nie Ausfällung in der verdünnten Laug;. \or dem Abtrennen des Rotschlamms stattfindet, daiiefällte Sulfid in diesem Rotschlamm zurückgehalten, und es brauch; daher kein Filterhilfsmittel mehr zugesetzt zu werden.With the specified amounts of zinc sulfide There is no longer any fear of oversaturation occurring. The excess used ..r. Sodium Milud reduces the solubility product of Zinc uiiid on under "lOmgl. Despite the very high, Concentration of the solution in sodium hydroxide solution. Finally, there will never be any precipitation in the dilute liquor. \ before the separation of the red mud takes place as it fell Sulphide held back in this red mud and need it; therefore no more filter aid to be added.

Das errindunesiiemäße Verfahren wird \orteilhar. in zwei etwas unterschiedlichen Abwandlungen durchgeführt. The normal procedure is advantageous. carried out in two slightly different modifications.

Gemäß der einen Ausführungsform wird synthetisches Zinksulfid mit großer spezifischer Oberfläche hergestellt und der Aluminatlauge gleichzeitig rnr, der~Nairiumsulfidlösung beim Eintritt in den Absitzbehälter für den Rotschlamm zugesetzt (Punkt.-! de* Fließschemas). Das feinteilige Sulfid dient als Keimbildner, um die Übersättigung der Lauge mit Zinksultid zu verhindern, welches aussehend von de" in der Rotschlammsuspension enthaltenen Natriumzinkat auscefälll wird. Die zuzusetzende Menge Zinksultid liegt in der Größenordnung von 0.2 g 1 Aluminatlauge. According to one embodiment, synthetic Zinc sulphide with a large specific surface produced and the aluminate liquor at the same time rnr, the ~ Nairium sulfide solution when entering the sedimentation tank added for the red mud (point -! de * flowcharts). The finely divided sulfide serves as a nucleating agent, in order to prevent the lye from being oversaturated with zinc sulphide, which looks from de " Sodium zincate contained in the red mud suspension is precipitated. The amount of zinc sulphide to be added is of the order of 0.2 g 1 aluminate liquor.

Diese Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist sehr wirksam und erfordert Sultidionen-Konzentrationen (S~~) von lediglich 0.125 bis 0.160g I in Form von Natriumsulfid. wie in der folgenden Tabelle 1 angegeben.This embodiment of the method according to the invention is very effective and requires sulfide ion concentrations (S ~~) from only 0.125 to 0.160g I in the form of sodium sulfide. as indicated in Table 1 below.

Table 1

/tlN.llZ/tlN.llZ Cehali derCehali the Gehaltsalary ΓίΙΓΓίΙΓ AluminatlaugeAluminate liquor AliiminallauceAliiminallauce i Na..S berechneti Na..S calculated Zn nach derZn after the Zn im TonerikZn in the toner ZnSZnS ! "al* S--! "as-- Behandlungtreatment hyd rathyd rat mg 1mg 1 ' mg 1'mg 1 mg 1mg 1 ppmppm 200200 ' 125'125 9.S9.S 075075 200200 : 160: 160 7.07.0 62.562.5 2(102 (10 ^: 200 ^: 200 Γι. SΓι. S. 6060 "¹IIO" ¹ IIO 240240 v4v4 42.542.5

Zur Herstellung des Zinksullids mit großer spezifischer Oberfläche wird von einer Zinksulfatlösung ausgegangen und diese mit Natronlauge langsam bis zum pH-Wert 7.1 neutralisiert. Man erhält ein Gel aus Zinkhydroxid mit großer spezifischer Oberfläche, dem sehr langsam eine verdünnte NatriumsullidlöMing zugesetzt wird, um das Hydroxid in Sulfid umzuwandeln, ohne die spezifische Oberfläche zuA zinc sulphate solution is used to produce the zinc sulphate with a large specific surface and this slowly neutralized with sodium hydroxide solution to pH 7.1. A gel is obtained made of zinc hydroxide with a large specific surface, which very slowly a diluted sodium sulphide solution is added to convert the hydroxide to sulfide without increasing the specific surface area

^eriindem. Nach 12- bis 24stündigem Ruhenlassen wird das Zinksuliid abdekantiert und in Wasser suspendiert. Diese Suspension mit bekanntem Gehali j:!i Zmksuliid wird al-. kristallkeimbiluner verv.endet.^ eriindem. After resting for 12 to 24 hours the zinc sulfide is decanted and suspended in water. This suspension with known Gehali j:! i Zmksuliid becomes al-. crystal seed biluner used.

