FI62344C - Foerfarande foer extraktion av zink ur jaernhaltiga zinksulfidmineralier - Google Patents

Description

raSr^l M «DKUULUTUSjULKAJSU *n 7 Λ A

V V UTLÄGGNI NGSSKRIFT Ό c. <J *-<

SjtfS c (45) Patentti jyanne-t!? I12 mZ

JVmSdPl Potent reeJiieiit ^ 'r>/ (51) Kv.ik?/»nt.a.3 C 22 B 19/22 SUOM l — FI N LAN D (21) h**n«llwktmu* —PttaMmMtntng 3502/T3 (22) Hikemltptlvi — Am&knlnpdtg 13 · 11 · T3 ^ ^ (23) Alkupllvl~-GHtl|h«*d«| 13.11*73 (41) Tullut lulklMki! — Bflvlt offentllg 21.0 5 . Jb

Patentti·}» rekisteri hallitut (44) Nlhtivikslpanon 1» kuuLJutlultun pvm. —

Patent- och registerstyrelsen AmMom uthgd oeh utl.*k riitän pubiicerad 31 · 08.82 (32)(33)(31) Pjrfiettjr *tuoik«u*—Bafird prtorH«t 20.11.72

Kanada(CA) 1571**7 (71) Sherritt Gordon Mines Limited, Suite 2800, Commerce Court West, Toronto, Ontario, Kanada(CA) (72) Paul Kawulka, Fort Saskatchewan, Alberta, Walter J. Haffenden, Fort Saskatchewan, Alberta, Vladimir N. Mackiw, Islington, Ontario,

Kanada (CA) (7*0 Oy Kolster Ab (5*0 Menetelmä sinkin uuttamiseksi rautapitoisista sinkkisulfidimineraaleista -Förfarande för extraction av zink ur järnhaltiga zinksulfidmineralier Tämä keksintö koskee menetelmää sinkin uuttamiseksi sinkkiä ja rautaa sisältävistä sulfideista ja erityisesti keksintö koskee hydrometallurgista uuttamismenetelmää sinkin ja alkuainerikin erikseen talteen saamiseksi sink-kisulfidimalmeistä ja -rikasteista.

On ennestään tunnettua, kuten on selitetty US-patentissa 2 996 UUo,uuttaa sinkkiä sinkkipitoisista sulfidimineraaleista saattamalla sulfidit reagoimaan vesipitoisen rikkihapon kanssa happea sisältävän kaasun läsnäollessa korotetussa lämpötilassa ja paineessa. Mainitun patentin mukaisessa menetelmässä hienojakoisessa muodossa olevat sulfidit lietetään rikkihapon vesiliuokseen, joka sisältää vapaata rikkihappoa ainakin riittävän määrän yhtymään sul-fidien sinkin kanssa muodostamaan sinkkisulfaattia. Lietettä sekoitetaan ja se pidetään korotetussa lämpötilassa rikin sulamispisteen alapuolella happi-ylipaineessa, kunnes sinkin uuttaminen sulfidimineraaleista ja sinkkiin liit- 62344 2 tyvän sulfidin rikin samanaikainen hapettuminen alkuainerikiksi on olennaisesti täydelleen tapahtunut, Uutosliuos on puhdistamisen jälkeen sopiva käsiteltäväksi tavanomaisin menetelmin kuten esim. elektrolyysillä sinkki-tuotteen saamiseksi ja rikki, joka esiintyy uutosjäännöksenä alkuainemuodos-sa voidaan saada tästä talteen menetelmän sivutuotteena.

Tämän ennestään tunnetun menetelmän mukaan uuttamisreaktio suoritetaan lämpötilassa, joka on rikin sulamispisteen alapuolella, so. alle noin 120°C. Lämpötila voidaan nostaa tämän pisteen yläpuolelle ja aina noin 1T5°C saakka sen jälkeen kun uuttaminen on kokonaan tapahtunut, mutta jos käytetään rikin sulamislämpötilaa korkeampaa lämpötilaa uuttamisvaiheessa, on hapetus-reaktiossa muodostunut lietteessä läsnäoleva rikki nestemäisinä pallomaisina rikkiosasina. Sinkkisulfidiosaset lietteessä tulevat "kostutetuiksi" näillä nestemäisillä rikkipallosilla ja tulevat suljetuiksi näiden sisään seurauksella, että hiukkaset tulevat suojatuiksi edelleenhapettummiselta ja sulfidien uuttamisreaktio pysähtyy. Vaikka rikin sulamispisteen alapuolella olevan lämpötilan käyttäminen uuttamisvaiheessa merkitsee tämän pulman välttämistä, on sen haittana se, että aika, joka tarvitaan olennaisesti täydelliseen sinkin uuttamiseen sulfideista tulee ei-toivottavasti pidennetyksi.

