EA025376B1

EA025376B1 - Гидрометаллургический способ извлечения цинка в сернокислой среде из сульфидных цинковых концентратов с высоким содержанием железа

Info

Publication number: EA025376B1
Application number: EA201370115A
Authority: EA
Inventors: Франсиско Хосе Тамарго Гарсия
Original assignee: Там 5, С.Л.
Priority date: 2012-07-16
Filing date: 2012-07-16
Publication date: 2016-12-30
Also published as: MX2013006445A; EP2730667A1; US20140212348A1; EP2730667B1; AU2012350339A1; CN103748242A; ES2719073T3; JP6073473B2; US9463986B2; EA201370115A1; MX349844B; CN103748242B; WO2014013092A1; PL2730667T3; KR101603826B1; EP2730667A4; JP2015527491A; CA2821752A1; KR20140068800A; CA2821752C

Abstract

Данный способ основан на рециркуляции раствора, не содержащего железа, или раствора с низким содержанием железа таким образом, чтобы полученные условия конечной кислотности были идеальными для эффективного осаждения железа в виде ярозита. В варианте осуществления настоящего изобретения цинковый концентрат подвергают следующим этапам, на которых: a) проводят обжиг по меньшей мере части цинкового концентрата; b) проводят выщелачивание нейтральным растворителем, при котором растворяют оксид цинка; c) проводят выщелачивание кислотой, при котором выщелачивают ферриты цинка; d) проводят восстановление Fe, содержащихся в растворе, до Feпосредством добавления цинкового концентрата и разбавления его раствором сульфата цинка, полученном на этапе (f), для снижения концентрации Fe; e) проводят нейтрализацию кислотности в растворе при помощи огарка; f) проводят окисление железа и осаждение ярозита без загрязняющих твердых частиц посредством введения кислорода или обогащенного кислородом воздуха и добавления щелочи либо соли Naили NH.

Description

Настоящее изобретение описывает гидрометаллургический способ извлечения цинка и других ценных металлов, характеризующийся высокой степенью извлечения и образованием чистых остатков при производстве электролитического цинка из сульфидных цинковых концентратов. Данный способ особенно подходит для обработки различных видов цинковых концентратов, особенно тех, которые имеют высокое содержание железа и очень хорошо адаптирован для таких производственных предприятий, на которых применяют способы, известные как ярозит-, гетит-процессы или процессы прямого выщелачивания, улучшая результаты как в отношении эффективности извлечения металла, так и качества образующегося остатка.

Предпосылки настоящего изобретения

Для получения металлического цинка из его сырьевых материалов, главным образом сульфидных цинковых концентратов, применяли как пирометаллургический, так и гидрометаллургический пути, хотя первый из них, очевидно, выходит из употребления вследствие высоких эксплуатационных расходов и экологических проблем, связанных с данным способом. Гидрометаллургические способы преимущественно следуют КЕЕ направлению (обжиг, выщелачивание, электровыделение), хотя на некоторых очень немногих предприятиях избегают обжига концентратов либо потому, что на них проводят способ прямого выщелачивания концентрата под давлением в автоклавах или при атмосферном давлении.

До середины 60-х годов на предприятиях по электролитическому получению цинка для выщелачивания применяли этап выщелачивания нейтральным растворителем и этап выщелачивания слабой кислотой. Данный способ позволял извлекать цинк, содержащийся в форме оксида в огарке, продукте обжига, в то время как цинк, связанный с железом в форме ферритов цинка, не выщелачивался. Данный способ давал степени извлечения цинка от 85 до 90%, оставляя остаток с содержанием цинка 17-20%, в котором концентрировались ферриты цинка.

В 1965 г. в промышленных масштабах начали применять способ, известный как ярозит-процесс, как описано в документах Е8 34601, Е8 385575 и N0 108047. Внедрение данного способа стало важным шагом для успешного увеличения степеней извлечения цинка выше 90%. Наряду с выщелачиванием нейтральным растворителем данный способ также включает два или более этапа выщелачивания кислотой, в которых солюбилизированные цинк и железо, содержащиеся в ферритах цинка, образуют сульфат цинка (Ζη80₄) и сульфат трехвалентного железа (Ее₂(80₄)₃), при этом, в то же время, позволяя отделять остаток, содержащий свинец и серебро, которые находятся в огарке. После этого данный раствор, содержащий Ре⁺⁺⁺ в форме сульфата и имеющий остаточную кислотность, необходимую для удержания Ре⁺⁺⁺ в растворе, обрабатывали при помощи огарка в присутствии такого катиона, как Να'. К+ или ΝΗ4⁺ при определенных условиях, необходимых для частичного снижения кислотности и облегчения осаждения железа в виде ярозита - основного сульфата, имеющего формулу Ме(804)₂Ре₃(0Н)₆, где Ме может быть одним из вышеуказанных катионов. Позднее внедрение этапа промывки ярозита кислотой сделало возможным увеличение степени извлечения до 97%. Данный способ является эффективным и его эксплуатационные расходы очень конкурентоспособны.

Вариант ярозит-процесса, известный также как конверсионный процесс, описан в документе СА 1094819. Данный способ отличается от вышеописанного способа тем, что как выщелачивание ферритов, так и осаждение железа в виде ярозита, проходят одновременно, хотя в данном способе невозможно отделить свинцово-серебряный остаток с получением в конце отдельного остатка, содержащего все железо в виде ярозита, а также свинец, серебро и оксид кремния, содержащиеся в огарке.

Другой вариант ярозит-процесса описан в документе И8 4305914 15 декабря 1981 г. Этот способ, в ''' котором раствор, содержащий Ее в растворе, полученный на этапе выщелачивания кислотой, охлаждают, и после того, как присутствующая кислотность позже частично нейтрализована, раствор вновь повторно нагревают в присутствии такого катиона, как Να', К' или ΝΗ₄+ для осаждения ярозита после его разбавления раствором сульфата цинка с целью предотвращения кислотности, образующейся во время осаждения железа, присутствующего в виде ярозита, которая является настолько высокой, что предотвращает процесс осаждения. Такая последовательность исключает потребность в нейтрализации при помощи огарка, получая ярозитовый остаток с низким содержанием тяжелых металлов. Тем не менее, данный способ экономически неэффективен и, следовательно, никогда не развивался в промышленных масштабах.

