FI60240C - Vaermebehandling av lakningsrester fraon hydrometallurgisk produktion av zink - Google Patents

Description

KUULUTUSJULKAISU ,ηοΛη 3¾¾ W ^11) utlAggnINGSSKRIFT 60240 (45) Patent o?ddelat V'““v J (51) Ky.ik.3/iot.a3 C 22 B 19/30 // C 22 B 7/00 SUOM I—FI N LAND (*) Pttanttlhtk«mui —PatMttmeknlng 750051 (22) Hkk*ml*ptlyi — AfMAknlngtdtg 21.03 >75 (23) AlkupUvi —Glltlghatadag 21.03.75 (41) Tollot julkiseksi — Bllvlt offsntllg 22.09.75

Patentti· ia rekisterihallitus .... .... , ,, . , . ,, ,. , _ __. . ,. , (44) Nlhtivlkslpanon j* kooL ulksIton pvm, — „ Λθ 0.

Patent· och registeratyrelsen ' ' Ansektn utltgd och utUkriften public·™! 31.08. 81 (32)(33)(31) Pyr4«ty «uoiiuuspriority 21.03-7^ Norja-Norge(NO) 7^1026 (71) Det Norske Zinkkompani A/S, Eitrheim, 5750 - Odda, Norja-Norge(NO) (72) Stig Arvid Petersson, Skälleftehamn, Ruotsi-Sverige(SE),

Tor Lindstad, Bj^rkmyr, Fjiystein Dyvik, Odda, Georg Steintveit,

Odda, Norja-Norge(NO) (lh) Forssen & Salomaa Oy (5*0 Liuottamisjäännöksien lämpökäsittely sinkin hydrometallurgisessa tuotannossa - Värmebehandling av lakningsrester frän hydro-metallurgisk produktion av zink

Keksintö koskee prosessia lyijyn, sinkin ja jalometallien talteenottamisek-si sinkinvalmistuksen aikana esiintyvistä liuottamisjäännöksistä ja sakoista käsittäen lähtömateriaalin heikon hapettavan ja pelkistävän käsittelyn.

Sinkin hydrometallurgisessa tuotannossa raaka-aineena on tavallisesti sinkki sulfidirikaste, jota pasutetaan esimerkiksi tavanomaisissa pasutusuuneis-sa tai hihnoilla. Pasutustuote sisältää tavallisesti 50-65 % sinkkiä sinkkioksidin, sinkkisulfaatin ja ferriittien muodossa yhdessä pienten lyijy-, jalometalli-, rauta-, kupari-, arsenikki-, kadmium- ja antimonimäärien kanssa. Sinkkioksidi ja sinkkisulfaatti ovat helppoliukoisia normaalisti käytettävässä hydrometallurgisessa prosessissa, jossa uuttausnesteenä käytetään laimeaa rikkihappoa, kun taas sinkkiferriitit ovat käytännöllisesti katsoen liukenemattomia. Siksi käytetään tavallisesti pasutusprosesseja, jotta ferriittien muodostuminen vältetään. Ei kuitenkaan ole mahdollista estää sitä, että pasutetussa tuotteessa on läsnä tietty määrä sinkkiferriit-tiä. Aikaisemmissa tavanomaisissa mittausmenetelmissä sinkkisaanto on ta- 2 60240 vallisesti luokkaa 87-93 °fa kun pasutettu materiaali sisältää noin 9-3 $> rautaa. Uuttausjäännöksen kokoomus luonnollisesti vaihtelee pasutetun materiaalin mukana, mutta seuraavatanalyysit ovat tyypillisiä monille sinkkimalmeille:

Au - 1 g/ ton

Ag - 300 g/ ton

Cu - 1 #

Pe - 28 56

Zn - 18 56

Pb - 6 %

Cd - 0,2 96

Si02 - 6 56

CaO - 6 $> S - 6 #

Kuten voidaan havaita on sinkkipitoisuus uuttausjäännöksessä hyvin korkea*

Aikaisemmin ei ole havaittu mahdolliseksi käyttää hyödyksi uuttausjäännöksen arvokkaita metalliosia taloudellisella tavalla ja ne on tavallisesti hylätty sen takia. Sinkkihäviöt mittauksessa johtuvat osaksi pasutuksen aikana muodostuneista sinkkiferriiteistä ja osaksi sinkkisulfaatista uut-tausliuoksessa, joka jää jäännökseen suodatuksen jälkeen. Uuttausjäännös on tavallisesti hyvin taikinamainen ja tahmea tehden pesun ja suodatuksen vaikeaksi suorittaa. Sen takia metallin talteenottamiseksi on yritetty useita pyrometallurgisia prosesseja kuten sulatusta lieskauuneissa pelkistävissä olosuhteissa sinkin ja lyijyn höyrystämiseksi pois yhdessä mniden haihtuvien metallien kanssa. Höyxystetyt metallit hapetetaan metallit hapetetaan metallioksideikei, jotka erotetaan sopivilla suodattimilla. Eräs toinen menetelmä on materiaalin käsitteleminen pyörivässä uunissa koksin kanssa korkeassa lämpötilassa, jolloin sinkki ja lyijy ajetaan myös pois. Näitä menetelmiä koskevia tietoja on teoksessa C.H. Mathewson, "Zinc", Reinhold Publishing Corporation, Few Tork, sivu 190-191*

Eräät muut tunnetut menetelmät uuttausjäännöksissä olevien arvometallien talteenottamiseksi tavanomaisen hapoilla uuttamisen lisäksi käsittävät pelkistävien aineiden, esimerkiksi koksin tai hiilijauheen sekoittamisen uuttausjäännöksiin, jonka jälkeen Zn ja Pb höyrystetään pois pelkistämällä ja sulattamalla, jonka jälkeen metallit hapetetaan ja erotetaan hiuk- 5 60240 kassuodattimissa. Katso esimerkiksi artikkelia lehdessä "Metal Bulletin Monthly", April 1971» sivu 8, saksalainen kuulutusjulkaisu 1.040.256 ja "Joint Meeting MMIJ-AIME", Tokyo (S. Sato'n luento). Lehdessä "Metal Bulletin Monthly" olevan artikkelin mukaan uuttausjäännökset sekoitetaan pulveroidun koksin kanssa, jonka jälkeen materiaali rakeistetaan ja syötetään pyörivään uuniin ja kuumennetaan 1100°C:een, jolloin Zn ja Pb pelkistetään ja ajetaan pois. Metallihöyryt hapetetaan ZnOtksi ja PbOtksi ja senjälkeen hiukkaset erotetaan suodattimessa.

Saksalaisen kuulutusjulkaisun 1.040.256 mukaan uuttausjäännöstä käsitellään soodakuonalla sekoitettaessa pelkistysainetta, jonka jälkeen seuraajassa sulatuksessa ja pelkistyksessä niin sanotussa "Kurztrommelofen"-uunissa Pb ja Zn ajetaan pois· S. Sato'n mukaan uuttausjäännös sulatetaan sähköuunissa koksilisäyksen käsittäessä vähintään 45 i syötetystä materiaalista. Zn ja Pb ajetaan pois tässä samalla tavalla kuin edellä on kuvattu.

Yllämainitut menetelmät ovat kalliita, koska ne vaativat paljon energiaa. Lisäksi ollaan riippuvaisia edistyksellisistä hiukkassuodattimista. Kolmas mainittujen prosessien haitta on se, että Pb ja Zn otetaan talteen oksidisekoituksen muodossa ja mahdolliset jalometallit voidaan saada talteen vain vaikeasti, jos uuttausjäännös ei sisällä tiettyä määrää kuparia, joka voi liuottaa jalometalleja.

Sinkkihäviöiden pienentämiseksi pasutuemateriaali voidaan uuttaa väkeväm-mällä rikkihappoliuoksella, jolloin sinkin uuttaussaantoa voidaan lisätä 98-99 $:iin, jolloin samalla kertaa kuitenkin 80-90 i rautapitoisuudesta liukenee. Sellainen prosessi on esitetty norjalaisessa patentissa 108.047« Tämän prosessin mukaan saadaan liukenematon uuttausjäännös, joka sisältää suhteellisen korkeita lyijyn ja hopean pitoisuuksia.