Das Ausfallen des in der \erdünnien Rotschlammsuspen-ion enthaltenen Natnumzinkats in Form ν · ;i /'iiiksuiiid wird durch die nleichzcitiiie Zugabe von Zmksuliid mit großer spezifischer Oberfläche und der berechneten Menge Sulfidionen, z. B. in Form einer Na₁S ^l)H..O-Lösung. enthaltend lOglS"-. hervorgerufen. Die verdünnte rotschlanimhakiiie Suspen- >·i·ιri wird 1 Stunde bei HH) C gerührt. be\or man die FesistotTe absitzen UiBi. D',e klare Lösung bzw. Lauge v. ird dann in den Sicherheitsriiter geleitet.The precipitation of the sodium zincate contained in the thin red mud soup in the form ν; i / 'iiiksuiiid is made possible by the simultaneous addition of calcium with a large specific surface and the calculated amount of sulfide ions, e.g. B. in the form of a Na ₁ S ^l ) H..O solution. containing lOglS "-..... The diluted caused suspensions rotschlanimhakiiie> · i · ιri is stirred for 1 hour at HH) C be \ or to the FesistotTe settle UiBi D ', e v clear solution or liquor then IRD in the Security rider headed.

Gemäß der zweiten Ausführungsform des Verfall- :".!]- nach der F.rfmdung wird ein Zinksalz m Gemiscb. mit Bauxit und der AuischlulMauge (Punkt ß des Fließschemas) zugesetzt derart, daß der Gehalt an gelöstem Zink in Form von Natriumzinkat vor der Reinigung 0.1 2 1 beträft. Gern!.:'· einer bevorzueten Ausführungsform dieser Verfahrensweise wird dem Bauxit Zinkblende zugesetzt, ein natürlich vorkommendes Zinksulfid. Dieses wird gleichzeitig mit dem Bauxit \on der heißen und konzentrierten Natronlauge aufgeschlossen und wandelt sich in Zinkat um. Die zuzusetzende Mensie an Zinkblende beträgt 0.1 S bis 0.2 g ZnS 1 Aufschlußlauge.According to the second embodiment of the decay: ".!] - after the F.rfmdung a zinc salt is m Gemiscb. with bauxite and the AuischlulMauge (point ß of the flow chart) added in such a way that the content 0.1 2 1 of dissolved zinc in the form of sodium zincate before cleaning. Gladly!.: '· To favor one Embodiment of this procedure, zinc blende, a naturally occurring one, is added to the bauxite Zinc sulfide. This becomes hot and concentrated at the same time as the bauxite Sodium hydroxide dissolved and converted into zincate. The amount to be added to zinc blende is 0.1 S to 0.2 g ZnS 1 digestion liquor.

Nach dem Aufschluß und dem Verdünnen und \or dem Abtrennen des Rotschlamms erh'ih man dann eine Lösung, die ausreichend Natriumzinkat enthalt, damit das durch Reaktion mit dem Natriumsuliid ausgefällte Zinksulfid keine übersättigte Lösunvi bildet.After the digestion and the dilution and before the separation of the red mud one increases then a solution that contains enough sodium zincate to react with the sodium sulfate Precipitated zinc sulfide is not a supersaturated solution forms.

Diese Abwandlung des Verfahrens ist wirtschaftlicher als die erste, weil kein synthetisches Zinksulfid hergestellt werden muß. Zwar läßt sich der Zinkgeh;.,1 nicht so weit verringern wie mit Hilfe der ersten Abwandlung, es werden aber ausreichende Werte erzielt, damit das anger.'rebte Ziel erreicht wird.This modification of the process is more economical than the first because no synthetic zinc sulfide is used must be made. It is true that the zinc content cannot be reduced as much as with the help of the first modification, but sufficient values are achieved so that the stated goal is achieved will.

In der folgenden Tabelle 2 sind die Ergebnisse für einen Bauxit aus Jugoslawien zusammengefaßt, der ohne diese Reinisuncsbehandluna ein Tonerdetrihvdrat geliefert hätte, das aK A langsmatenal fur die Herstellung von Aluminium nfolge seines hohen Zinkgehalfes nicht verwertbar gewesen ware.The following table 2 summarizes the results for a bauxite from Yugoslavia, the without this cleaning, an alumina trihydrate would have delivered the aK A long material for the Manufacture of aluminum due to its high Zinc content would not have been usable.