Другой способ, разработанный через несколько лет после ярозит-процесса, известный как гетитпроцесс, описан в документе СА 873262. Как и в случае ярозит-процесса, данный способ включает этап выщелачивания нейтральным растворителем и один или более этапов выщелачивания кислотой, осуществляемые в противотоке, на которых ферриты выщелачивают одновременно с возможностью отделения свинцово-серебряного остатка. Раствор, полученный в результате выщелачивания кислотой, обрабатывают цинковым концентратом для восстановления трехвалентного железа (Ее''') до двухвалентного железа (Ее⁺⁺). За этим следуют этап предварительной нейтрализации, на котором часть существующей кислотности нейтрализуют при помощи огарка, и последующие этапы окисления железа и осаждения, приводящего к образованию гетита (Ее0(0Н)), в которых также применяют огарок для нейтрализации кислотности, образующейся при образовании гетита, и применяют кислород для окисления Ее до Ее . В ходе данного способа образуется остаток, который в некоторой степени более обогащен железом, от 30

- 1 025376 до 40%, по сравнению с процентным содержанием, полученным при ярозит-процессе, в котором содержание железа в полученном остатке составляло, как правило, от 28 до 32%. Однако степень извлечения цинка при данном способе более низкая, чем таковая, полученная при ярозит-процессе. В то время как обычное конечное содержание цинка, найденного в остатке, полученном при ярозит-процессе, как правило, составляет 3-4% цинка, конечный остаток, полученный при гетит-процессе, содержит до 8-10% цинка.

Вариант гетит-процесса, в котором применяют парагетит, дает результаты, аналогичные описанным выше.

На сегодняшний день существует определенное число предприятий по электролитическому получению цинка, комбинирующих традиционный (КЬЕ) способ с прямым выщелачиванием концентратов. Обычно на данных предприятиях образуется конечный остаток, содержащий железо (в большинстве случаев в виде ярозита) и также свинец, серебро и оксид кремния, содержащиеся в обработанных сырьевых материалах наряду с элементной серой, которая образуется в ходе процесса прямого выщелачивания.

Основные недостатки данных способов могут быть кратко изложены ниже:

степени извлечения цинка, хотя и являются приемлемыми, в наилучших случаях не превышают 97%, в то время как на большинстве предприятий, на которых применяют данные способы, общее извлечение находится в пределах от 94 до 96,5%;

процентное содержание свинца и серебра, извлеченных из свинцово-серебряного остатка, обычно не превышает 60-70% от общего содержания этих металлов в огарке; на многих из этих предприятий степень извлечения данных металлов зачастую составляет около 50%; оставшееся содержание переходит в железный остаток, таким образом, загрязняя его;

степень извлечения меди не превышает 80%, хотя железный остаток содержит значительные количества этого металла;

количество примесей, сопутствующих железному остатку, ярозиту, гетиту или парагетиту (цинк и свинец, как уже отмечалось выше, а также мышьяк и/или медь в случае, когда цинковые концентраты обработаны со значительным содержанием этих элементов) означает, что данный остаток нельзя применить для любого другого способа и нужно хранить в защищенных отстойниках для поддержания охраны окружающей среды; в случае ярозита экологические нормы не позволяют хранить его в форме, в которой он образуется в процессе производства цинка, и, следовательно, его сначала нужно перевести в неактивное состояние путем смешивания с известью и цементом (ярофикс-процесс) перед тем, как его будут хранить в защищенных отстойниках;

в настоящее время в определенных странах уже запретили практику хранения данного вида остатка (Нидерланды, Япония, Австралия), в то время как в другой группе стран позволяют хранить его в существующих отстойниках, но больше не выдают разрешений на строительство новых отстойников (Франция, Бельгия, Германия); данная ситуация носит все более ограничительный характер, поскольку возрастает экологическая нагрузка, требуя более чистых и более эффективных технологий для производства электролитического цинка.

Следовательно, каждая новая технология, предназначенная для применения в данной области техники, должна обеспечивать максимальные степени извлечения металла при конкурентоспособных эксплуатационных расходах и образование только экологически приемлемых остатков, которые, в свою очередь, можно выгодно применять в других промышленных способах, исключая потребность в постоянном хранении - технологии, которую, как было указано выше, больше не разрешают к применению в некоторых странах и которая, предположительно, также должна быть запрещена в других странах в недалеком будущем. В связи с этим в течение последних 30-ти лет проводилась интенсивная исследовательская работа в области производства цинка с целью поиска применимого и экономически конкурентоспособного способа, который бы имел высокую степень извлечения металла, хотя до настоящего времени не было найдено удовлетворительного решения. Один из многочисленных примеров, связанных с этими работами, который можно привести, описан в документе И8 4305914. При способе, описанном в нем, делают попытку получить ярозитовый осадок с низким содержанием цветных металлов для улучшения реализации ярозита на рынке.

В документе νθ 02/46481 А1 описывают способ, который возник в соответствии с вышеуказанным требованиям, поскольку он не требует нейтрализующего средства для железа, осаждающегося в виде ярозита. Данный способ следует направлению гетит-процесса, поскольку, наряду с выщелачиванием нейтральным растворителем, он включает один или несколько этапов выщелачивания кислотой, за которым следует этап восстановления, на котором Ге восстанавливают до Ге в присутствии цинкового концентрата, и этап нейтрализации, во время которого применяют огарок для частичной или полной нейтрализации кислотности, присутствующей в растворе. В результате, вместо продолжения процесса, который может привести к осаждению железа в виде гетита, ярозит осаждается посредством введения кислорода в присутствии ионов натрия, калия или аммония, а также значительной рециркуляции твердых частиц ярозита при температурных условиях, близких к температуре кипения раствора. Однако данный способ представляет собой ряд трудностей, которые, вероятно, являются причиной того, что его нельзя

- 2 025376 применить в промышленных масштабах. Более того, очевидно, что рабочая кислотность в ходе этапа осаждения ярозита зависит от количества железа, осажденного в виде ярозита, и, следовательно, чем больше концентрация железа в начале этого этапа, тем больше железа осаждается, и, соответственно, тем выше конечная кислотность, при которой осаждается железо. С целью достижения приемлемого процентного содержания осажденного железа, осуществляемого при уровнях высокой кислотности, необходимо, с одной стороны, повысить рабочую температуру до значений, близких к температуре кипения. Это влечет за собой неприемлемый риск для людей и оборудования, за исключением тех случаев, когда применяют автоклавы. С другой стороны, как показано на примере, представленном в том же документе, необходимо репиркулировать большие количества зерна ярозита (хотя в данном документе не упоминают о том, что это необходимо сделать путем рециркуляции слива из сгустителя ярозита), что также делает необходимым на данном этапе значительное увеличение потока и процентного содержания твердых частиц (в соответствии с примером, показанным в данном документе, циркулирующий поток с высоким содержанием взвешенных твердых частиц был увеличен в ходе этого этапа более чем на 100%). Результатами, следующими из обязательных условий работы, являются высокое потребление пара, увеличение объемов необходимого оборудования и существенное увеличение потребления флокулянта.

