DK143454B - Fremgangsmaade til ekstraktion af zinkferritholdigt materiale - Google Patents

Description

i 143454

Opfindelsen angår en fremgangsmåde til ekstraktion af zinkferritholdigt materiale, ved hvilken man eks-traherer dette materiale med varm fortyndet svovlsyre med en sådan styrke, at zinkferritterne går i opløsning, og 5 ved hvilken man udfælder det jern, der er gået i oplosning, i form af jarosit.

En sådan fremgangsmåde er kendt fra fransk patentskrift nr. 2.068.212. Ifølge den deri beskrevne fremgangsmåde behandles en rest, der er opnået ved neutral 10 udludning af ristet zinkerts med fortyndet svovlsyre, ved 95°C med svovlsyre, indtil der er nået en koncentration på 80-120 g pr, liter opløsning. Ved denne koncen tration er næsten alt zink og 80-90% af jernet gået i opløsning. Dette tilstedeværende bundfald indeholder 15 praktisk taget alt det i udgangsmaterialet tilstedevær rende bly og sølv og fraskilles fra opløsningen. Derpå neutraliseres opløsningen ved 95°C i nærværelse af alka li- og/eller ammoniumioner ved tilsætning af zinkoxid-holdigt materiale, fortrinsvis ristet zinkerts, til en 20 pH-værdi på 1,5. Det ved denne pH-værdl tilstedeværende bundfald omfatter hovedsageligt bundfaldet komplekst basisk jernsulfat (jarosit) med formlen MeFe2(SO^)2(OH)^, hvori Me betegner en Na+, K+, NH^+, Li+ eller Η^Ο+ ion, og fra det som neutralisationsmiddel anvendte ristede 25 zinkerts kommende zinkferritter ZnO.Fe2P^. Til genvinding af det i bundfaldet tilstedeværende zink udludes der ved en temperatur på 50-95°C med svovlsyre til et svovlsyreindhold på 10-70 g H^SO^ pr. liter. Herved går de i bundfaldet tilstedeværende zinkferritter i opløsnirg.

30 En ulempe ved denne fremgangsmåde er, at der ved en pH-værdi på 1,5 optræder problemer ved bundfældningen og frafiltreringen, da der foruden jarosit samtidig bundfældes varierende mængder Fe(OH)medens de anvendte udgangsmaterialers Si02-indhold giver vanskeligheder ved 35 arbejde i teknisk målestok med svagt sure opløsninger, der indeholder meget jern. Desuden opnås der ved udludning af bundfaldet for at få zinkferritter til at gå i opløsning en opløsning med et uønsket højt jernindhold.

143454 2

Formålet med opfindelsen er at tilvejebringe en fremgangsmåde, som ikke har de ovenfor anførte ulemper.

Dette formål opnås ifølge opfindelsen ved, at man danner jarositbundfaldet ved en svovlsyrekoncentration på 5 10-100 g/1 og en temperatur på mindst 50°C og fraskiller det opnåede bundfald, hvorefter man neutraliserer den opnåede opløsning med zinkferritholdigt materiale og derpå fraskiller den ved neutralisationen opnåede uopløselige rest, som indeholder jarosit og zinkferritter, og fører 10 den tilbage til svovlsyreekstraktionen.

Opfindelsen belyses nærmere ved hjælp af tegningen, hvorpå fig. 1 viser et rutediagram for en første fore-trukken udførelsesform for den omhandlede fremgangsmåde, 15 og fig. 2 et rutediagram for en anden, forenklet, foretrukken udførelsesform for den omhandlede fremgangsmåde.

Ifølge den i fig. 1 gengivne fremgangsmåde under-20 kastes ristet zinkoxidholdigt materiale 7 neutral udludning ved 2 med svovlsyre 1, eventuelt i nærværelse af et oxidationsmiddel, såsom Mn02 eller luft, for at oxidere eventuelt tilstedeværende jern(II)-forbindelser til jern(III)-forbindelser. Det i et derefter følgende 25 bundfældningstrin d2 fraskilte bundfald udludes i to trin 3 og 4 med varm svovlsyre i modstrøm, medens den i bundfældningstrinnet d2 opnåede zinksulfatopløs-ning føres til et rensningstrin p for derefter at benyttes til udvinding af zink ved elektrolyse. Den ved 30 elektrolysen gendannede svovlsyre, betegnet som udtømt elektrolyt, eller tilbageført syre, kan recirkuleres til opløsning af en frisk mængde zinkoxid.

Ved den varme udludning i trinnene 3 og 4 af det ovennævnte bundfald går de tilstedeværende zinkfer-35 ritter i opløsning i modsætning til de tilstedeværende ferritter af tunge metaller såsom sølv og bly. Disse ferritter er dannet ved tilberedningen af det ristede, zinkoxidholdige materiale ved ristning af zinksulfid- 3 143454 koncentrater.

