DE2458478A1 - Verfahren und einrichtung fuer die reinigung von wasserloesungen von metallsalzen - Google Patents

Verfahren und einrichtung fuer die reinigung von wasserloesungen von metallsalzen

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DE2458478A1
DE2458478A1 DE19742458478 DE2458478A DE2458478A1 DE 2458478 A1 DE2458478 A1 DE 2458478A1 DE 19742458478 DE19742458478 DE 19742458478 DE 2458478 A DE2458478 A DE 2458478A DE 2458478 A1 DE2458478 A1 DE 2458478A1
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zinc
copper
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cadmium
granules
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DE19742458478
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Georgi Stojkov Dipl Bujukliev
Ilija Marinov Dipl Ing Iliev
Miladin Ivanov Dipl In Kolarov
Nikola Zanov Dipl In Kuntschev
Angel Dimitrov Dipl Ing Milkov
Kostadin Stankov Dipl Spassov
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NIPKI PO TZVETNA METALURGIA
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NIPKI PO TZVETNA METALURGIA
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    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01GCOMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G9/00Compounds of zinc
    • C01G9/06Sulfates
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B19/00Obtaining zinc or zinc oxide
    • C22B19/20Obtaining zinc otherwise than by distilling
    • C22B19/26Refining solutions containing zinc values, e.g. obtained by leaching zinc ores
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/44Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by chemical processes
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Description