Доказательством отсутствия успеха на сегодняшний день является то, что на данный момент не применяют никакие из способов, в которых делают попытки улучшить качество железного остатка, и этот остаток продолжают хранить в защищенных отстойниках, за исключением предприятий, на которых вырабатывают гематит, и таких, на которых применяют пирометаллургические способы для обработки остатков.

В РСТ патентной заявке Е§ 2011/070265 описывают способ, сходный с описанным в документе νθ 02/46481А1. Основным различием, представленным в способе, описанном в данном документе, является то, что максимальная рабочая кислотность ограничена, тем самым ограничивая допустимое содержание железа в исходном растворе и применение незагрязняющих нейтрализующих средств в соответствии с доступностью этих материалов на предприятии. Это позволяет проводить этап осаждения ярозита при более низких кислотностях и температурах без необходимости рециркуляции зерна ярозита. Данный способ является применимым и подходит для таких предприятий, на которых работают с цинковыми концентратами с низким содержанием железа (до 5 из 6%), но он не подходит для обработки цинковых концентратов с высоким содержанием железа, поскольку сам по себе способ ограничивает максимальное содержание железа в растворе, обрабатываемого в ходе этапа окисления железа и осаждения ярозита. Это актуально в данный момент времени, когда существует тенденция обработки цинковых концентратов с постоянно возрастающими степенями загрязнения, среди которых железо наиболее широко распространено. На сегодняшний день самым обыкновенным является наличие в продаже цинковых концентратов, содержащих от 8 до 12% железа. В ежедневной практике это означает следующее: на предприятии, работающем с цинковыми концентратами со средним содержанием железа 5%, образуется раствор на этапе выщелачивания кислотой, содержащий от 18 до 20 г/л железа. В случае работы с цинковыми концентратами, содержащими в среднем от 9% железа, содержание железа после этапа выщелачивания будет составлять 30-32 г/л. В то время как в первом случае способ, описанный в документе РСТ Е§ 2011/070265, можно применить без каких-либо проблем, во втором случае при применении данного способа может образовываться чрезмерно высокая кислотность в ходе этапа осаждения ярозита, которая может предотвращать осаждение железа эффективным образом, оставляя значительное количество железа в конечном растворе. Это требует большого количества железа, рециркулирующего на всех этапах выщелачивания, как указано далее в настоящем документе, за исключением случаев, когда нейтрализующее средство необходимо применять в количествах, которые, как правило, недоступны для получения на промышленных предприятиях, что может также вызывать дополнительные расходы и дополнительную проблему, возникающую вследствие применения ΒΖδ в качестве нейтрализующего средства, поскольку он растворяет ярозитовый остаток (следовательно, увеличивая свой объем), - ситуация, не рекомендуемая с экономической точки зрения. По этой причине описанный способ ограничивает содержание железа в растворе, полученном на этапе выщелачивания кислотой, до максимум 25 г/л. Данное состояние в соответствии с описанным способом достигается только путем ограничения содержания железа в обрабатываемых цинковых концентратах, что вызывает неудобство для большей части производителей цинка, которые могут обнаружить, что их возможность обработки доступных на рынке концентратов ограничена этим состоянием.

Как известно в отрасли промышленности, предприятия, работающие с РТЕ системой, - системой, которую наиболее часто применяют на сегодняшний день, - вырабатывают пар в ходе процесса обжига. Этот пар далее применяют для нагревания растворов, которые перерабатывают во время некоторых этапов выщелачивания и очистки. Наиболее важными этапами потребления для данных предприятий, на которых применяют ярозит-процесс, являются этапы выщелачивания кислотой, осаждения ярозита и горячей очистки. Это важно для решения экономических задач способа для рационального применения доступного пара, поскольку, если необходимо большее количество, стоимость выработки может существенно увеличить эксплуатационные расходы. Следовательно, стараются не применять избыточные потоки и/или температуры в ходе различных этапов выщелачивания, таким образом, предприятие может быть

- 3 025376 самообеспечивающимся посредством применения пара, образующегося во время процесса обжига.

В настоящем уровне техники хорошо известно, что осаждение железа в виде ярозита в условиях атмосферного давления является незавершенным процессом, поскольку всегда некоторая часть железа остается неосажденной. Кроме того, стоит принимать во внимание присутствие Ре, которые не осаждаются до тех пор, пока не окислятся до Ре⁺⁺⁺.В действительности, с одной стороны, окисление Ре до Ре в кислой среде является неполным, таким образом, некоторая часть неокисленных Ре остается в растворе, поскольку ярозит формируется только из Ре , в то время как, с другой стороны, Ре , присутствующие в растворе, частично осаждаются в виде ярозита в зависимости от определенных технологических параметров, таких как кислотность, температура, время пребывания и концентрация ионов Να', К+ или ΝΗ₄+, применяемых для формирования ярозита. Присутствие зерна ярозита, рециркулирующего из слива сгустителя ярозита, может также влиять на процентное содержание осажденных Ре^', как заявлено в патентном документе \УО 02/46481 А1. Железо, которое не осаждается в виде ярозита, поступает на этап выщелачивания нейтральным растворителем, снова возвращаясь через все этапы процесса выщелачивания, прежде чем в конце поступит на этап окисления железа и осаждения ярозита. Следствием данного поведения является то, что поток увеличивается на всех стадиях и будет тем больше, чем больше рециркулирует железо. Это может влиять на стабильность процесса в целом, поскольку, в первую очередь, во время этапов выщелачивания кислотой и осаждения ярозита пар потребляется для нагревания растворов, и чем больше поток на данных этапах, тем больше требуемое количество пара. В настоящее время существует некоторое количество предприятий, производящих электролитический цинк, на которых применяют ярозит-процесс, которые сталкиваются с трудностями поддержания стабильности установок для выщелачивания, поскольку их эксплуатируют таким образом, что содержание железа, рециркулирующего в процессе, составляет порядка 50%. Следовательно, целью любого способа, в котором железо осаждается в виде ярозита, должно быть настолько полное осаждение, насколько это возможно, для того чтобы минимизировать избыточную рециркуляцию железа.

Таким образом, целью настоящего изобретения является обеспечение гидрометаллургического способа извлечения цинка в сернокислой среде из сульфидных цинковых концентратов с высоким содержанием железа, который сделает возможным получение высоких степеней извлечения металла.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение гидрометаллургического способа извлечения цинка в сернокислой среде из сульфидных цинковых концентратов с высоким содержанием железа, при котором получают приемлемый с экологической точки зрения железный остаток, который можно применять в других промышленных процессах, таким образом, при этом избегая его хранения в защищенных отстойниках.

Еще одной целью настоящего изобретения является обеспечение гидрометаллургического способа извлечения цинка в сернокислой среде из сульфидных цинковых концентратов с высоким содержанием железа, при котором проводится эффективное управление энергетическими ресурсами, образующимися во время процесса обжига, проводящегося на предприятиях по электролитическому производству цинка для того, чтобы минимизировать эксплуатационные расходы.

