FI122453B - A method for controlling impurities in the zinc manufacturing process - Google Patents

A method for controlling impurities in the zinc manufacturing process Download PDF

Info

Publication number
FI122453B
FI122453B FI20100259A FI20100259A FI122453B FI 122453 B FI122453 B FI 122453B FI 20100259 A FI20100259 A FI 20100259A FI 20100259 A FI20100259 A FI 20100259A FI 122453 B FI122453 B FI 122453B
Authority
FI
Finland
Prior art keywords
iron
concentrate
solution
jarosite
zinc
Prior art date
Application number
FI20100259A
Other languages
Finnish (fi)
Swedish (sv)
Other versions
FI20100259A0 (en
FI20100259A (en
Inventor
Timo Haakana
Leena Lehtinen
Original Assignee
Outotec Oyj
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Outotec Oyj filed Critical Outotec Oyj
Priority to FI20100259A priority Critical patent/FI122453B/en
Publication of FI20100259A0 publication Critical patent/FI20100259A0/en
Publication of FI20100259A publication Critical patent/FI20100259A/en
Application granted granted Critical
Publication of FI122453B publication Critical patent/FI122453B/en

Links

Classifications

    • 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
    • C22B3/04Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching
    • C22B3/06Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes by leaching in inorganic acid solutions, e.g. with acids generated in situ; in inorganic salt solutions other than ammonium salt solutions
    • C22B3/08Sulfuric acid, other sulfurated acids or salts thereof
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Description

MENETELMÄ EPÄPUHTAUKSIEN HALLITSEMISEKSI SINKIN VALMISTUSPROSESSIN YHTEYDESSÄMETHOD FOR CONTROL OF IMPURITIES IN THE ZINC MANUFACTURING PROCESS

KEKSINNÖN ALAFIELD OF THE INVENTION

5 Keksintö kohdistuu menetelmään epäpuhtauksien hallitsemiseksi ja poistamiseksi sinkin valmistuksen yhteydessä. Sinkkisulfidirikaste sisältää aina epäpuhtauksia, joiden poistaminen ennen sinkkielektrolyysiä vaatii omat puhdistusvaiheensa. Kun rikasteen sisältämä rauta saostetaan götiittinä, osa epäpuhtauksista, kuten fluori ja germanium, adsorboituvat siihen. Sinkkielek-10 trolyysiin johdettavan sinkkisulfaattiliuoksen epäpuhtausmäärää, erityisesti fluorin määrää, voidaan säätää elektrolyysiin sopivalle tasolle saostamalla rikasteen raudasta haluttu osa götiittinä ja loput jarosiittina, joka on helpoin tapa saostaa rikasteen sisältämä rauta.The invention relates to a process for controlling and removing impurities in the manufacture of zinc. The zinc sulphide concentrate always contains impurities, the removal of which before zinc electrolysis requires its own purification steps. When the iron in the concentrate is precipitated as goethite, some of the impurities, such as fluorine and germanium, are adsorbed there. The amount of impurity, especially fluorine, in the zinc sulphate solution to be led to the zinc electrolyte trolysis can be adjusted to a level suitable for electrolysis by precipitating the desired portion of the concentrate iron as goethite and the remaining jarosite as the easiest way to precipitate the iron.

15 KEKSINNÖN TAUSTABACKGROUND OF THE INVENTION

Sinkin talteenotto sinkkisulfidirikasteesta on perinteisesti tapahtunut johtamalla rikaste ensin pasutukseen, jossa rikasteen sulfidit pasutetaan oksideiksi. Tämän jälkeen pasute (sinkkioksidi) johdetaan liuotukseen, josta saadaan sinkkisulfaattiliuos, joka liuospuhdistuksen jälkeen johdetaan sinkki-20 elektrolyysiin. Pasutteen sisältämien ferriittien liuotusta jatketaan vahvahap-poliuotuksena, jonka jälkeen on raudan saostus. Nykyisin usein osa rikasteesta liuotetaan ilman pasutusta ja tällöin rikasteen liuotus yleensä yhdistetään vahvahappoliuotusvaiheeseen. Yleisimmin rauta saostetaan prosessista jarosiittina. Muita mahdollisia saostusmuotoja ovat götiitti ja 25 hematiitti.Zinc recovery from zinc sulphide concentrate has traditionally been accomplished by first concentrating the concentrate to roasting, where the sulphides of the concentrate are roasted into oxides. The torch (zinc oxide) is then subjected to a leaching to obtain a zinc sulphate solution which, after solution purification, is subjected to zinc-20 electrolysis. The leaching of ferrites contained in the roast is continued by strong acid polishing followed by iron precipitation. Nowadays, often part of the concentrate is leached without roasting, whereby leaching of the concentrate is usually combined with a strong acid leaching step. Most commonly, iron is precipitated from the process as jarosite. Other possible forms of precipitation are goiter and hematite.