Rautarikas sinkkiliuos puhdistetaan erkauttamalla rauta-, kalium-, natrium-tai ammoniumionien läsnäollessa niin sanottuna jarosiitti-sakkana, jolla on likimääräinen kaava:

K N

Na [Pe5(S04)2(0H)6] NE.

4 4 60240 liukenemattomilla ja saostuneilla tuotteilla voi olla seuraavia analyysi-arvojaj

Pb-Ag-uuttauB.iäamiffB Jaroslittiaakka

Zn - 4 $ (paino) Zn - 4 $ (paino)

Pe - 12 $ Pe - 30 $ so4 - 35 $ so4 - 30 $

Pb - 15$ Pb - 2 $

Ag - 1000 g/1 NH4 - 1,5 96

Si02 - 15 96 Si02 - 3 96 loppu pääasiassa happea As - 0,3$

Sb - 0,3$ A$ 200 g/ ton

Cu - 0,3 $

Cd - 0,04 $

Arvometalliosat lyijy-hopea-uuttausjäännöksessä voidaan ottaa talteen kuumentamalla yhdessä tavanomaisten lyijyn raaka-aineiden kanssa tavanomaisissa lyijyprosesseissa, mutta materiaali ei kuitenkaan ole alhaisen lyijypitoisuuden takia kovin houkutteleva ja tuottavuus tulisi olemaan alhainen. Sakat uuttausprosessista on tähän mennessä heitetty tavallisesti pois. Sakat uuttausnesteestä sisältävät kuitenkin tietyn määrän kuparia, arsenikkia, antimonia ja kadmiumia (katso esimerkiksi norjalainen patentti 123·24Θ) ja sellaisen materiaalin poisheittäminen on uhka ympäristölle, koska raskaat metallit voivat uuttautua tietyssä määrin ja joutua ympäristölle alttiiksi.

Yllättäen on nyt havaittu, että mainitut haitat voidaan eliminoida kuumentamalla jäännöksiä sinkin hydrometallurgisesta valmistuksesta reaktorissa, jäännöksien käsittäessä vallitsevasti uuttausjäännöksen ja/tai rauta-rikkaita sakkoja uuttausliuoksesta, joka sisältää sinkkiä, kuparia, arvo-metalleja ja epäpuhtauksia pääasiallisesti sulfidien, sulfaattien, oksidien ja ferriittien muodossa, ei-pelkistävissä olosuhteissa sellaisissa hapen osapaineissa, että läsnäoleva lyijy muodostaa lyijyoksidia, jonka jälkeen materiaali pelkistetään sellaisella määrällä lisäpelkistysainetta, että lyijy ja sinkki pääasiassa pelkistyvät, kun taas raudan pelkistyminen vältetään. Sinkki pelkistetään ja höyrystetään alkuainemuodossa ja sinkki poistokaasuissa hapetetaan senjälkeen ja erotetaan. Jotta estettäisiin verraten haihtuvan lyijysulfidin sulfidimuodostuminen, hapen osa- 5 60240 paineen kaasussa ei-pelkistävän kuumennuksen aikana, ja siten saadun sulfaatin ja sulfidin lohkeaminen, täytyy ylittää paine, joka määritellään yhtälöllä: log Pn = 1,76 - 14,57 1000 ,