Другой целью настоящего изобретения является обеспечение гидрометаллургического способа извлечения цинка в сернокислой среде из сульфидных цинковых концентратов с высоким содержанием железа, в котором возможно уменьшение рециркуляции железа на различных этапах выщелачивания с целью обеспечения стабильного и эффективного проведения производственного процесса на предприятии по электролитическому производству цинка.

Описание настоящего изобретения

Настоящее изобретение удовлетворяет вышеизложенным требованиям и является новой технологией, стремящейся заместить существующие путем обеспечения способа, характеризующегося: конкурентоспособными расходами, высокой степенью извлечения металла, образованием чистых остатков, которые можно повторно применять в других промышленных процессах, эффективным управлением энергетическими ресурсами, доступными на предприятии (и образующимися в результате самого способа) и низкой рециркуляцией железа на этапах выщелачивания.

Данный способ основан на предварительном восстановлении Ре^''' до Ре^'' в растворе, полученном из выщелачивания кислотой, которые затем окисляют обратно до Ре^''' после того, как кислотность в растворе нейтрализована при помощи огарка, перед тем, как они будут осаждаться в виде ярозита при умеренной температуре, в то же время содержание железа в растворе корректируют перед его окислением и осаждением в виде ярозита посредством его растворения в растворе сульфата цинка, таким образом, в ходе этапа окисления железа и осаждения ярозита рабочая кислотность может быть существенно низкой для того, чтобы железо осаждалось эффективным образом в виде ярозита, и, следовательно, предотвращало избыточную рециркуляцию железа на этапах выщелачивания, как это происходит при естественном и надлежащем проведении указанных этапов, особенно этапа(ов) выщелачивания, во время которых потребляется большой объем пара. Данный способ позволяет, с одной стороны, нейтрализовать кислотность, сопровождающую Ре в растворе перед проведением этапа осаждения ярозита, отделяя твердые частицы, образующиеся в процессе нейтрализации таким образом, чтобы они могли рециркулировать на этап выщелачивания кислотой, и, с другой стороны, во время текущего этапа окисления железа и

- 4 025376 осаждения ярозита добавить нейтрализующий элемент, кислород. Когда кислород окисляет Ее до Ее''', потребляется избыточное количество кислоты, образованной во время осаждения ярозита, что позволяет проводить этап осаждения ярозита при условиях допустимой кислотности, эффективно снижая рециркуляцию железа до около 10-20%. Это в значительной степени улучшает проведение оставшихся этапов, которые проводят на предприятии по выщелачиванию. В то же время, работая при условиях низкой кислотности в ходе этапа окисления железа и осаждения ярозита, возможно, идеально проводить способ при температурах, более низких, чем те, которые обычно необходимы, таким образом, в большинстве случаев температура, при которой раствор поступает на этот этап (как правило, от 80 до 90°С), является достаточной для проведения реакции, исключая необходимость потребления пара для повышения температуры.

Настоящее изобретение описывает гидрометаллургический способ извлечения цинка в сернокислой среде из сульфидных цинковых концентратов с высоким содержанием железа, который в самом общем случае, включает следующие этапы, на которых:

a) проводят обжиг, при котором сульфиды превращают в оксиды;

b) проводят выщелачивание нейтральным растворителем, при котором оксид цинка (огарок) растворяют в серной кислоте в форме отработанного электролита для получения раствора сульфата цинка, который затем направляют на этап очистки;

c) проводят выщелачивание кислотой, при котором ферриты цинка выщелачивают посредством серной кислоты в форме отработанного электролита и концентрированной серной кислоты с образованием остатка, содержащего свинец, серебро и золото, присутствующие в концентратах, и также раствора, обогащенного сульфатом цинка и сульфатом трехвалентного железа;

б) проводят корректирование содержания железа в растворе, полученного на этапе (с) посредством рециркуляции раствора сульфата цинка без твердых частиц, полученного на этапе (ί), и восстановление Ее^''', содержащихся в растворе, до Ее^'' посредством добавления цинкового концентрата, в котором остаток содержит элементную серу, образованную в соответствии с реакцией (5) и непрореагировавший сульфид цинка, рециркулирующий в обжиговой печи, при этом раствор, содержащий главным образом сульфат цинка и сульфат трехвалентного железа, направляют на этап (е);

е) проводят нейтрализацию кислотности в растворе при помощи огарка, который получают на эта''' '' пе, где Ее восстанавливают до Ее ;

ί) проводят окисление железа и осаждение ярозита из раствора без загрязняющих твердых частиц, который получают на этапе (е), посредством введения кислорода или обогащенного кислородом воздуха и добавления катионов Να', К⁺ или ΝΗ₄ ⁺ в форме щелочи или соли какого-либо из данных катионов, при температуре от 80°С до температуры кипения раствора, но предпочтительно от 80 до 90°С.

В тех случаях, когда обрабатываемые концентраты содержат высокие уровни мышьяка и меди, в способ могут быть добавлены специальные этапы после этапа нейтрализации (е) для отделения данных элементов, которые могут в остальных случаях накапливаться в цикле и предотвращать или значительно усложнять процесс.

Из всех вышеуказанных параметров, которые влияют на процесс осаждения ярозита, кислотность имеет наиболее решающее влияние, обеспечивая поддержку всех других параметров в рабочих диапазонах, таким образом, чем выше конечная кислотность, тем выше количество железа, которое должно рециркулировать. Напротив, чем ниже рабочая кислотность, тем больше эффективность, при которой железо будет осаждаться в виде ярозита. Опыт показывает, что в случае, если кислотность поддерживают ниже 10 г/л, процесс, во время которого Ее осаждается в виде ярозита, является достаточно завершенным, поскольку не вызывает проблем на оставшихся этапах выщелачивания. Данный конечный уровень кислотности можно достичь посредством обработки раствора, содержащего 15 г/л Ее^'' при умеренных температурах (от 80 до 90°С) без добавления какого-либо нейтрализующего средства, кроме кислорода, '' ''' который применяют для окисления Ее до Ее во время текущего этапа осаждения ярозита, получая чистый ярозитовый остаток без примесей, которые могут препятствовать его применению позже в других процессах и избегая, таким образом, необходимости его хранения в защищенных отстойниках. Очевидно, в ходе процесса можно добавить необходимое количество либо ионов Να', либо ΝΗ₄ ⁺ в форме нейтрализующего средства, такого как ΝαΟΗ, Να₂ί'Ό₃ или ΝΗ₃. Это сделает рабочие условия идеальными для получения наилучших результатов для осаждения железа на этапе осаждения ярозита. Также очевидно, что процесс осаждения железа проходит благоприятно при более высокой температуре, около 95°С, но в таком особом случае ее можно применить только тогда, когда на предприятие вырабатывает избыточное количество пара.