Tunnetuin ja käytetyin raudan saostusmuoto on edelleen jarosiitti. Jarosiittisaostuksen etuna on, että rauta poistuu emäksisenä sulfaattina (A[Fe3(S04)2(0H)6]) jolloin se samalla hoitaa sinkkiprosessin sulfaattitasetta 30 ja pienentää neutralointitarvetta. Jarosiitin mukana saostuu myös sinkkielek-trolyysille haitallisia aineita, erityisesti arseenia, antimonia ja germaniumia. Jarosiittiprosessin haittapuolena on, että jarosiitin mukana saostuu fluoria 2 vain hyvin vähän. Tämä estää korkean fluoripitoisuuden omaavien raaka-aineiden käytön. Götiittisaostuksen etuna on sen kyky poistaa fluoria. Erityisesti fluori on ns. elektrolyysimyrkky, koska se syövyttää alumiinikatodia. Götiittisaostuksen haittana on, että sen mukana saostuu 5 aina jonkin verran arvometalleja, kuten sinkkiä ja kuparia.The most well-known and used form of iron precipitation is still jarosite. The advantage of the jarosite precipitation is that the iron is removed as the basic sulfate (A [Fe3 (SO4) 2 (0H) 6]), thereby treating the sulfate balance 30 of the zinc process and reducing the need for neutralization. JAROSITE also precipitates substances harmful to zinc electrolysis, particularly arsenic, antimony and germanium. The disadvantage of the jarosite process is that the jarosite precipitates very little fluoride 2. This prevents the use of raw materials with a high fluoride content. The goiter precipitation has the advantage of its ability to remove fluoride. In particular, fluorine is a so-called. electrolytic poison because it corrodes the aluminum cathode. The disadvantage of goiter precipitation is that it always precipitates some valuable metals such as zinc and copper.

Hematiitti Jarosiitti GötiittiHematite Jarositis Göteitis

Syntyvä yhdiste a-Fe203 Me-Fe3(S04)2(0H)6 a-FeOOH, β-FeOOHThe resultant compound a-Fe 2 O 3 Me-Fe 3 (SO 4) 2 (O H) 6 a-FeOOH, β-FeOOH

Fe, p-% 50 -60 30-35 40-45Fe, w-% 50 -60 30-35 40-45

Zn, p-% 0,5-1,0 3^5 2^3 Määrä (kuivana) 1,8 t/t Fe 3,1 t/t Fe 2,4 t/t Fe Määrä (märkänä) 2,0 t/t Fe 4,8 t/t Fe 4,0 t/t FeZn, wt% 0.5-1.0 3 ^ 5 2 ^ 3 Amount (dry) 1.8 t / t Fe 3.1 t / t Fe 2.4 t / t Fe Amount (wet) 2.0 t / t Fe 4.8 t / t Fe 4.0 t / t Fe

Kosteus 10% 35 % 40 %Humidity 10% 35% 40%

Nykyisin vain muutama sinkkilaitos käyttää götiittisaostusta. Hematiitti on pysyvin ja kompaktein raudan saostusmuoto, kuten yllä olevasta taulukosta ίο nähdään, mutta toistaiseksi vain yksi tuotantomittakaavan laitos on päätynyt hematiittisaostukseen.Today, only a few zinc plants use goutite precipitation. Hematite is the most persistent and compact form of iron precipitation, as shown in the table above, but so far only one production-scale plant has ended up in hematite precipitation.

Epäpuhtauksien, erityisesti fluorin, haitallinen vaikutus sinkkielektrolyysissä on todettu jo kauan sitten. CA-patenttijulkaisun 892479 mukaisessa 15 menetelmässä fluori poistetaan sinkkimalmista jo ennen malmin rikastamista suorittamalla malmille esiliuotus laimealla rikkihappoliuoksella. Tällöin saadaan matalan fluoripitoisuuden omaava sinkkirikaste, mikä voidaan prosessoida perinteisellä pasutus-liuotus-elektrolyysiprosessilla.The harmful effects of impurities, especially fluorine, in zinc electrolysis have long been recognized. In process 15 of CA 892479, fluorine is already removed from the zinc ore prior to ore enrichment by pre-leaching with a dilute sulfuric acid solution. This results in a low-fluorine zinc concentrate, which can be processed by a conventional roast-leach electrolysis process.

20 AU-patenttijulkaisussa 769984 on kuvattu sinkkisulfidirikasteen suoraliuotus-menetelmä, ns. stand-alone, jossa koko rikastemäärä johdetaan ilman pasutusta suoraan liuotukseen. Liuotus suoritetaan kaksivaiheisena, jolloin koko rikastemäärä syötetään ensimmäiseen vaiheeseen. Ensimmäisen vaiheen sakan liuotusta jatketaan toisessa liuotusvaiheessa johtamalla sinne 25 osan ensimmäisen vaiheen liuoksesta ja elektrolyysin paluuhappoa. Toisen liuotusvaiheen sakka sisältää osan raudasta, rikasteen rikin ja lyijyn. Rauta 3 voidaan saostaa esimerkiksi jarosiittina. Toisen liuotusvaiheen liuos johdetaan ensimmäiseen liuotusvaiheeseen ja tästä vaiheesta tuleva liuos pääosin raudan götiittisaostuksen ja liuospuhdistuksen kautta elektrolyysiin. Julkaisussa on todettu, että götiittisaostusta voidaan käyttää sinkkisulfaatti-5 liuoksen puhdistamiseksi paitsi raudasta, myös arseenista, antimonista ja muista epäpuhtauksista. Taulukon 1 mukaan rikasteen mukana tulevasta raudasta poistuu noin kolmasosa götiitin mukana. Götiitin mukana poistuu noin 6% rikasteen sisältämästä sinkkimäärästä, jolloin maksimi sinkkisaanti on vain noin 94%. Kuparista ei ole mainintaa.AU Patent Publication No. 769984 describes a direct solution of the zinc sulphide concentrate, the so-called. stand-alone, in which the entire concentrate is led directly to the leaching without roasting. The leaching is carried out in two stages, whereby the entire amount of concentrate is fed to the first stage. The leaching of the first stage precipitate is continued in the second leaching stage by introducing therein 25 parts of the first stage solution and electrolysis return acid. The precipitate from the second leaching stage contains some iron, concentrate sulfur and lead. The iron 3 can be precipitated, for example, as jarosite. The solution from the second leaching step is led to the first leaching step, and the solution from this step is mainly electrolysed through iron goiter precipitation and solution purification. It is stated in the publication that the goethite precipitate can be used to purify the zinc sulphate-5 solution not only from iron but also from arsenic, antimony and other impurities. According to Table 1, about one third of the iron entrained in the concentrate is eliminated with the goiter. About 6% of the zinc content of the concentrate is eliminated with goiter, with a maximum zinc yield of only about 94%. There is no mention of copper.