2 T

missä T on annettu Kelvin-asteinä. Yhtälö on laskettu tasapainotilan PbO + SOg = P1iS(g) + 1,5 0g perusteella, saaden siten tasapainovakion K, missä aPbS * <P0 >1’5 K--1— , aPb/ ' PS02 missä PbS:n aktiivisuus - 1 ja PbO:n aktiivisuudelle oletetaan arvo >0,1 (kokemusperäinen arvo) ja PgQ^ <0,2 atm, mikä muodostaa maksimaalisen kuviteltavissa olevan rikkidioksidin paineen, jolloin Pq2 (0,02 K)2^ tai yllämainittu likimääräinen lineaarinen yhtälö. Yhtälö on sovellettavissa lämpötiloille välillä 900-1.350°C{ jos hapen osapaine putoaa alle tämän yhtälön ekvivalentin arvon, lyijysulfidia tulee muodostumaan ja höyrystymään yhdessä sinkin kanssa, joka ajetaan pois metallina. Tämä merkitsee epäsuotavaa lyijyhäviötä. Kun sulfidit ja sulfaatit on lohkaistu pois materiaalia käsitellään pelkistysaineella hapen osapaineessa, joka pidetään yhtälöin log Pq2 - 5*7 - 16,7 + 2 log a-p^ maksimiarvossa, jolloin termillä a>p^Q merkitään lyijyoksidin aktiivisuutta reaktorissa muodostuneessa sulassa kuonassa. Kuonassa oleva lyijyoksidi pelkistetään siten lyijyksi ja se muodostaa lyijyeulan kuonan alle. Kaava on saatu yhtälön 2 PbO^ " 2 Pb^ + °2 paisteella, K:n ollessa sitten (aPb) ’ P02 7-- “iB8ä ^b " 1 p0 “ K ‘ (·ρμ>> · UPb0; 2 ja lämpötilassa 1.200-1.350°C log K - 5*7 - 16, 7 , PbO: lie annettu aktiivisuuden arvo on luonnollisesti riippuvainen halutusta karkotusas-teesta. Jos oletetaan, että aktiivisuuskerroin lyijyoksidille kuonassa on välillä 0,5 ja 1 ja että lyijy pelkistetään 1 $:n pitoisuuteen, saadaan välillä 0,0015 ja 0.003 oleva aktiivisuusarvo. Aktiivisuusarvon 0,0015 sijoittaminen antaa yhtälön log Pq2 “ 0,1 - 16,7 · . Lopuksi proses sin oleellinen piirre on se, että rautaa ei pelkistetä kuonasta ja hapen osapaine materiaalin yllä pelkistyksen aikana ei saa pudota alle arvon, joka saadaan yhtälöllä log Pq^ - 4,0 - 23,4 Joten huomioon otetaan raudan aktiivisuus kuonassa. Tämä yhtälö on saatu yhtälön 2 FeO « 2 + C>2 perusteella, josta saadaan 6 60240 (aFe^ P0 K ^eO^ K “ 7-^- tÄi \ " 7-i2- ’ ^aFeO^ 2 ^aFe^ 2 missä ape «1 ja PQ - K (ape0) . Jos K lasketaan lineaarisena suhteena log K = 4,3 - 23,4 10^0 . Edelleen jos apeg:n arvoksi otetaan 0,7, joka kokemuksen mukaan on korkein aktiivisuus, joka kuonassa voidaan saada, saavutetaan yhtälö. Pelkistyksen aikana poishöyrystetty sinkki hapetetaan haihdutuksen jälkeen ja voidaan erottaa yhdessä mahdollisen arsenikin kanssa sopivassa suodattimessa. Poiskarkotettu rikkidioksidi otetaan talteen tavanomaisella tavalla poistokaasuista ja käytetään rikkihapon tai nestemäisen rikkidioksidin valmistukseen. Muodostunut lyijymetalli, joka vedetään jatkuvasti pois reaktorista, liuottaa uuttausjäännöksen hopea-sisällön. Jäljelle jäävä kuona, joka pääasiassa sisältää rautaa, piitä, maa-alkalimetalleja ja happea, vedetään pois. Tämä kuona voidaan ilman liukenemisen vaaraa laskea ympäristöön. Edullisesti kuonaa muodostavat materiaalit, jotka senjälkeen sulavat, viedään reaktoriin ennen jäännösmate-riaalia. Reaktorissa olevan kuonan pitäisi poistossa vastata koostumukseltaan 20-70 io SiO , 30-75 i» Fe0o ja 10-40 i MeO, missä Me tarkoittaa kalsiumia, magnesiumia tai sinkkiä. Koostumuksen pitäisi mieluimmin olla 37-40 °fo FeO, 30-33 i SiO^ ja 28-30 $ MeO. Kun käytetään uuttausjäännöksen ja uuttausliuoksesta peräisin olevien rautasakkojen seosta, lisätään pi-dioksidia ja maa-alkalimetallioksideja kuten kalkkia, sammutettu kalkkia ja dolomiittia kuonan koostumuksen huomattavan muuttumisen estämiseksi prosessin aikana ja sopivan kuonakoostumuksen aikaansaamiseksi.