Инновационный способ, описанный в настоящем документе, делает возможным получение оптимальной концентрации Ее^'' в начале этапа окисления железа и осаждения ярозита (ί), поскольку рециркулирующий раствор не содержит железо или имеет низкое содержание железа, что делает конечные условия кислотности, достигаемые в конце этого этапа, идеальными для эффективного осаждения железа, исключая необходимость неоправданной рециркуляции железа на всем процессе выщелачивания. Рециркуляцию раствора можно проводить различными способами, указанными ниже:

1) рециркуляция раствора сульфата цинка, полученного на этапе выщелачивания нейтральным рас- 5 025376 творителем (Ь), на этап окисления железа и осаждения ярозита (Г); это наименее предпочтительный вариант, поскольку наряду с железом, которое не осадилось в ходе этапа осаждения ярозита, что соответствует номинальному потоку, образующемуся в ходе этапа выщелачивания кислотой, рециркулирующему на остальные этапы выщелачивания, также рециркулируется содержащееся в избытке неосажденное железо, рециркулирующее на этом этапе;

2) рециркуляция раствора сульфата цинка с низким содержанием железа от этапа (Г) на этап (е), этап нейтрализации при помощи огарка; это является приемлемым вариантом, хотя также рециркулируется железо, присутствующее в виде Ре в избыточном потоке, который рециркулируется на этапе осаждения ярозита;

3) рециркуляция раствора сульфата цинка с низким содержанием железа от этапа (Г) на этап (6), этап восстановления Ре ; это является предпочтительным вариантом, поскольку рециркуляция раствора не вызывает усиления рециркуляции железа на этапах выщелачивания нейтральным растворителем и выщелачивания кислотой;

4) рециркуляция раствора сульфата цинка с низким содержанием железа от этапа (Г) после отделения присутствующих твердых частиц на тот же этап (Г), на котором Ре окисляется до Ре , и осаждается ярозит; это наименее предпочтительный вариант, поскольку, хотя нет дополнительной рециркуляции железа на этапах, кроме этапа (Г), поток, образующийся в результате рециркуляции раствора, должен быть очень большим для поддержания конечной кислотности на данном этапе (Г) в пределах, необходимых для эффективного осаждения железа в виде ярозита.

В непосредственной практике раствор, образующийся на этапе(ах) выщелачивания кислотой, который содержит значительную часть железа в форме оксида трехвалентного железа (как правило, от 10 до 35 г/л железа, из которого только 1-2 г/л присутствует в виде Ре⁺⁺, а оставшаяся часть представляет собой Ре⁺⁺⁺), а также некоторый уровень кислотности (от 10 до 70 г/л), необходимый для удержания Ре в растворе, первоначально обрабатывают цинковым концентратом для превращения Ре в Ре. На последующем этапе кислотность нейтрализуют при помощи огарка с получением нейтрального раствора без загрязняющих твердых частиц и содержащего, главным образом, сульфат цинка и сульфат двухвалентного железа. В результате, окисление Ре^|| до Ре^||| и осаждение ярозита происходят одновременно в тех случаях, когда вводят кислород и добавляют щелочь (ΝαΟΗ, №ьСО₃. ΝΗ₃) или соль [Ыа₂8О₄, (ΝΗ₄)₂δΟ₄] в необходимом количестве для формирования ярозита на основе количества железа, которое осаждалось в соответствии со стехиометрией, обозначенной в реакциях (8) или (9) в зависимости от того, добавили щелочь или соль, соответственно. В случае, когда образующийся раствор кислоты для выщелачивания содержит более чем 15 г/л железа, этап (Г) можно провести корректно, когда содержание железа предварительно было откорректировано до необходимых значений путем соответствующей рециркуляции: раствор от этапа (Ь) на этап (Г) в соответствии с вариантом 1; раствор от этапа (Г) на этап (е) в соответствии с вариантом 2; раствор от этапа (Г) на этап (6) в соответствии с вариантом 3; или раствор от этапа (Г) на тот же этап (Г) в соответствии с вариантом 4.

Новый способ, описанный в настоящем документе, обеспечивает удовлетворительное решение всех проблем, упомянутых ранее, достигая следующих целей:

делает возможной обработку любого типа цинковых концентратов, независимо от содержания железа;

достигает высоких степеней извлечения цинка, свинца, серебра и золота, более 99% для каждого из этих металлов, - того, что раньше никогда не достигалось при применении любого из существующих способов, за исключением таковых, описанных в документах \УО 02/46481 А1 и РСТ Εδ 2011/070265; извлечение меди намного превышает 90%;

делает возможным эффективное управление существующими энергетическими ресурсами, поскольку при нормальных условиях нет необходимости расходования пара на этапе осаждения ярозита (Г), и в случае, если пар был необходим, он был в минимальных количествах;

рециркуляция железа в процессе снижается до 10-20%, процентное содержание значительно ниже, чем в других способах, в которых железо осаждается в виде ярозита, улучшая функциональность этапов выщелачивания, главным образом, этапов выщелачивания кислотой;

эксплуатационные расходы благоприятно сравниваются с ярозит-процессом, наименее дорогостоящим на сегодняшний день;

существующие предприятия по производству цинка могут быть легко модернизированы для адаптации к новому способу и могут начать применять данный новый способ за короткий период времени;

вследствие высоких степеней извлечения присутствующих ценных металлов в способе и высокой стоимости сырьевых материалов, возможно повторное использование некоторых существующих отстойников для цинковых остатков и получение экономических преимуществ, исключая экологическую ответственность, которая является результатом прошлой промышленной практики;

в заключение, и наиболее важно, в процессе проведения способа образуется чистый ярозитовый остаток без каких-либо примесей, которые могут препятствовать его применению в других промышленных процессах, таких как, например, производство цемента, при которых предприятия имеют достаточный потенциал для обработки ярозита, вырабатываемого на предприятиях по производству цинка; в свою

- 6 025376 очередь, уменьшается экологическая ответственность, которая имела место до настоящего дня, наибольшее затруднение, препятствующее гидрометаллургическим процессам, которые обычно применяют для производства электролитического цинка; альтернативно, применение иона ΝΗ₄ для осаждения ярозита может сделать возможным термическое разложение ярозита с получением сульфата аммония и оксида железа, причем оба продукта коммерчески важны и легко реализуются на рынке.

Краткое описание графических материалов

На фиг. 1 показана блок-схема способа, цели настоящего изобретения, при котором одна часть раствора, образующегося на этапе осаждения ярозита (ί), рециркулирует на этап восстановления (ά) в необходимом соотношении для корректировки содержания железа в растворе до необходимых значений.