1010

Artikkelissa Torfs, K.J. et ai, ’The Union Miniere Goethite Process: Plant Practice and Future Prospects”, Proceedings of the second international symposium on iron control in hydrometallurgy, Dutrizac J.E. et al, Eds, Ottawa, Canada, October 20-23, 1996, s. 135-146 on mainittu, että götiitin 15 fluoridin poistokyky on jopa luokkaa 10 mg per 1 g/Fe. Sen lisäksi götiitti adsorboi voimakkaasti myös germaniumia.In an article by Torfs, K.J. et al., "The Union Miniere Goethite Process: Plant Practice and Future Prospects", Proceedings of the Second International Symposium on Iron Control in Hydrometallurgy, Dutrizac J.E. et al., Eds, Ottawa, Canada, October 20-23, 1996, pp. 135-146, it has been mentioned that the fluoride removal capacity of goutite 15 is up to about 10 mg per 1 g / Fe. In addition, goiter also strongly adsorbs germanium.

EP-patentissa 1 597 403 kuvataan sinkin liuotusmenetelmää, jossa sinkkipa-sutteelle suoritetaan neutraaliliuotus ja liuotuksen jälkeen kiintoaine johde-20 taan seuraavaan liuotusvaiheeseen, johon syötetään myös sinkkirikaste. Sinkkirikastetta ja pasutteen ferriittiä liuotetaan kahdessa vaiheessa, joiden olosuhteet on säädetty sellaisiksi, että rikasteen ja ferriitin liukenemisen lisäksi rauta saostuu jarosiittina.EP 1,597,403 discloses a zinc leaching process in which the zinc concentrate is subjected to a neutral leaching and, after leaching, the solid is led to the next leaching step, which is also fed a zinc concentrate. Zinc concentrate and roasting ferrite are dissolved in two steps, the conditions of which are such that, in addition to solubilization of the concentrate and ferrite, iron precipitates as jarosite.

25 KEKSINNÖN TARKOITUSPURPOSE OF THE INVENTION

Edellä kuvattu koko malmin esiliuotus tapahtuu jo ennen malmin rikastamista suorittamalla malmille esiliuotus olosuhteissa, joissa voidaan pienentää vain rikasteen fluoripitoisuutta. Nyt esillä olevan menetelmän tarkoituksena on yhdistää eri raudansaostusmenetelmien etuja siten, että suuri osa raudasta 30 saostetaan jarosiittina, mutta epäpuhtauksien määrää säädetään saosta-malla haluttu osa raudasta götiittinä.The ore pre-leaching described above occurs even before the ore is enriched by pre-leaching the ore under conditions where only the fluorine content of the concentrate can be reduced. The purpose of the present process is to combine the advantages of the various iron precipitation processes such that a large portion of the iron 30 is precipitated as jarosite, but the amount of impurities is controlled by precipitating the desired portion of iron as goethite.

44

KEKSINNÖN YHTEENVETOSUMMARY OF THE INVENTION

Keksintö kohdistuu menetelmään arvometallipitoisen sulfidirikasteen epäpuhtauksien, erityisesti fluorin poistamiseksi ja sen määrän hallitsemiseksi rikasteen liuotuksen yhteydessä, jolloin rikasteen sisältämä ja liuotuksessa 5 liuennut rauta saostetaan sekä jarosiittina että götiittinä hallitussa suhteessa ennen arvometallipitoisen liuoksen johtamista liuospuhdistukseen.The invention relates to a process for removing impurities, especially fluorine, in a precious metal-containing sulphide concentrate, whereby the iron contained in the concentrate and dissolved in the precursor is precipitated in controlled proportions both as jarosite and goitite prior to passing the precious metal solution to solution purification.

Keksinnön mukaisen menetelmän erään suoritusmuodon mukaan sulfidirikaste on sinkkirikaste.According to one embodiment of the process according to the invention, the sulphide concentrate is a zinc concentrate.

1010

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tyypillistä, että ensimmäinen osa raudasta saostetaan jarosiittina ja toinen osa götiittinä.The process according to the invention is characterized in that the first part of the iron is precipitated as jarosite and the second part as goitite.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan osa sulfidirikasteesta on pasutettu 15 oksidiseksi, jolloin sitä käytetään neutralointiaineena raudan eri saostus-vaiheissa. Erään toisen suoritusmuodon mukaan neutralointiaineena käytetään Waelz-oksidia. Vielä erään suoritusmuodon mukaan neutralointiaineena käytetään kalkkia tai kalkkikiveä.According to one embodiment of the invention, a portion of the sulfide concentrate is roasted to oxide, whereupon it is used as a neutralizing agent in various iron precipitation steps. According to another embodiment, Waelz oxide is used as the neutralizing agent. According to another embodiment, the neutralizing agent is lime or limestone.

20 Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan rikasteen liuotuksesta tulevalle liuokselle suoritetaan rikin vaahdotus.According to one embodiment of the invention, the solution resulting from concentrate leaching is subjected to sulfur flotation.