  • VERFAHREN UND EINRICHTUNG FUR DIE REINIGUNG VON .fASSBJ^LOSUNGE,N VON METALLSALZEN LZt'M (Priorität: 12. Dezember 1973 - Bulgarien - Nr. 25 224) Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung-für die Reinigung von Wasserlösungen von Metallsalzen, insbesondere Zinksulfat-Wasserlösung von Kupfer und Cadmium.
  • Es sind Verfahren bekannt, bei denen die Reinigung mit Zinkpulver durch Mischen in Mischern mit einem Rauminhalt von 50 bis 100 m3 erfolgt. Das aus der Lösung zementierte Kupfer und Cadmium werden in der Form von Kupfer-Cadmiumkuchen durch Filtrierung entfernt.
  • Die Nachteile dieses Verfahrens sind: die Verwendung von Zinkpulver, das nach einem komplizierten technologischen Schema erhalten wird, wobei unvermeidlich Metallverluste entstehen; der Verbrauch von Zinkpulver ist mehrfach größer als der stöchiometrisch erforderliche; der Verbrauch ist besonders groß, wenn ein hoher Reinigungsgrad vom Kupfer und Cadmium hunter 0,2 mg/lit) erzielt werden muß; der Reinigungsvorgang dauert lang, was zur Rücklösung des zementierten Kupfers und Cadmiums führt, d.h. zu ihrem hohen Gehalt in der gereinigten Lösung.
  • Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem die Reinigung in einer Kolonne mit pulsierender Schicht aus Zinkgraxlulat erfolgt Die Rllsierunro des Granulats wird durch einen Pulsiermechanismus mit einer Amplitude von 1 1,5 bis 3 cm und einer Frequenz von 180 bis 200 Bewegungen pro Minute hervorgerufen.
  • Zur Erzielung der erforderlichen Volumenpulsierung des Granulats weist die Einrichtung eine kegelige Form auf.
  • Die Nachteile dieses Verfahrens liegen darin, daß diese Pulsierungen geringe Versetzungen der sich dicht aneinander berührenden Zinkgranalien hervorrufen. Die von dieser Versetzung der Granalien hervorgerufenen Reibungskräfte sind schwach und einseitig. Sie sind nicht genügend groß für die völlige Abtragung das sich auf der Oberfläche der Zinkgranalien bildenden Kupfer-Cadmiumkuchens. Dieser wird an die Oberfläche der Zinkgranalien gepreßt und unterbricht allmählich den Kontakt der Lösung mit dem Zink. Die sich aufwärts bewegende Lösung hilft zur Abtragung des Kuchens, doch diese Hilfe ist gering, infolge ihrer niedrigen Geschwindigkeit. Aus diesem Grund verschwindet allmählich die gesamte Reaktionsoberfläche der Granalien.
  • Die Geschwindigkeit der Reaktion nimmt dauern ab und die Reinigung der Lösungen von Kupfer und Cadmium wird verschlechtert.
  • Infolge des~Verdichtens der Granalienschicht in der Reaktionskammer wird nicht die gesamte Kuchenmenge, die für eine Zeiteinheit abgeschieden wird, hinausgetragen. Der in der Kammer verbleibende Kuchen verstopft allmählich die Poren zwischen den Granalien. Dies führt zwangslOufig zur Unterbrechung des Vorgangs. Das Verfahren hat keine Anwendung und Verbreitung gestunden.
  • Es ist deshalb die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Einrichtung für einen hohen Reinigungsgrad einer Zinklösung von Kupfer und Cadmium zu schaffen, bei denen die genannten Nachteile vermieden werden.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren besteht im folgenden.
  • Die von Kupfer und Cadmium zu reinigende Lösung wird unter DlOk in eine mit 7qrnkGranalien geftillte Re,akt,inmskammer Zll.s gefu}=t. Als Ergebnis der hohen Geschwindigkeit der Bewegung der Lösung werden die Granalien intensiv bewegt. Für diesen Zweck muß die Geschwindigkeit der Lösung von 0,08 bis 0,50 m/ sec betragen. Die Granalien führen eine intensive turbulente Bewegung in der ganzen Höhe der Reaktionskolonne aus. Als Ergebnis entstehen beträchtliche Reibungskräfte. Sie entstehen sowohl infolge der Berührung der Granalien untereinander und mit den Wänden der Reaktionskammer, als auch mit der sich bewegenden Lösung. Der sich auf, der Oberfläche der Zinkgranalien bildende Kupfer-Cadmillmkuchen wird augenblicklich abgetragen und mit der Lösung aus der Reaktionskammer hinausbefördert. Die frei werdende aktive Zinkoberfläche kommt in Reaktion mit dem sich in der Lösung befindenden Kupfer- und Cadmiumsulfat. Diese Substitutionsreaktion dauert 2 bis 3 Sekunden. Die stark entwickelte und dauernd erhaltene aktive Oberfläche der Zinkgranalien gewährleistet eine konstante Geschwindigkeit und Vollständigkeit der stattfindenden Reaktion.
  • Die hohe Bewegungsgeschwindigkeit der Lösung und der Granalien erlaubt kein Zurückbleiben von Kuchen in der Reaktionskammer, wodurch eine Kontinuität des Arbeitsvorgangs gewährleistet wird. Die Geschwindigkeit des Zementationsvorgangs wird vor allem von dem Verhältnis: aktiver Zementierungsagent zu beigemischtem Element (1000:1) bestimmt.
  • Die erfindungsgemäße Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens besteht aus drei Teilen: Verteilungseinrichtung 1 für die Zufuhr der Lösung, Reaktionskammer 2 zur Durchführung des Zementationsvorgangs und Einrichtung 3 zur Beschickung der Reaktionskammer mit Zinkgranalien. Die Reaktionskammer 2 ist mit der Verteilungseinrichtung 1 durch den Flansch 4 und das Verteilungsgitter 5 verbunden.