На фиг. 2 показана блок-схема способа, цели настоящего изобретения, при котором одна часть раствора, образующегося на этапе осаждения ярозита (ί), рециркулирует на этап нейтрализации (е) в необходимом соотношении для корректировки содержания железа в растворе до необходимых значений.

На фиг. 3 показана блок-схема способа, цели настоящего изобретения, при котором одна часть раствора, образующегося на этапе выщелачивания нейтральным растворителем (Ь), рециркулирует на этап осаждения ярозита (ί) в необходимом соотношении для корректировки содержания железа в растворе до необходимых значений.

На фиг. 4 показана блок-схема способа, цели настоящего изобретения, при котором одна часть раствора, образующегося на этапе осаждения ярозита (ί), рециркулирует на тот же этап осаждения ярозита (ί) в необходимом соотношении для корректировки содержания железа в растворе до необходимых значений.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления

В наиболее общем случае для концентратов с высоким содержанием железа гидрометаллургический способ настоящего изобретения включает следующие этапы (см. фиг. 1).

a) Проводят обжиг сульфидного цинкового концентрата для получения обожженного цинкового концентрата (огарка) и диоксида серы, который затем превращают в серную кислоту. Основными реакциями, протекающими в обжиговой печи, являются (1) 2Ζη5 - ЗО₂ - 2ΖηΟ + 28О₂, (2) ΖηΟ + Ре₂О₃ = 7пРе₂О4

b) Проводят выщелачивание нейтральным растворителем, при котором огарок выщелачивают с помощью серной кислоты, в частности отработанного электролита, который возвращают из электролитических ячеек. На данном этапе оксид цинка, содержащийся в огарке, выщелачивают отработанным электролитом с образованием раствора сульфата цинка, который направляют на этап очистки, в то время как нерастворимые ферриты цинка (Ρο₂0₃·ΖηΟ). образованные на этапе обжига, пребывают во взвешенном состоянии и переходят на следующий этап. Основной реакцией на данном этапе является

с) Проводят выщелачивание кислотой, включающее один или несколько этапов, которые проводят в противоточном режиме, при которых ферриты цинка выщелачивают при атмосферном давлении при помощи отработанного электролита и серной кислоты при температурных условиях от 80°С до температуры кипения, при этом поддерживая кислотность от 10 до 140 г/л. На данном этапе(ах) вырабатывают остаток, в котором концентрируются весь свинец, серебро и золото, содержащиеся в огарке. Этот остаток можно применять для извлечения данных металлов. Раствор, который получают в результате, содержащий 10-70 г/л кислотности и 10-35 г/л Ре⁺⁺⁺, переходит на следующий этап. Основной реакцией, протекающей на данном этапе, является

ά) Проводят восстановление железа, при котором концентрацию железа в растворе, образующемся на этапе (с), корректируют до значений около 15 г/л посредством рециркуляции определенного количества раствора без твердых частиц (слив из сгустителя ярозита), образующегося на этапе (ί), в то же время ион трехвалентного железа восстанавливают до иона двухвалентного железа посредством обработки цинковым концентратом раствора, образующегося на предыдущем этапе (с) и рециркулирующего от этапа (ί), при атмосферном давлении и при температурах от 80°С до температуры кипения раствора. Основной реакцией на данном этапе является

Остаток, образующийся на данном этапе (ά), содержащий элементную серу, образующуюся в соответствии с реакцией (5), и непрореагировавший избыток Ζηδ, можно рециркулировать в обжиговую печь, при этом раствор, содержащий, главным образом, ΖηδΟ₄, Ре80₄ (около 15 г/л Ре), Η₂δΟ₄ и небольшое количество Ре₂(80₄)₃ (от 0,5 до 1 г/л Ре⁺⁺⁺), переходит на следующий этап.

е) Проводят нейтрализацию, при которой кислый раствор, образующийся на предыдущем этапе, нейтрализуют при помощи огарка в соответствии с реакцией (3), поддерживая в конце реакции рН от 3,8

- 7 025376 до 5,2 при истинной температуре реакции.

Основными реакциями, протекающими на данном этапе, являются (3) Н₂8О₄ + ΖηΟ = ΖηδΟ₄ + Н₂О, (6) Ре₂(5О₄)₃ + 6Н₂О = 2Ре(ОН)₃ + ЗН₂8О₄.

Наибольшее количество железа в растворе в форме Рс . образующееся на этапе (й) в соответствии с реакцией (5), не осаждается и остается в растворе, при этом железо, присутствующее в виде Ре⁺⁺⁺, осаждается в форме гидроксида трехвалентного железа в соответствии с реакцией (6).

Таким образом, посредством нейтрализации присутствующей кислотности на данном этапе в растворе, образующемся на этапах (с) и (й), при помощи огарка, исключается необходимость применения огарка на этапе (ί) для окисления железа и осаждения ярозита.

Остаток с данного этапа возвращают на этап выщелачивания кислотой (с), помимо обрабатываемых концентратов, которые имеют высокое содержание мышьяка и/или меди, в случае чего данные элементы отделяют от данного остатка перед тем, как их возвращают на этап (с).

ί) Проводят окисление железа и осаждение ярозита, при котором окисление Ре до Ре и осаждение ярозита происходит одновременно. Для этого нейтрализованный раствор без твердых частиц, полученный на этапе (е), обрабатывают при атмосферном давлении и при температуре от 80 до 90°С, при этом вводят кислород или обогащенный кислородом воздух (в количестве, необходимом для обеспечения процесса окисления Ре⁺⁺ до Ре⁺⁺⁺) и добавляют щелочь (ΝαΟΗ, Ναίί'.Ό₃ или ΝΗ₃) в соотношении, необходимом для обеспечения возможности образования ярозита в соответствии со стехиометрией реакции (8). При данных рабочих условиях конечная кислотность в растворе имеет значение около 6 г/л, и, таким образом, как окисление Ре до Ре , так и эффективное осаждение Ре в виде ярозита достигаются одновременно в соответствии со следующими реакциями:

(7) 4Ре8О₄ + О₂ + 2Н₂8О₄ = 2Ре₂(8О₄)₃ + 2Н₂О, (8) ЗРе₂(8О₄)₃ + 2МеОН + ЮН₂О =

2[Ре₃(8О₄)₂(ОН)₆]Ме + 5Н₂8О₄, где Ме может быть Να' или ΝΗ₄+.