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan ainakin osa raudasta saostetaan jarosiittina rikasteen liuotusvaiheessa.According to one embodiment of the invention, at least a portion of the iron is precipitated as jarosite in the concentrate leaching step.

2525

Vielä keksinnön erään suoritusmuodon mukaan osa raudasta saostetaan jarosiittina rikin vaahdotuksen jälkeen.According to yet another embodiment of the invention, some of the iron is precipitated as jarosite after foaming of the sulfur.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tyypillistä, että götiittisaostuksen 30 jälkeen arvometallipitoinen liuos johdetaan neutraaliliuotukseen.It is typical of the process according to the invention that after the goiterite precipitation 30 the solution containing the precious metal is led to a neutral solution.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle on tyypillistä, götiittinä saostettavan raudan määrä on 10-50 %.Typical for the process according to the invention is 10-50% iron to be precipitated as goethite.

55

Keksinnön erään suoritusmuodon mukaan fluorin lisäksi poistettava epäpuhtaus on germanium.According to one embodiment of the invention, in addition to fluorine, the impurity to be removed is germanium.

5 KUVALUETTELO5 PHOTO LIST

Keksinnön mukaista menetelmää kuvataan oheisten kaaviokuvien avulla, jolloin kuva 1 esittää virtauskaaviota eräästä keksinnön mukaisesta sulfidirikasteen liuotusvaihtoehdosta, ja kuva 2 esittää virtauskaaviota eräästä toisesta keksinnön mukaisesta ίο ratkaisusta.The method according to the invention is illustrated by the following schematic diagrams, wherein Figure 1 shows a flow diagram of a leaching solution of the sulfide concentrate according to the invention, and Figure 2 shows a flow diagram of another solution of the invention.

KEKSINNÖN YKSITYISKOHTAINEN SELOSTUSDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Kuten edellä on tekniikan tasossa todettu, suurimmassa osassa sinkin tuotantolaitoksista rauta saostetaan jarosiittina. Jos sinkkirikaste sisältää 15 runsaasti fluoria, ja pasutteen ja/tai rikasteen liuotus on suoritettu atmosfäärisissä olosuhteissa (paineistamattomat reaktorit ja liuotuslämpötila 80 - 105° C) ja rauta saostetaan jarosiittina, ei fluoria välttämättä poistu riittävästi jarosiitin mukana. Tämän keksinnön mukaisen menetelmän tarkoituksena on käyttää hyväksi eri raudan saostustapoja erityisesti sinkin valmistus-20 prosessissa siten, että elektrolyysille vahingollisten aineiden, kuten fluorin määrää sinkkisulfaattiliuoksessa säädetään seostamalla ensimmäinen osa raudasta jarosiittina ja toinen osa götiittinä. Götiittinä seostettavan raudan määrä riippuu rikasteen sisältämän fluorin ja muiden epäpuhtauksien määrästä ollen alueella 10-50 %. Kaikkea rautaa ei kannata poistaa 25 götiittinä, sillä jarosiitin mukana saostuu huomattavasti vähemmän arvo-metalleja, kuten sinkkiä ja kuparia kuin götiitin mukana. Jarosiitti hoitaa sulfaattitasetta eli osa rikasteen sisältämästä rikistä poistuu prosessista jarosiittina. Lisäksi jarosiitti saostuu happamammissa olosuhteissa kuin götiitti, jolloin säästetään neutralointikustannuksissa.As stated above in the prior art, iron is precipitated as jarosite in most zinc plants. If the zinc concentrate is rich in fluorine and leaching of the roast and / or concentrate has been carried out under atmospheric conditions (non-pressurized reactors and a leaching temperature of 80 to 105 ° C) and the iron is precipitated as jarosite, fluoride may not be sufficiently removed with jarosite. The object of the process of the present invention is to utilize various iron precipitation methods, in particular in the process of making zinc, by controlling the amount of substances harmful to electrolysis, such as fluorine, in the zinc sulphate solution by doping the first part of iron as jarosite and the second part as goitite. The amount of iron to be doped as goethite depends on the amount of fluorine and other impurities present in the concentrate and is in the range of 10-50%. It is not advisable to remove all iron in 25 goutite, as jarosite precipitates significantly less valuable metals such as zinc and copper than does goutite. Jarosite takes care of the sulphate balance, meaning that some of the sulfur in the concentrate leaves the process as jarosite. In addition, jarosite precipitates under more acidic conditions than goethite, thus saving on neutralization costs.

Keksinnön mukaista menetelmää kuvataan tarkemmin oheisten virtauskaavioiden avulla. Virtauskaaviot esittävät sinkkisulfidirikasteen 30 6 käsittelyä, mutta menetelmä on sovellettavissa myös muille arvometallipitoi-sille sulfidirikasteille, joiden käsittelyn yhteydessä pitää rauta saostaa, ja joiden jatkokäsittelyssä epäpuhtaudet, kuten fluori, tuottavat ongelmia. Jos osa rikasteesta on pasutettu sinkkioksidiksi, tätä pasutetta on edullista käyt-5 tää raudan saostusvaiheissa neutralointiaineena. Waelz-oksidi on eräs edullinen neutralointiaine, sillä se ei sisällä pasutteen ferriittejä. Jos kysymyksessä on pelkkä sulfidirikasteen liuotus ilman, että sitä on yhdistetty pasutetun materiaalin liuotukseen (ns. stand-alone prosessi), on neutralointiaineena käytettävä jotain muuta sopivaa ainetta, kuten Waelz-oksidia, kalkkia tai 10 kalkkikiveä.The method according to the invention will be described in more detail with reference to the flow diagrams below. Flow diagrams show the treatment of zinc sulphide concentrate 30 6, but the method is also applicable to other precious metal sulphide concentrates which require iron precipitation in the treatment of which impurities such as fluorine present further problems. If part of the concentrate has been roasted to zinc oxide, this roast is preferably used as a neutralizing agent in iron precipitation steps. Waelz oxide is a preferred neutralizing agent because it does not contain roast ferrites. In the case of leaching of the sulphide concentrate alone, without being combined with the leaching of the roasted material (the so-called stand-alone process), another suitable substance, such as Waelz oxide, lime or 10 limestone, must be used as the neutralizing agent.