Prosessia varten käytettävä reaktori voi käsittää pitkänomaisen uunin, jossa materiaali tuodaan sisään toisessa päässä, missä se pilkkoutuu ja sulaa kuonaksi, joka virtaa kohti uunin toista päätä, missä lisätään pel-kistysaineita ja ylläpidetään sopivia olosuhteita lyijyn pelkistämiseksi. Uunia voidaan lämmittää sähkövastuskuumennuksen avulla esim. sulaan upotettujen Söderberg-tyyppisten elektrodien avulla. Vaihtoehtoisesti kuumennus voi tapahtua happipolttoaineliekin avulla, tämän johtaessa kuitenkin suurempien poistokaasumäärien muodostumiseen ja seurauksena on kaasunpesu-ongelman syntyminen. Siten keksinnön mukainen menetelmä voidaan helposti sähköuunissa, jonka pituus on suuri leveyteen verrattuna ja jossa elektrodit on sijoitettu jonoon toinen toisensa perään. Sopiva elektrodien luku- Ί 60240 määrä on kolme tai mahdollisesti neljä ja niitä syötetään kolmivaiheisella vaihtovirralla. Sellainen uunirakenne helpottaa materiaalin sisään-tuomista niin, että sisääntuodun materiaalin sulatus voidaan suorittaa yllämainittujen hapettavien olosuhteiden alaisena esimerkiksi uunin puolella pituudella kun taas lyijyn ja sinkin pelkistys tapahtuu uunin jäl-jelläolevassa osassa koksin lisäämisen jälkeen. Kaasu vedetään edullisesti uunista imulla materiaalin sisäänsyöttöpuolelta. Hapetuksessa välttämätön ilma syötetään sopivasti ohjatulla tavalla pääasiallisesti uunin ensimmäisessä osassa sijaitsevien aukkojen kautta. Lämmityksen taloudellisuuden parantamiseksi ilma voidaan esilämmittää. Uuttausjäännökseen tuodut metallisulfaatit ja sakat lohkaistaan oksidiksi ja rikkioksidiksi lyijymetaliikiven (PbS) muodostumisen estämiseksi. On välttämätöntä ylläpitää hyvää kosketusta syötetyn materiaalin ja happirikkaan atmosfäärin välillä uunissa. Tätä kosketusta voidaan edelleen parantaa siten, että ainakin osa ilmasta sekoitetaan syötettävän materiaalin kanssa. Siten on mahdollista ohjata syötetyn materiaalin virta kohti kaasuvirtaa uunissa, jolloin ylläpidetään suuresti parantunutta kosketusta uunin atmosfäärin ja syötettävän materiaalin välillä. Syötettävä materiaali voidaan tuoda uuniin sopivasti syöttöaukkojen avulla, jotka ovat pilkkomis-vyöhykkeessä olevan elektrodin ympärillä. Uunin jatkuvan työskentely^ periaatteen huomioonottaen syöttölaitteiden pitäisi olla sellaisia, että on mahdollista vaihdella syötettävän materiaalin koostumusta eri kohdilla uunia esimerkiksi siten, että koksia lisätään ainoastaan viimeisellä elektrodilla. Koska sulfaatti, kuten aikaisemmin on esitetty, tarvitsee paljon lämpöä pilkkouttuniseen, on aikaansaatava hyvä lämmönsiirto syötettävään jäännösmateriaaliin. Mainittu kuumennus suoritetaan osaksi säteilyllä kylvystä, osaksi polttamalla pelkistysvyöhykkeessä muodostuvaa hiilimonoksidia. Jotta varmistettaisiin riittävä lämmönsyottomäärä uimiin, voidaan varata myös öljy- tai kaasupoltin. Polttoaineliekki voidaan suunnata kohti syötettävää uuttausjäännöstä, niin että syötetyn materiaalin kuumennus suoritetaan niin nopeasti