В соответствии с данными реакциями, на каждый 1 г/л Ре', осаждающихся в виде ярозита, образуется 1,46 г/л серной кислоты, из которых 0,88 г/л потребляется, в свою очередь, на каждый г/л Ре , который окисляется до Ре^'''. Следовательно, суммарный баланс таков, что на каждый г/л Ре^'', окисляющийся до Ре и осаждающийся в виде ярозита, кислотность в растворе увеличивается на 0,58 г/л. В соответствии с этим, раствор, содержащий 15 г/л Ре^'' в начале этого этапа и 1,5 г/л Ре^'', и 1 г/л Ре^''' в конце, может иметь в конце данного этапа максимальную конечную кислотность 6 г/л, которые являются благоприятными условиями для достижения эффективного осаждения ярозита. Исходный раствор может быть разведен еще больше для дальнейшего восстановления содержания Ре^'' и, таким образом, получения конечного раствора с рН 1,5, условия, которое может быть причиной того, что меньшее количество железа будет рециркулировать во время данного процесса.

Если, вместо применения щелочи, как, например, было указанно, применяют соль натрия или аммония (Να₂δΟ₄ или (ΝΗ₄)δΟ₄) для отдачи катиона, необходимого для образования ярозита, тогда реакцию (8) можно заменить следующей:

где Ме может быть, неопределенно, Να или ΝΗ/.

В данном случае в соответствии с реакцией (9) на каждый г/л Ре образуется 1,76 г/л серной кислоты, в то же время, в соответствии с реакцией (7), 0,88 г/л потребляется на каждый г/л Ре , который окисляется до Ре^'''. Следовательно, суммарный баланс таков, что для каждого г/л Ре^'', окисляющегося до Ре и осаждающегося в виде ярозита, кислотность в растворе увеличивается на 0,88 г/л. В соответствии с этим раствор, содержащий 15 г/л Ре в начале данного этапа, а также 1,5 г/л Ре и 1,5 г/л Ре в конце данного этапа, может иметь конечную кислотность 10 г/л - это также является благоприятным условием для достижения эффективного осаждения ярозита. Таким образом, рециркуляция железа на этапах выщелачивания нейтральным растворителем и кислотой снижается до 10-20%.

Следует отметить, что при применении данного способа, как было описано, возможно получить чистый ярозит. Максимальное содержание примесей в данном ярозите составляет

- 8 025376

Ζη<0,25%;

РЪ < 0,05%;

Αϊ<0,10%;

Настоящее изобретение не требует каких-либо посторонних нейтрализующих средств, которые могут содержать загрязняющие элементы (которые могут быть в случае с огарком). Это позволяет проводить процесс осаждения из чистого раствора без твердых частиц, которые могут загрязнять конечный ярозитовый остаток. Также без применения огарка на данном этапе потеря ценных металлов (Ζη, РЪ, Ад и Аи) значительно снижается по мере того, как их степень извлечения возрастает до указанных ранее уровней: более 99% в случае цинка и 100% для свинца, серебра и золота на всех этапах выщелачивания.

С учетом того, что как кислород, так и добавленная щелочь (в данном случае ΝαΟΗ, хотя ею также может быть Να₂ί'.Ό₃ или ΝΗ₃) не являются загрязняющими продуктами, и их применяют вместо компонентов, которые включаются в ярозит, следовательно, очевидно, что конечный ярозитовый остаток является чистым продуктом и, в силу этого, его можно применить в других промышленных процессах, таких как, например, производство цемента. Это делает настоящее изобретение отличающимся от существующих ярозит-, гетит-, парагетит- или процессов прямого выщелачивания, во всех из которых образуются остатки Ре, загрязненные другими металлами (главным образом, цинком и свинцом, и, иногда, медью и/или мышьяком), которые препятствуют их применению позже в других процессах и требуют хранения в защищенных условиях, практики, которая все чаще становится все более и более сложной, поскольку разрешения, необходимые для данной деятельности, либо тяжело, либо невозможно получить.

Кроме того, за счет исключения огарка из этапа осаждения ярозита, степень извлечения цинка, свинца, серебра и золота на этапах выщелачивания увеличивается до более 99%.

Полученный ярозитовый остаток представляет собой чистый продукт, который можно отделить и повторно применить для других промышленных процессов. Раствор, образующийся на данном этапе, в котором большая часть железа осадилась, возвращают на этап выщелачивания нейтральным растворителем (Ъ).

Этапы (а), (Ъ) и (с) являются общими для подавляющего большинства промышленных процессов (ярозит, гетит, парагетит). Этапы (б) и (е) применяют в гетит-процессе, но не в ярозит-процессе. Этап (Т) является новым этапом. Его инновационный потенциал состоит в том, что раствор, поступающий на данный этап, представляет собой нейтральный раствор сульфата цинка и сульфата трехвалентного железа без твердых частиц, которые могут загрязнять полученный конечный ярозитовый осадок, и он имеет содержание железа, скорректированное до значений, необходимых для получения конечной кислотности, в большей степени способствующей эффективному осаждению железа в виде ярозита. Ситуация, которая становится возможной посредством рециркуляции раствора без твердых частиц на этом же этапе (слив из сгустителя ярозита, поступающий на этап восстановления (б)). Это также основано на том факте, что реагенты, которые добавляют на данном этапе (кислород или обогащенный кислородом воздух и щелочь либо соль щелочного металла), являются единственными строго необходимыми для проведения реакций (7) и (8).

Следует отметить, что этап (Т) не может проходить, таким образом, без этапов (б) и (е). В ходе этапа выщелачивания кислотой (с) наибольшее количество железа, которое растворили вследствие проведения выщелачивания ферритов цинка, представлено в форме Ре+++. Для удержания трехвалентного железа в растворе должен поддерживаться некоторый уровень кислотности в растворе. В промышленных процессах кислотность обычно колеблется от 10 до 70 г/л. Позже, в ходе этапа (б) Ре восстанавливают до Ре посредством добавления цинкового концентрата, таким образом, на следующем этапе (е) кислотность, присутствующая в растворе в конце этапа (б), может быть нейтрализована. Таким образом, посредством нейтрализации остаточной кислотности на этапе (е) и потребления кислоты на этапе (ί), в результате Ре окисляются до Ре⁺⁺⁺ в соответствии с реакцией (7) таким образом, что они могут осаждаться в виде ярозита в соответствии с реакциями (8) или (9), позволяя всему способу гармонично работать, получая два результата: очень хорошие степени извлечения металла и чистый железный остаток.

Данный способ отличается от описанного в документе \УО 02/46481 А1. Более того, в способе, описанном в указанном документе, осаждение ярозита проходит в условиях изменяющейся кислотности, которые зависят от содержания железа в растворе, образующемся на этапе выщелачивания кислотой. Для того чтобы осаждение железа проходило с минимальной эффективностью, необходимо рециркулировать значительный объем твердых частиц, полученных из слива сгустителя ярозита, на тот же этап осаждения ярозита, в то же время рабочая температура должна быть очень близкой к температуре кипения раствора. Однако в способе, описанном в настоящем документе, твердые частицы ярозита не рециркулируют. На этапе восстановления (б) рециркулирует раствор без твердых частиц, полученный из сгустителя ярозита.