Det i et bundfældningstrin d4 opnåede bundfald frafiltreres i et filtreringstrin f2· Den sølv- og blyholdige rest 12 kan anvendes til udvinding af disse 5 metaller. I et trin 5 neutraliseres opløsningen, som er opnået ved varm udludning med syre fra bundfældningstrinnet d^, og som indeholder 40-150 g H2S04 pr. liter og 10-50 g Fe pr. liter, med ristet materiale 7 og med ferritholdigt fast stof fra et andet bundfældnings-10 trin 8 for Fe, indtil opløsningen indeholder kun 10-100 g H2S04 pr. liter, således at jernet i opløsningen i nærværelse af alkali- og/eller ammoniumioner, tilført ved 9, og efter forudgående oxidation ved 50-100°C fraskilles fra opløsningen i form af et komplekst basisk 15 sulfat 11, som endnu kun indeholder en ringe mængde ferritter, let kan bundfældes i bundfældningstrinnet dg og kan frafiltreres i et filtreringstrin f^, og som har et zinkindhold på 1-3 vægt% afhængig af aciditeten i opløsningen, hvorfra det er bundfældet. Den fra det før-20 ste trin 5 kommende opløsning går efter bundfældning i bundfældningstrinnet dg til det andet trin 6, hvori opløsningen neutraliseres yderligere med ristet materiale 7, indtil opløsningen indeholder kun 2-10 g H2S04 pr. liter/ som følge deraf formindskes opløsningens jern-25 indhold til 1-2 g pr. liter. Ferritterne fra det ristede koncentrat opløses dog ikke her. Det i udfældningstrinnet dg fra opløsningen udfældede faste materiale 8 føres tilbage til det første trin 5, hvor de tilstedeværende zinkferritter opløses praktisk tages fuldstændigt 30 som følge af det tilstedeværende høje syreindhold, medens det komplekse basiske sulfat forbliver praktisk taget uændret, men tjener godt som podemateriale til krystallisation af jarosittet, således at jernudskillelsen i dette trin forløber lettere.

35 Efter bundfældning føres væsken 10 bort til trinnet 2, hvor den anvendes til neutral udludning af zinkoxidholdigt materiale.

Ifølge den i fig. 2 gengivne fremgangsmåde brin- 4 U3454 ges udtømt elektrolyt 1, med et indhold af 150-200 g I^SO^ pr. liter kommende fra zinkelektrolyseceller, ved 2 sammen med ristet materiale 3, indtil syreindholdet er formindsket til 10-100 g/1.Opløsningen opvarmes til 5 90-95°C. Som oxidationsmiddel tilsættes der Mn02· Samtidig tilsættes der alkali- og/eller ammoniumioner 4 for at fremme udskillelsen af jern som komplekst basisk sulfat, sammen med koncentreret syre for at kompensere for tabet af sulfationer med det komplekse basiske sulfat.

10 Under disse omstændigheder opløses zinkferritter praktisk taget fuldstændigt, ligesom naturligvis zinkoxi-det fra det ristede koncentrat, medens jernet udfældes som jarosit. Bundfældningen 5, filtreringen 6, og vaskningen kan udføres under fortrinlige omstændigheder, 15 og zinkindholdet i resten er meget ringe (1-5 vægt%).

Efter bundfældningen føres opløsningen, der pr. liter indeholder 10-100 g H^O^, til et andet trin 8, hvor den neutraliseres lidt efter lidt med ristet materiale 3, indtil pH-værdien er 5-5,5. Ferritterne i dette ri-20 stede materiale opløses i dette andet trin. Det i denne opløsning tilstedeværende jern udfældes derved for størstedelens vedkommende som jarosit og for restens vedkommende som Fe(OH)2 ved den sluttelige pH-værdi på 5-5,5.

Under disse omstændigheder er opløsningen efter bundfæld-25 ning i bundfældningstrinnet 9 ikke alene fri for Fe, men også for de øvrige urenheder (As, Ge, Sb og lignende), og opløsningen kan således føres bort til et rensningstrin 10.

De bundfældede faste stoffer 11 fra dette andet 30 trin 8 føres til det første trin, hvor zinkferritterne for størstedelens vedkommende opløses som følge af den deri herskende høje temperatur og syrekoncentration, medens det som jarosit bundfældede jern forbliver uændret og tjener som krystallisationskim for nydannet jarosit.

35 Det andet trin udføres under lignende omstændig heder hvad angår oxidation og temperatur som det første trin.

Fra tysk patentskrift nr. 1.948.411 kendes en lig-