kuin mahdollista, koska varastoituneen sulfaatin pilkkoutuminen tapahtuu mieluimmin ennen kuin se saavuttaa kylvyn pinnan. Toinen keksinnön mukaiseen prosessiin hyvin soveltuva uunityyppi on niin sanottu Kaldo-uuni, joka käsittää reaktorin, joka pyörii kulmassa sekä vaaka- että pystytasoihin nähden. Yllämainitun koostumuksen omaava kuona sulatetaan uunissa öljypolttimen avulla, jonka jälkeen materiaali syötetään uuniin, jolloin samalla säädetään hapen osa-paine ylläesitettyjen arvojen mukaan. Syötetty sulfidi ja sulfaatti pilkotaan hyvin tehokkaasti ja saadaan lyijyä sisältävä kuona. Kun riittävä 8 <50240 määrä materiaalia on syötetty uuniin, hapen»osapaine vähennetään haluttuihin pelkistyservoihin ja samalla kertaa lisätään pelkistysainetta kuten koksia. Siten uunissa muodostuu lyijysula materiaalin sinkkisi-sällön samanaikaisesti höyrystyessä pois. Käytettäessä pyörivää uunia prosessi tulee tosiasiassa olemaan ei-jatkuva. Toisaalta saavutetaan hyvin nopeita reaktiojaksoja, josta syystä prosessi on myös hyvin eopiva suurten uuttausjäännöemäärien käsittelemiseen. Tämä uunityyppi sallii erittäin hyvän lämpötalouden prosessin aikana ja samalla kertaa verraten yksinkertaisen olosuhdekontrollin. Myös muita uunityyppejä voidaan käyttää, esimerkiksi leiju-uuneja ja induktiokuumennusuuneja. Edelleen sopivia uuneja ovat tavanomaisen pyörivät uunit, esim. Kurztrommelöfen. Koksi on sopiva pelkistysaineena, mutta muitakin kiinteitä pelkistys-aineita voidaan käyttää, kuten esimerkiksi hiiltä, turvetta sekä nestemäisiä tai kaasumaisia pelkistysaineita kuten maaöljytuotteita. Keksintöä selitetään edelleen viitaten oheisiin esimerkkeihin. Esimerkissä 1 kuvataan prosessia lyijyhopeauuttausjäännöksen ja jarosiitti-sakan, joka on saatu uuttauksen jälkeen suoralla saostuksella ennen uuttaus-jäännöksen erottamista, seoksen sulattautiseksi. Esimerkissä 2 kuvataan jonkin verran erilaisen seossuhteen omaavan lyijy/hopea-jäännöksen ja jarosiitti-sakan seoksen sulattamista. Esimerkissä 3 kuvataan sinkin-uuttauksesta peräisin olevan lyijy/hopeajäännöksen ja oksidisen sakan seoksen sulaa ja esimerkissä 4 kuvataan neutraalista uutosta tai uutosta heikolla rikkihapolla peräisin olevan jäännöksen käsittelyä. Kaikki esimerkit sisältävät prosessin, joka on suoritettu kolme Söderberg-elektrodia sisältävässä sähköuunissa. Uunin pituuden suhde leveyteen oli 14 x 4 m esimerkissä 1 ja 8 x 2,5 m esimerkeissä 2 ja 4« Materiaali tuotiin sisään ensimmäisen ja toisen elektrodin välistä ja se koostui kaikissa tapauksissa yllämainitusta sinkin uuttauksesta peräisin olevasta jäännösmateriaalista yhdessä kuonan, kvartsin ja maa-alkalimetalli-oksidien kanssa. Koksi tuotiin sisään toisen ja kolmannen elektrodin välistä. Kuona poistettiin uunin peräpäästä ja poistokaasut imettiin sen etupäästä. Esimerkkejä ei ole tarkoitettu rajoittaviksi ja alaa tuntevalle henkilölle on ilmeistä, että prosessimuuttujat voidaan siirtää muihin uunityyppeihin muuttamatta prosessia oleellisesti.