Table 2

Na-S. bcrcchn.·:Na-S. bcrcchn.:

ZnS in der ^"s- - in der /n in Jer Zn :mZnS in the ^ "s- - in the / n in Jer Zn: m

Aut's.hiuß- 'Kof-ehl-imm- ' 'retiandeUen ["rihvjraiAut's.hiuss- 'Kof-ehl-imm-' 'retiandeUen ["rihvjrai

suspensionsuspension !! 1 LS1 LS my Imy I mg 1 jmg 1 j mg Img I. 1 1.41 1.4 412412 00 MM. 1212th 122122 (iO(OK 240240 S.¹·P. ¹ IISIIS 120120 240240 s.ss.s 125125 ISOISO roro 1LS I1LS I S h S h 2OC2OC M ;M; S5S5 240240 122122 240 I240 I. 2(io ■2 (io ■ S". 5S ". 5 240 ^; 240 ^;

Die Tabelle zeigt, daß die Mir^estmenge Zinkblende, die zugesetzt werden muß. um den Zinkgehali in Hydrat unter 100 ppm zu senken, etwa ISO mg ! betraut: unterhalb dieses Wertes läßt sich die Übersättisfun» mit Zinksulfid nicht vollständig verhindern, auch nicht mit einer Dosis von 0.24 g S~ " 1.The table shows that the amount of zinc blende, which must be added. about the Zinkgehali in hydrate below 100 ppm, around ISO mg! entrusted: below this value the oversaturation function can be not completely prevent it with zinc sulfide, not even with a dose of 0.24 g S ~ "1.

Eine Dosis über 0.200gl ZnS ist schädlich, v.eii beim Erhöhen des Zinkgehaltes über den erforderlichen Wert auch die Dosis Natriumsulfid erhöht werden muß. ohne Vorteil für das Endergebnis.A dose above 0.200 gl ZnS is harmful, v.eii if the zinc content is increased above the required level, the sodium sulfide dose is also increased must become. with no benefit to the end result.

Die Fällunssbedingungen für die Versuche in I abelle 2 waren dieselben wie für die erste Abwandlung des \'erfahrens gemäß Tabelle 1 beschrieben.The precipitation conditions for the experiments in Table 2 were the same as described for the first modification of the procedure according to Table 1.

Selbstverständlich' können beide Abwandlungen des Verfahrens miteinander Kombiniert werden, indem »leichzeitig Zinkblende dem Bauxit vor deir Aufschluß und synthetisches Sulfid mit großer spezifischer Oberfläche im Zeitpunkt der Ausfällung zugesetzt werden. Die Menge dieses letzteren Raktionspartners kann dann beträchtlich verringert werden, verglichen mit der für die erste Abwandlung beschriebenen Mense.Of course, both variations can be used of the process can be combined with each other in that »zinc blende is at the same time in front of the bauxite Digestion and synthetic sulphide with a large specific surface are added at the time of precipitation will. The amount of this latter reaction partner can then be reduced considerably, compared to the mense described for the first variation.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

2 086 claims:

1. ancestors on for separating \ ¹ zinc .erunreimgungen technical Natriumaiuminatlösungen which are erlialten by digesting zinki'ührenden bauxites according to the Bayer process, wherein the soluble sodium zincate by adding sodium sulfide to the aluminate liquor after dilution in insoluble * Zinksuitid is transferred, characterized in that sufficient zinc is added to the liquor before the red mud is runned off so that the zinc sulphide Ciehah at the point of precipitation is at least 0.125 alumina solution, and that for precipitation one NmriuniMilfid in an amount corresponding to 0.125 up to 0.2 gS ~ 1 aluminate liquor to be cleaned is used.

2. The method according to claim 1. thereby marked 2c draws that zinc can be used as a synthetic zinc sulphide with a large specific surface area an amount of ti.2 g at the same time with sodium sulfide in an amount corresponding to n.125 bis (LHMiglS "of the diluted suspension of the Red mud adds.

3. The method according to claim 1, characterized in that «ekennzeiehnei. that n-v. the zinc as sphalerite in an amount O.ISO to 0.20OgIZnS in a mixture with bauxite in the AufschlußlauüC introduced and the sodium sulfide of the diluted suspension of the red mud zusev ¹ ..