  • Die Form der Reaktionskammer ist zylindrisch. Dies ist eine erforderliche Bedingung zur Erzielung einer konstanten Geschwindigkeit der sich bewegenden Lösung in der gesamten Höhe der Reaktionskammer. Der Querschnitt der Reaktionskammer und ihre Höhe werden von der Menge und der Geschwindigkeit der durchfließenden Lösung, des gewünschten Reinigungsgrads der Lösung von Kupfer und Cadmium, und von dem Verhältnis zwischen diesen Parametern bestimmt. Bei einem willkürlichen Durchmesser der Reaktionskammer muß zur Erzielung einer Bewegung der Granalien zwecks guter Reinigung der Zinklösung von Kupfer und Cadmium bei einmaligem Durchgang, die Höhe der Reaktionskammer größer als 6 Meter sein.
  • Die Vorteile des erfindungsgemäßen Vorgangs sind die folgenden: Der Zementationsvorgang erfolgt mit Hilfe von Zinkgranalien, die bei niedrigen Selbstkosten hergestellt werden; der Zinkverlust wird herabgesetzt; der Vorgang ist kontinuierlich und hocheffektiv; die Lösung wird von Kupfer und Cadmium bis auf Spuren gereinigt, und zwar ohne hohen Zinkverbrauch; der erhaltene Kupfer-Cadmiumkuchen ist zwei-bis dreimal reicher an Kupfer und Cadmium und mehrfach ärmer an Zink; die Produktivität der Cadmiumabscheidung wird stark erhöht und die Betriebskosten für die Verarbeitung des'Kuchens werden herabgesetzt; der Kupfer-Cadmiumkuchen scheidet sich sehr schnell von der flüssigen Phase beim Niederschlagen aus; das Verfahren ist universell und kann auch bei anderen Zementationsvorgängen angewendet werden.
  • Die Vorteile der erfindungsgemäßen Einrichtung sind: Die Abmessungen des Zementators sind dutzende Male kleiner als die der bis jetzt verwendeten. Es werden die gesamte Produktionsfläche reduziert und die Kapitalanlagen stark herabgesetzt.
  • Die Erfindung wird durch das folgende Beispiel eingehender erläutert.
  • Beispiel Die zylindrische Reaktionskammer wird mit einer Schicht aus Zinkgranalien mit einer Dicke der unbeweglichen Schicht von 5 m und Granaliengröße 1 bis 5 mm beschickt. Beim Abbrechen des Vorgangs liegt im unteren Ende der Reaktionskammer die Schicht aus Zinkgranalien auf einem Rost auf. Unter dem Rost ist die Verteilungseinrichtung für die Zufuhr der ungereinigten neutralen Lösung angeordnet. Mit Hilfe einer Pumpe wird die Lösung in die Verteilungseinrichtung zugeführt und gelangt durch den Rost in die mit Zinkgranalien gefüllte Reaktionskammer. Als Ergebnis des Reaktionsprozesses bildet sich auf der Oberfläche der Granalien ein schwammförmiger Kupfer-Cadmiumkuchen, der von den Reibungskräften abgetragen wird; diese Reibungskräfte werden von der Geschwindigkeit der Lösung (0,15 m/sec) hervorgerufen. Die Temperatur der zum Reinigen zugeführten Lösung mit pH = 4,5 ... 4,6 beträgt 43 bis 46°C. Die aus dem Zementator ausgehende Lösung mit pH = 5,2 5,3 ist schwarz gefärbt infolge des in ihr dispergierten Kupfer-Cadmiumkuchens. Nach zwei Minuten klärt sich die Lösung.
  • Die Ergebnisse einer beispielsweisen Verwirklichung der Erfindung bei einer Geschwindigkeit der Bewegung der Lösung von 0,15 m/sec sind in der folgenden Tabelle angegeben.
  • Tabelle Wr. des Zusammensetzung Zusammensetzung Zusammensetzung des Versuchs der Ausgangslö- der gereinigten Kupfer-CadmiumMusung, mg/lit Lösung, mg/lit chens, % Cu Cd Cu Cd Cu Cd Zn 1 280 460 Spuren 0,8 12,30 16,70 22,45 2 400 430 Spuren 0,5 15,60 18,95 15,20 3 250 450 Spuren Spuren 16,11 30,47 5,30 4 300 470 Spuren Spuren 16,96 28,30 7,20 Die Unterschiede in den Ergebnissen der-Zusammensetzung der gereinigten Lösung in der Tabelle sind das Ergebnis der sich innerhalb bestimmter Grenzen ändernden Bewegungsgeschwindigkeit der Lösung.

Claims (3)

Patentansprüche
1. Verfahren zur die Reinigung von Wasserlosungen von Metallsalzen, insbesondere Zinksulfat-Wasserlösung von Kupfer und Cadmium, mit Hilfe einer beweglichen Schicht aus Zink- oder anderen Granalien, d a d u r c h g e k e n n z e i-c h -n e t , daß die Lösung im Gegenstrom aufwärts mit einer Geschwindigkeit von 0,08 bis 0,5 m/sec zugeführt wird.
2. Einrichtung für die Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus drei fest untereinander verbundenen Teilen, nämlich Verteilungseinrichtung für die Zufuhr der Lösung, Reaktionskammer zur Durchführung des Zementationsvorgangs und Einrichtung für die Beschickung der Reaktionskammer mit Zinkgranalien, d a d u r c h g e k e n n z e i c h -n e t , daß die Reaktionskammer (1) ein Zylinder ist.
3. Einrichtung nach Anspruch 1 und 2, d a'd u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß die Höhe der Reaktionskammer (2) größer als 6 m ist.
Leerseite
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