Esimerkki 1

Koetta varten sähköuuniin syötettiin 9*550 kg/h uuttausjäännöksen ja jaro- siittisakan seosta. Seos sisälsi 90 kg/h vettä. Uuniin syötettiin edel leen 3.250 kg/h kuonaa, jossa oli 80 kg/h vettä ja alhainen PeO-pitoisuus, 9 60240 380 kg/h kvartsia ja 440 kg/h koksia. Uuniin syötettiin 3.000 V /h ilmaa n eri kohdista pitkin uunia. Uunista otettiin 3*700 V^/h kaasua ja tämän kaasun mukana 820 kg/h hiukkasia, 8.000 kg/h kuonaa ja 440 kg/h raaka-lyijyä. Tulos voidaan nähdä oheisesta analyysituloksesta. Sähkönkulutus oli 8.400 kW.

Analyysit: 2)

Uuttausjään- FeO-köyhän Raaka- Hiukkaset Tuotettu nöe ja sakka kuonan lisäys lyijy poistokaasussa kuona 5,5 96 20 0,9

Zn# 5 20 4

Cd$ 0,06 0,6

Cu$ 0,4 0,8 A0,033 0,55

As io 0,25

Sb# 0,2 2,5

Fe$5) 26 14

FeO$ 2 38

Si02 6 38 1 27

CaO io 1 43 18

MgO# 0,3 7 3 A1205 2 10 6 S total 12 12 1 1)

Erotus 41,2 ' 1 2 3

Erot ovat oleellisesti N, H ja 0 sidottuna jarosiitissa, sulfaateissa ja oksideissa.

2

Syötettäessä tätä kuonaa tarkoituksena on varustaa prosessi CaOilla, MgOslla ja Sioilla. Sen sijasta on kuitenkin mahdollista syöttää kuo-nakalkkia, kuonadolomiittia ja kvartsia.

3

Fe sidottuna oksidina, sulfaattina ja jarosiittina.

10 60240

Poistokaasuanalyysi; SO^ 1115 # 1&2 CO ja kaikki lähempänä O # C02 14,5# As406 (g) 4,1 g/vn h20 30 # N2 44 #

Esimerkki 2 Tässä kokeessa käytettiin uuttausjäännösmäärää 2.120 kg/h yhdessä jaro-siittisakkamäärän 1.060 kg/h määrän kanssa sisältäen 30 kg/h vettä. Edelleen uuniin syötettiin 190 kg/h kalsinoitua dolomiittia, 190 kg/h koksia ja 1.950 Vn /h ilmaa. Uunista poistettiin 3*050 vn poistokaasuja 1.000 °C:ssa sekä 360 kg/h hiukkasia, 1.490 kg/h kuonaa ja 270 kg/h raa-kalyijyä. Tulokset voidaan nähdä seuraavista analyysituloksista. Sähköteho oli 2.750 kW.

Analyysi:

Hopea- Jarosiitti- Raaka- Hiukkasia Tuotettu lyijy- sakka lyijy poistokaa- kuona uuttaus- suesa jäännös

Fb# 16 2 95 27 0,9

Zn# 5 5 18 6

Cd# 0,06 0,04 0,5

Cu# 0,3 0,3 0,5

Ag# 0,07 0,02 0,55

As# 0,2 0,3

Sb$ 0,4 0,4 3,9

Pe# 2' 12 28 14

PeCFi 45

SiO# 15 4 1 24

CaO# 3,5 0,5 13

MgO# 0,5 6 A1203# 5 0,5 5

Stotai# 12 11 12 1

Erotus 32,0 48 1^ # 1t 60240 1) Erotus on oleellisesti N, H ja 0 sidottuna jarosiitissa, sulfaateissa ja oksideissa.

2) Fe sidottuna oksidissa, sulfaatissa ja jarosiitissa.

Poistokaasuanalyysi: S02 8 # H2, CO ja 02 kaikki lähellä 0 # C02 12 # As406(g) 2,8 g/Vn H20 28 # N2 52 #

Esimerkki 3 Tätä koetta varten uuniin syötettiin sekoitettua lyijy/hopea-uuttausjään-nöstä yhdessä oksidisen sakan kanssa 6.300 kg/h yhdessä vesimäärän 600 kg/h kanssa. Uuniin syötettiin edelleen 600 kg/h sammutettua kalkkia, 608 kg/h sammutettua dolomiittia, 400 kg/h koksia ja 2.900 V /h ilmaa. Uunista otettiin 3.700 vn/h poistokaasuja, joissa oli 650 kg/h hiukkasia, 6.800 kg/h kuonaa ja 310 kg/h raakalyijyä. Tulos voidaan nähdä seuraavasta analyysistä. Sähköteho oli 5*600 kW.