- 9 025376

Также назначение рециркуляции совершенно отличается от такового, описанного в документе νΘ02/46481 А1 (ее осуществляли для образования ярозита). В способе, описанном в настоящем документе, назначением рециркуляции является корректировка содержания железа в растворе для дальнейшей возможности осаждения ярозита без образования зерна любого типа, в пределах низкой кислотности, которая может позволить получить необходимые результаты, как указано в достаточном объеме в настоящем документе.

Настоящий способ отличается от такового, описанного в документе РСТ ЕЗ 2011/070265, в котором, хотя процесс и проводят надлежащим образом с содержанием железа, обнаруженном в растворе, образующемся на этапе выщелачивания кислотой (до 20 г/л), без необходимости дополнительных нейтрализующих средств, то для содержаний железа более 20 г/л в способе необходимо использовать другие незагрязняющие нейтрализующие средства, такие как ΒΖ3, которые позволяет достичь максимального содержания железа, 25 г/л железа, путем значительного увеличения рециркуляции железа на этапах выщелачивания нейтральным растворителем и кислотой. Напротив, способ, описанный в настоящем документе, не ограничивается каких-либо образом содержаниями железа в растворе, образующемся на этапе выщелачивания кислотой, поскольку при применении раствора без твердых частиц ярозита, рециркулирующего к раствору, образующемуся на этапе выщелачивания кислотой, как указывалось ранее, возможно всегда проводить этап осаждения ярозита при оптимальном уровне кислотности, минимизирующим количество железа, рециркулирующего на этапах выщелачивания нейтральным растворителем и кислотой.

Надо признать, что настоящее изобретение требует, наряду с потреблением кислорода или обогащенного кислородом воздуха, - мерой, которая не является необходимой в ярозит-процессе, - больших инвестиций в оборудование по сравнению с теми, которые необходимы для традиционных ярозитпроцессов, необходимых для большего извлечения металлов, которое требует увеличения оправданных затрат. С точки зрения повышения затрат на инвестиции: для предприятий, работающих с ярозит- или гетит-процессами, возврат инвестиций происходит менее чем через год, делая проект такого вида очень привлекательным с экономической точки зрения.

Что касается процессов прямого выщелачивания, в них либо железо осаждается в присутствии остатка, образующегося в результате выщелачивания концентратов (получая отдельный остаток, не имеющий какой-либо коммерческой ценности, в котором ярозит смешан со свинцом, серебром, невыщелоченными ферритами цинка и элементной серой), либо в них осаждается железо при атмосферном давлении на отдельном этапе. Тем не менее, во всех случаях огарок добавляют в качестве нейтрализующего средства, которое загрязняет конечный железный остаток, как описано в документе ИЗ 6475450, или применяют автоклавы для образования осадка, главным образом гематита, которые делают способ очень дорогостоящим и неконкурентоспособным, как в ИЗ 5120353. Следовательно, настоящее изобретение отличается от способов прямого выщелачивания тем, что: а) в нем применяют раствор без твердых частиц, которые могут в иных случаях загрязнять конечный ярозитовый остаток; Ъ) в нем не применяют огарок или любое другое нейтрализующее средство, кроме обогащенного кислородом воздуха, необходимого для окисления Ре⁺⁺ до Ре , или щелочи, необходимой для осаждения ярозита; с) он не требует применения автоклавов, принимая во внимание то, что все этапы способа проводят при атмосферном давлении.

Для извлечения из цинковых остатков, содержащих другие ценные металлы, образующихся в результате промышленной практики прошлого, необходимо проводить этап (с') параллельного существующему этапу (с), на котором указанные остатки могут быть обработаны отработанным электролитом и серной кислотой для растворения железа, цинка и меди, в то время как другие ценные металлы, такие как свинец, серебро и золото, остаются нерастворимыми. Остаток из данного этапа объединяют с таковым на существующем этапе (с), в то время как раствор поступит на этап (й).

Claims

1. Гидрометаллургический способ извлечения цинка в сернокислой среде из сульфидных цинковых концентратов с высоким содержанием железа, включающий следующие этапы:

(a) проводят обжиг по меньшей мере части цинкового концентрата;

(b) проводят выщелачивание продукта обжига нейтральным растворителем, при котором растворяют оксид цинка;

(c) проводят кислотное выщелачивание, при котором ферриты цинка выщелачивают с помощью серной кислоты в форме отработанного электролита и концентрированной серной кислоты с образованием раствора, обогащенного цинком и железом, содержащего от 10 до 35 г/л Ре⁺⁺⁺ и имеющего кислотность по серной кислоте от 10 до 70 г/л, и остатка, в котором концентрируются свинец, серебро и золото, содержавшиеся в концентратах;

(й) проводят восстановление Ре , содержащегося в растворе, полученном на этапе (с), до Ре посредством добавления цинкового концентрата;

(е) проводят нейтрализацию кислотности раствора, полученного на этапе (й), при помощи огарка и получают конечный раствор с рН от 3,8 до 5,2;

- 10 025376 (ί) проводят окисление железа и осаждение ярозита без загрязняющих твердых частиц из раствора, полученного на этапе (е), посредством введения кислорода или обогащенного кислородом воздуха и добавления щелочи или соли Να или ΝΗ₄+;

при этом содержание железа в цинковом концентрате, который обжигают на этапе (а), составляет по меньшей мере 5%;

все этапы, за исключением этапа (а), выполняют при атмосферном давлении; отличающийся тем, что включает получение на этапе (ί) конечной концентрации Ре, которая позволяет проводить его с конечной кислотностью от рН 1,5 до 10 г/л без применения какого-либо нейтрализующего средства, кроме продуктов, необходимых для проведения реакций, характерных для этапа (ί), по меньшей мере одним из следующих путей:

разбавляют раствор, к которому на этапе (б) добавили цинковый концентрат, раствором сульфата цинка, полученным в ходе этапа (ί);

разбавляют раствор, который нейтрализовали на этапе (е) раствором сульфата цинка, полученным в ходе этапа (ί);

на этапе (ί), в дополнение к проведению окисления железа и осаждения ярозита из раствора, полученного на этапе (е), его разбавляют раствором сульфата цинка, полученным в ходе этапа (Ь);

на этапе (ί), в дополнение к проведению окисления железа и осаждения ярозита из раствора, полученного на этапе (е), его разбавляют раствором сульфата цинка, полученным на этапе (ί).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что на этапе (ί) кислород или обогащенный кислородом воздух вводят в количестве, необходимом для окисления Ре, присутствующего в растворе, до Ре , пока содержание Ре⁺⁺ в растворе не снизится до менее 2 г/л.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что на этапе (ί) температуру поддерживают от 80 до

90°С.