Kuvan 1 mukainen virtauskaavio kuvaa prosessia, jossa osa rikasteesta liuotetaan suoraan ilman pasutusta ja osa on pasutettu. Rikasteen ja pasutteen liuotus on osa sinkin talteenoton kokonaisprosessia, johon 15 liuotuksen jälkeen kuuluu liuospuhdistus ja sinkin elektrolyyttinen talteenotto. Sulfidirikasteen liuotusvaiheessa 1 liuotus suoritetaan elektrolyysistä tulevan paluuhapon avulla. Samaan liuotusvaiheeseen syötetään myös pasutteen neutraaliliuotusvaiheen 4 alite eli liukenematta jäänyt sakka, joka sisältää lähinnä pasutteen ferriitit sekä liuoksesta saostetun rautahydroksidin. 20 Rikasteen liuotusvaiheeseen johdetaan myös happipitoista kaasua. Kun liuotusvaiheen olosuhteet säädetään sopiviksi, sekä rikasteen että ferriittien sisältämä rauta samoin kuin neutraaliliuotuksen alitteen mukana tullut rautahydroksidi liukenevat, mutta samanaikaisesti liukenemisen kanssa rauta alkaa saostua jarosiittina. Perinteisessä jarosiittiprosessissa rauta saoste-25 taan lähellä liuoksen kiehumispistettä olevassa lämpötilassa. Vapaa happo neutraloidaan arvoon 3 - 5 g/l H2S04 (optimi pH 1,5). Sinkkisulfaattiliuoksen rautamäärä on 20-35 g/l. Jotta jarosiitti saisi olennaisesti kiteisen muodon, jolla on edulliset laskeutumisominaisuudet, liuokseen johdetaan myös kalium-, natrium- tai ammoniumioneja. Raudan saostuminen jarosiittina 30 tapahtuu seuraavan reaktion mukaan, jossa A voi olla alkali- tai ammoniumioni: 7 3 Fe2(S04)3 + A2S04 + 12 H20 ^ 2 A[Fe3(S04)2(0H)6] + 6 H2S04 (1)The flow diagram of Fig. 1 illustrates a process in which part of the concentrate is leached directly without roasting and part is roasted. The leaching of concentrate and roast is part of the overall zinc recovery process, which, after 15 leaching, involves solution cleaning and electrolytic zinc recovery. In the leaching step of the sulfide concentrate, the leaching is carried out with the aid of the acid coming from the electrolysis. Also fed to the same leaching step is a slurry of the neutralizing leaching step 4, i.e. the undissolved precipitate, which mainly contains the ferrites of the roasting and iron hydroxide precipitated from the solution. Oxygen-containing gas is also introduced into the concentrate leaching step. When the conditions of the leaching step are adjusted, the iron in both the concentrate and the ferrites, as well as the iron hydroxide supplied with the neutral leaching leach, dissolve, but with dissolution, the iron begins to precipitate as jarosite. In the conventional jarosite process, iron is precipitated at a temperature near the boiling point of the solution. The free acid is neutralized to 3-5 g / l H2SO4 (optimum pH 1.5). The iron content of the zinc sulphate solution is 20-35 g / l. In order to obtain a substantially crystalline form of jarosite with advantageous settling properties, potassium, sodium or ammonium ions are also introduced into the solution. The precipitation of iron as jarosite 30 occurs according to the following reaction, wherein A may be an alkali or ammonium ion: 7 3 Fe 2 (SO 4) 3 + A 2 SO 4 + 12 H 2 O 2 A [Fe 3 (SO 4) 2 (O) 6] + 6 H 2 SO 4 (1)

Jarosiitin saostumisreaktiossa muodostuva happo kuluu rikasteen liuotukseen.The acid formed in the jarosite precipitation reaction is consumed by concentrate leaching.

55

Jokaiseen liuotusvaiheeseen kuuluu yleensä useampi sekoitusreaktori, ja lietesuspensio siirtyy reaktorista toiseen ylivuotona. Tällöin on vaiheen sisällä mahdollista säätää ensimmäisissä reaktoreissa olosuhteet liukenemiselle edulliseksi ja viimeisissä jarosiitin saostumista suosiviksi, vaikka liukenemis-10 reaktiot jatkuvat vielä niissäkin. Kun reaktorissa on näin jo mukana jarosiitin saostumisytimiä, se helpottaa edelleen saostumista.Each leaching step usually includes several mixing reactors, and the slurry suspension is transferred from one reactor to another in an overflow. Thus, it is possible within the step to adjust the dissolution conditions in the first reactors to favorable conditions and in the latter to favor the precipitation of jarosite, although the dissolution reactions still continue there. When the reactor already has jarosite deposition cores, it further facilitates precipitation.