Analyysi: hyijy/uuttaus- Baakalyijy Hiukkasia Tuotettu jäännös ja oksi- poistokaa- kuona dinen sakka sussa

Pb# 7 96,5 20 0,8

Zn# 6 20 3,5

Ag# 0,05 0,6

As# 0,25

Sb# 0,3 2,8

Fe# 2) 39 16

FeO# 45

Si02# 8 1 30

CaO# 1,5 16

MgO# 0,5 4 A1203# 2 2

Stotal 4,5 14 0,5

Erotus # 30,9 1^ 60240 1) Erotus on oleellisesti H ja 0 sidottuna sulfaateissa, oksideissa ja hydroksideissa.

2) Fe sidottuna oksidina ja sulfaatteina.

Poistokaasuanalyysi: S02 3 # H2 CO ja 02 lähellä 0 # C02 20 # As406(g) 4,3 g/Vn h2o 15 # n2 62 #

Esimerkki A

Tätä koetta varten uuniin syötettiin 2.000 kg/h uuttausjäännöstä pelkistetyn materiaalin lievästi emäksisestä uutoksestsffäten jäännökseen saatiin verraten suuria määriä sinkkiä. Uuniin syötettiin edelleen 340 kg/h kvartsia, 160 kg/h sammutettua kalkkia, 100 kg/h koksia ja 500 VR/h ilmaa. Uunista otettiin 800 V^/h poistokaasua yhdessä hiukkasmäärän 510 kg/h kanssa, 1.330 kg/h kuonaa ja 80 kg/h raakalyijyä. Sähköteho oli 800 kV. Tulos voidaan nähdä seuraavista analyysituloksista.

Analyysi: Jäännös Raakalyijy Hiukkasia Tuotettu poietokaa- kuona suissa

Pb# 6 99,5 5 0,8

Zn# 21 52 10

Ag# 0,016 0,5

As# 0,04

Sb# 0,05 0,2

Fe# 2) 22,4 8

FeO# 40

SiOg# 3 1 30

CaO# 1 14

MgO# 1,5 3 A1205# 0,3 0,5 S totai #10,5 7

Erotus # 34,21^ 13 60240 1) Erotus on oleellisesti 0 sidottuna sulfaateissa ja oksidissa hiukkasissa.

2) Fe sidottuna Fe 0„:na iäännöksessä ia sulfaattina ja oksidina hiukka-

s 3 J J

sissa.

Poistokaasuanalyysi: SC>2 14 % H2» CO ja O2 kaikki lähellä 0 % C02 34 % As406(g) 0,7 g/Vn H20 3 % N2 49 %

Claims (1)

14 60240 Patenttivaatimus Menetelmä sinkin hydrometallurgisesta valmistuksesta peräisin olevien jäännös-materiaalien käsittelemiseksi, joka jäännösmateriaali käsittää uuttausjäännöksen ja/tai rautarikkaita sakkoja uuttausliuoksesta, joka sisältää sinkkiä, lyijyä ja pieniä määriä kuparia, jalometalleja ja epäpuhtauksia pääasiallisesti sulfidien, sulfaattien, oksidien ja ferriittien muodossa, tunnettu siitä, että jäännösmateriaali kuljetetaan reaktoriin, missä se on kuonana, jonka pääkomponentit ovat: 40-50% FeO, 27-33% S1O2 ja 18-22% CaO + MgO, ja missä se kuumennetaan välillä 1200-1350°C olevaan lämpötilaan ei-pelkistävissä olosuhteissa sellaisessa hapen osapaineessa, että lyijyoksidia ei muodostu, jonka jälkeen sulatettu materiaali pelkistetään lisäämällä pelkistysainetta sellainen määrä, että lyijy, hopea ja sinkki pelkistyvät, mutta vältetään rautaoksidien pelkistyminen metalliseksi raudaksi, että sinkki alkuainemuodossa ajetaan pois, ja että jäännösmateriaalissa oleva rautaoksidi ja kivilajisisältö muodostetaan kuonaksi.