Rikasteen liuotusvaiheen 1 jälkeen liete johdetaan vaahdotukseen 2, jossa rikasteessa ollut rikki vaahdotetaan rikkirikasteeksi, ja vaahdotusjäte sisältää is jarosiittisakan. Sinkkisulfaattipitoinen liuos, jossa on mukana vielä osa raudasta, syötetään toiseen raudan saostusvaiheeseen 3, jossa loppu rikasteen raudasta saostetaan. Rauta saostetaan tässä vaiheessa götiittinä ja se tapahtuu käyttämällä liuoksen neutralointiaineena sinkkipasutetta tai Waelz-oksidia ja syöttämällä liuokseen happipitoista kaasua. Götiitin saostumisen 20 edellytyksenä on, että kolmiarvoisen raudan (Fe3+) määrä liuoksessa on matala, luokkaa 1-5 g/L. Rikasteen suoraliuotuksessa on mahdollista ajotapaa säätämällä muuttaa liuoksen Fe2+/Fe3+-suhdetta ja tätä käytetään hyväksi keksinnön mukaisessa menetelmässä. Ajotavan säädöllä saadaan götiitin saostukseen sopiva liuos ilman erillistä raudan pelkistysvaihetta tai 25 liuotuksesta tulevan liuoksen, emäliuoksen, laimentamista sopivan Fe3+-pitoisuuden saavuttamiseksi. Götiitin saostus suoritetaan pH-aiueella 2-4, edullisesti 2.5 - 3.8 ja lämpötilassa 70-90 °C, jolloin ei vielä olennaisesti muodostu rautahydroksidisakkaa.After the concentrate leaching step 1, the slurry is led to a flotation 2, where the sulfur in the concentrate is foamed to a sulfur concentrate, and the flotation residue contains an isosite precipitate. The zinc sulfate-containing solution, with a further part of the iron present, is fed to the second iron precipitation step 3, where the remainder of the concentrate iron is precipitated. The iron is precipitated at this stage as goethite and is carried out by using zinc pellet or Waelz oxide as the solution's neutralizing agent and supplying the solution with an oxygen-containing gas. A precondition for goutite precipitation is that the amount of trivalent iron (Fe 3+) in the solution is low, in the order of 1-5 g / L. In direct concentrate leaching, it is possible to change the Fe 2+ / Fe 3+ ratio of the solution by adjusting the driving mode and this is utilized in the process of the invention. Adjustment of the driving mode provides a solution suitable for goutite precipitation without a separate iron reduction step or dilution of the leaching solution, the mother liquor, to obtain a suitable concentration of Fe 3+. The precipitation of goiter is carried out at a pH of from 2 to 4, preferably from 2.5 to 3.8, and at a temperature of 70 to 90 ° C, whereby no iron hydroxide precipitate is formed substantially.

30 Götiitin saostuminen tapahtuu seuraavan reaktion mukaan: 2FeS04 + 0,5 02 + H20 + 2ZnO 2 FeOOH + 2 ZnS04 (2) 830 The precipitation of goiter occurs according to the following reaction: 2FeSO 4 + 0.5 O 2 + H 2 O + 2ZnO 2 FeOOH + 2 ZnSO 4 (2) 8

Saostuksen tuloksena saadaan götiittisakka, johon on kerasaostunut sinkkielektrolyysille haitallisia aineita kuten fluori, arseeni, antimoni ja germanium. Haluttaessa voidaan osa näistä metalleista ottaa talteen sakasta jollakin sinänsä tunnetulla tavalla. Muodostetut rautasakat, jarosiitti ja götiitti 5 voidaan yhdistää keskenään ja johtaa loppusijoitukseen. Vaiheiden välissä suoritetaan aina neste-kiintoaine-erotus, mutta sitä ei ole tarkemmin kaaviossa kuvattu.The precipitation results in a goethite precipitate which is co-precipitated with substances harmful to zinc electrolysis such as fluorine, arsenic, antimony and germanium. If desired, some of these metals may be recovered from the precipitate in some manner known per se. The formed iron deposits, jarosite and goethite 5 can be combined with each other and lead to disposal. Between the steps, liquid-solid separation is always performed, but is not described in more detail in the diagram.

Götiitin saostusvaiheesta 3 tuleva liuos johdetaan neutraaliliuotusvaiheeseen ίο 4, jossa liuosta edelleen neutraloidaan sinkkipasutteen avulla, jolloin liuoksen loppurauta saostetaan rautahydroksidina Fe(OH)3. Kun pasute liukenee, liuoksen sinkkipitoisuus vastaavasti nousee. Neutraaliliuotus-vaiheesta tuleva sinkkisulfaattiliuos ns. raakaliuos, joka johdetaan liuos-puhdistuksen kautta elektrolyysiin. Neutraaliliuotusvaiheen avulla varmis-15 tetaan, että götiitin saostusvaihe voidaan suorittaa olosuhteissa, missä rauta ei merkittävästi saostu ferrihydroksidina. Liuotusvaiheen sakka käsittää pienen määrän ferrihydroksidia ja liukenematta jääneet ferriitit, ja se johdetaan rikasteen liuotusvaiheeseen 1, kuten edellä on kuvattu. Elektrolyysiin johdettavan sinkkisulfaattiliuoksen rautapitoisuus pitää olla alle 20 20 mg/L ja tämän saavuttamiseksi pH pitää liuotusvaiheen lopussa säätää olemaan yli 4, jolloin syntyy pieni määrä ferrihydroksidia.The solution from the gothite precipitation step 3 is led to the neutral leaching step ίο 4, where the solution is further neutralized with zinc pellet, whereupon the remaining iron is precipitated as Fe (OH) 3 as iron hydroxide. As the trumpet dissolves, the zinc content of the solution increases accordingly. The so-called zinc sulfate solution from the neutral leaching step. a crude solution which is passed through solution purification to electrolysis. The neutral leaching step ensures that the goethite precipitation step can be carried out under conditions where iron is not significantly precipitated as ferric hydroxide. The precipitate of the leaching step comprises a small amount of ferric hydroxide and the insoluble ferrites and is passed to the leaching leaching step 1 as described above. The zinc sulphate solution to be electrolysed must have an iron content of less than 20 20 mg / L and to achieve this the pH at the end of the leaching step must be adjusted to more than 4, resulting in a small amount of ferric hydroxide.

Virtauskaaviossa 2 on esitetty samantyyppinen prosessi kuin kuvassa 1, mutta tässä tapauksessa rikasteen liuotusvaiheen 5 olosuhteet on säädetty 25 sellaiseksi (happopitoisuus on 20 - 30 g/L), että jarosiitti ei saostu vielä liuotusvaiheessa. Liuotusvaiheen jälkeen liete johdetaan vaahdotukseen 6, josta saadaan rikkirikaste ja lyijypitoinen jae ja liuos, joka johdetaan ensin jarosiitin saostusvaiheeseen 7 ja sen jälkeen götiitin saostusvaiheeseen 8. Götiitin saostusvaiheesta tuleva liuos syötetään neutraaliliuotukseen 9, jossa 30 olosuhteet ovat samat kuin kaaviossa 1 esitetyssä tapauksessa.Flow diagram 2 shows a process similar to that of Figure 1, but in this case the conditions of concentrate leaching step 5 are set (acid content 20-30 g / L) so that jarosite does not yet precipitate in the leaching step. After the leaching step, the slurry is led to a flotation 6 to obtain a sulfur concentrate and a lead containing fraction and a solution which is first led to the jarosite precipitation step 7 and then to the goitite precipitation step 8.

99

ESIMERKKIEXAMPLE

Suoritetuissa kokeissa rauta saostettiin sinkkisulfaattiliuoksesta joko jarosiittina tai götiittinä.In the experiments performed, the iron was precipitated from the zinc sulphate solution as either jarosite or goethite.

5 Ensimmäisessä kokeessa rautaa saostettiin jatkuvatoimisesti jarosiittina rikasteen liuotusvaiheen yhteydessä. Liuoksen rikkihappopitoisuus oli kuuden päivän koejakson alussa 15 g/L ja laskettiin kahden päivän jälkeen arvoon 10 g/L. Liuoksen fluoripitoisuus oli saostuksen alussa 80 mg/L ja kuuden päivän saostusjakson jälkeen fluoripitoisuus oli pudonnut arvoon 60 ίο mg/L. Siten 25 % fluorista oli saostunut jarosiitin mukana liuoksesta.In the first experiment, iron was continuously precipitated as jarosite during the concentrate leaching step. The sulfuric acid content of the solution was 15 g / L at the beginning of the six-day test period and was reduced to 10 g / L after two days. The solution had a fluorine concentration of 80 mg / L at the beginning of the precipitation and after a six day precipitation period the fluorine content had dropped to 60 mg / L. Thus, 25% of the fluorine had precipitated with the jarosite from the solution.

Toisessa kokeessa rautaa saostettiin sinkkisulfaattiliuoksesta panos-kokeessa götiittinä, jolloin liuoksen pH säädettiin olemaan 3,7. Kokeen alussa liuoksen rautapitoisuus oli 217 mg/L ja lopussa 0,7 mg/L. Saostuksen 15 alkaessa liuoksen fluoripitoisuus oli 40 mg/L ja seitsemän tunnin saostusjakson jälkeen 5 mg/L eli 87 % fluorista oli saostunut liuoksesta.In another experiment, iron was precipitated from a zinc sulphate solution in a batch experiment as goethite, whereby the pH of the solution was adjusted to 3.7. The iron content of the solution was 217 mg / L at the beginning of the experiment and 0.7 mg / L at the end. At the onset of precipitation, the solution had a fluorine content of 40 mg / L and after a seven hour precipitation period, 5 mg / L, or 87% of the fluorine, had been precipitated from the solution.

Edellä esitettyjen kokeiden perusteella nähdään, että sinkkisulfaattiliuoksesta poistettavan fluorin määrää voidaan säätää valitsemalla, missä suhteessa 20 rautaa saostetaan jarosiittina ja götiittinä.From the above experiments, it is seen that the amount of fluorine to be removed from the zinc sulphate solution can be controlled by selecting the proportion of iron to be precipitated as jarosite and goethite.

Claims (12)

1. Förfarande för avlägsnande av föroreningar, i synnerhet fluor, ur ett värdemetallhaltigt sulfidkoncentrat och för kontroll av dess mängd i samband med upplösningen av koncentratet, kännetecknat därav, att det järn som koncentratet innehaller och som har lösts i upplösningen utfälls bade som jarosit och som götit i reglerat förhallande innan den värdemetallhaltiga lösningen leds tili lösningsrening.A process for removing impurities, in particular fluorine, from a value-metal-containing sulfide concentrate and for controlling its amount in connection with the dissolution of the concentrate, characterized in that the iron contained in the concentrate and which has dissolved in the solution is precipitated both as jarosite and which poured in regulated condition before the value-metal-containing solution is led to solution purification. 2. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att sulfidkoncentratet är ett zinkkoncentrat.Process according to claim 1, characterized in that the sulfide concentrate is a zinc concentrate. 3. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att en första del av järnet fälls ut som jarosit och en andra del som götit.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that a first part of the iron is precipitated as jarosite and a second part is cast. 4. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att en del av sulfidkoncentratet har rostats tili oxid, varvid den används som neutraliseringsmedel i järnets olika utfällningsskeden.4. A process according to claim 1 or 2, characterized in that part of the sulphide concentrate has been roasted to oxide, whereby it is used as a neutralizing agent in the various precipitation phases of the iron. 5. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att som neutraliseringsmedel i järnets olika utfällningsskeden används Waelz-oxid.5. A process according to claim 1 or 2, characterized in that Waelz oxide is used as a neutralizing agent in the various precipitation phases of the iron. 6. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att som neutraliseringsmedel i järnets olika utfällningsskeden används kalk eller kalksten.Process according to Claim 1 or 2, characterized in that lime or limestone is used as neutralizing agent in the various precipitation phases of the iron. 7. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att pä slammet frän upplösningen av koncentratet utförs flotation av svavel.Process according to claim 1 or 2, characterized in that flotation of sulfur is carried out on the sludge from the dissolution of the concentrate. 8. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att ätminstone en del av järnet utfälls som jarosit i koncentratets upplösningsskede.Method according to claim 1 or 2, characterized in that at least part of the iron is precipitated as jarosite in the dissolution stage of the concentrate. 9. Förfarande enligt patentkrav 1 och 7, kännetecknat därav, att en del av järnet utfälls som jarosit efter flotationen av svavel.Method according to claims 1 and 7, characterized in that part of the iron is precipitated as jarosite after the flotation of sulfur. 10. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att efter utfällningen av götit leds den värdemetallhaltiga lösningen tili neutralupplösning.Process according to Claim 1 or 2, characterized in that, after the precipitation of the ingot, the valuable metal-containing solution is led to a neutral solution. 11. Förfarande enligt patentkrav 1 eller 2, kännetecknat därav, att mängden av järn som skall utfällas som götit är 10 - 50 %.Method according to Claim 1 or 2, characterized in that the amount of iron to be precipitated as cast is 10 - 50%. 12. Förfarande enligt patentkrav 1, kännetecknat därav, att förutom fluor avlägsnas germanium som förorening.12. A process according to claim 1, characterized in that in addition to fluorine, germanium is removed as a contaminant.
FI20100259A 2010-06-21 2010-06-21 A method for controlling impurities in the zinc manufacturing process FI122453B (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20100259A FI122453B (en) 2010-06-21 2010-06-21 A method for controlling impurities in the zinc manufacturing process

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FI20100259A FI122453B (en) 2010-06-21 2010-06-21 A method for controlling impurities in the zinc manufacturing process
FI20100259 2010-06-21

Publications (3)

Publication Number Publication Date
FI20100259A0 FI20100259A0 (en) 2010-06-21
FI20100259A FI20100259A (en) 2011-12-22
FI122453B true FI122453B (en) 2012-01-31

Family

ID=42308066

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FI20100259A FI122453B (en) 2010-06-21 2010-06-21 A method for controlling impurities in the zinc manufacturing process

Country Status (1)

Country Link
FI (1) FI122453B (en)

Also Published As

Publication number Publication date
FI20100259A0 (en) 2010-06-21
FI20100259A (en) 2011-12-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1966401B1 (en) Method for recovering rare metals in a zinc leaching process
US3976743A (en) Treatment of zinc plant residue
FI80076C (en) HYDROMETALLURGISKT FOERFARANDE FOER EXTRAHERING AV ZINK OCH AOTMINSTONE EN DEL AV KOPPARN OCH UTVINNING AV BLY OCH SILVER UR ZINKINNEHAOLLANDE SVAVELHALTIGA MATERIAL.
EP2543746A1 (en) Hydrometallurgical method for the recovery of zinc in a sulphur medium from sulphured zinc concentrates
CA2987795C (en) Recovery of copper from arsenic-containing process feed
CA2856341A1 (en) Method for producing high-purity nickel sulfate
BG62180B1 (en) Chloride assisted hydrometallurgical extraction of nickel and cobalt from sulphide ores
FI122676B (en) Method for treating a solution containing zinc sulphate
FI72535C (en) Process for the treatment of solutions for facilitating the removal of ferric iron.
EP3739069B1 (en) Method of extracting metals from polymetallic sulphide ores or concentrates
CN114502752A (en) Method for processing copper sulfide and nickel sulfide materials
JPH06212304A (en) Method for smelting zinc
CN105695764A (en) Method for separating lead from lead-containing alkaline leaching liquor by oxidizing and precipitating
FI122453B (en) A method for controlling impurities in the zinc manufacturing process
CN117642519A (en) Production of high purity nickel and cobalt compounds
WO2015079116A1 (en) Method and arrangement of separating arsenic from starting materials
Krüger et al. Alternative solution purification in the hydrometallurgical zinc production
FI69109B (en) PROCEDURE FOR THE PURPOSE OF SULFATING
Havlik et al. Refining of crude nickel sulphate obtained from copper electrolyte
WO2024115731A1 (en) Recovery of antimony and bismuth from arsenic-containing acidic aqueous solutions
MX2008008457A (en) Method for recovering rare metals in a zinc leaching process
CN114635046A (en) Method for reducing zinc content in iron sediment slag in zinc hydrometallurgy process
CN118726749A (en) Gradient extraction method of metal in arsenic-containing material
MXPA97009729A (en) Hydrometalurgical extraction of nickel and cobalt assisted by chloride, from sulf minerals
CINKA ALTERNATIVE SOLUTION PURIFICATION IN THE HYDROMETALLURGICAL ZINC PRODUCTION ALTERNATIVA PRECISCAVANJA RASTVORA

Legal Events

Date Code Title Description
FG Patent granted

Ref document number: 122453

Country of ref document: FI

MM Patent lapsed