US-patentti 3 bjj 927 käsittelee sinkkipitoisten sulfidien paineuutta-mista hapettavissa olosuhteissa rikin sulamispisteen yläpuolella, ao. lämpötilan 120°C yläpuolella olevassa lämpötilassa, lietteessä, joka sisältää vähemmän rikkihappoa kuin mitä tarvitaan saamaan sulfaatti-ionien yhtyminen sinkkisulfaattina kaikkeen sinkkiin, joka sisältyy sulfideihin. Näistä olosuhteista on seurauksena suuri reaktionopeus. Esimerkiksi sopivasti säätämällä happoja sulfidikonsentraatiot voidaan saavuttaa noin kahden tunnin viipymisajalla "tavoite" sinkkipitoisuus 150 g/1 liuoksessa ja vapaan hapon ja liuotetun raudan pitoisuudet voidaan saada alennetuiksi alhaisiin arvoihin. Saatu uuttamis-liuos on sopiva suoraan käsittelyyn seuraavassa raudan poistossa, puhdistuksessa ja sinkin sähköerottamisessa. Menetelmän edullisessa muodossa jäännös, joka sisältää alkuainerikkiä, reagoimattomia sulfideja ja hydratoitua rautaoksidia, käsitellään ensin alkuainerikki plus sulfidijakeen eroittamiseksi rautaoksidijakeesta, joka hylätään lopullisena menetelmän jätteenä.

3 62344

Alkuainerikki-sulfidijaetta käsitellään edelleen rikin erottamiseksi sulfi-deista ja viimeksimainitut pannan uudelleen kiertämään paineuuttamisvaihee-seen, jossa ne käyttäytyvät kuten tuoreet uuttamisvaiheeseen syötetyt sulfi-dit samalla kun alkuainerikki muodostaa menetelmän sivutuotteen.

Vaikka juuri kuvatulla menetelmällä on tiettyjä etuja verrattuna aikaisempaan, US-patentin 2 996 UUo kuvaamaan menetelmään sillä kaikesta huolimatta on tiettyjä luontaisia epäkohtia. Yhtenä näistä on se, että toiminnat, jotka liittyvät uuttamattomien sulfidien erottamiseen uutejäännöksestä ja alkuainerikistä, tulevat epätaloudellisiksi, kun alkuainerikin hinta on hyvin alhainen (kuten se usein on) ja/tai kun jäännös ei sisällä muita arvo-aineita, kuten arvokkaita metalleja määriä, jotka ovat riittäviä ainakin osittain korvaamaan jäännöksen käsittelyn kustannuksia. Toisena epäkohtana on se, että kaikki sinkkisulfidirikasteet eivät ole yhtä sopivia menetelmään. Muutamilla rikasteilla on havaittu, että vieläpä optimiolosuhteissa uuttamisreak-tio ei etene loppuun niin nopeasti kuin haluttaisiin, mistä on seurauksena, että liian pitkä aika tarvitaan tuottamaan liuos, jossa on haluttu sinkkipä-toisuus ja sopiviin alhaiset hapon ja liuenneen raudan pitoisuudet.

Esillä olevalla keksinnöllä saadaan aikaan suora paineuttamismenetelmä, joka on tehokas hyvin erilaisten sinkkiä sisältävien sulfidien käsittelyyn sinkin ja alkuainerikin erottamiseksi suurella uuttamistehokkuudella ja ilman niitä pulmia, joita liittyy edellä kuvattuihin ennestään tunnettuihin menetelmiin.

Keksinnön kohteena on menetelmä sinkin uuttamiseksi rautapitoisista sinkkisulfidimineraaleista dispergoimalla hienojakoinen rautapitoinen sink-kisulfidi rikkihapon vesiliuokseen lietteen muodostamiseksi, säätämällä hapon ja sulfidin suhteelliset määrät lietteessä siten, että läsnä on vähintään riittävä määrä happoa yhtymään sulfidin sisältämän sinkin kanssa sinkkisulfaatiksi, saattamalla liete reagoimaan vapaata happea sisältävän kaasun kanssa suljetussa reaktioastiassa, jatkamalla reaktiota voimakkaasti sekoittaen sinkin uuttamiseksi sulfidista liuokoisena sinkkisulfaattina ja sinkkiin liittyneen sul-fidirikin samanaikaiseksi muuttamiseksi alkuainerikiksi ja erottamalla liuenneen sinkin sisältävä uute liuekenemattOmasta jäännöksestä,

Edellä mainitulla alueella olevissa lämpötiloissa ja käyttäen sopivia pinta-aktiivisia yhdisteitä uutelietteessä uuttamisreaktio etenee nopeasti, kunnes olennaisesti täydellinen sinkin uuttaminen on saavutettu siitä huolimatta, että sulaa rikkiä on reaktioastiassa käytetyissä lämpötiloissa. Vaikka * 62344 tuoteliuos yleensä sisältää jonkin verran vapaata happoa ja suuremman rautapitoisuuden edellä mainitun kuin US-patentin 3 ^77 927 menetelmän mukainen liuos, hapon ja raudan määrät voidaan helposti alentaa halutuille tasoille yksinkertaisesti lisäämällä sopivaa happoa neutraloivaa reagenssia, kuten kalsinoitua sinkkisulfidia, sikkioksidia, kalkkia tai kalsiumkarbonaat-tia uutoksen loppulietteeseen tai liuokseen.

Tämän keksinnön mukainen menetelmä on sovellettavissa joko korkealuokkaiseen tai matalaluokkaiseen raaka-aineeseen, joka sisältää sinkki-rauta-sulfideja. Lähtöraaka-aine on kuitenkin normaalisti korkealuokkaista sinkkiä ja rautaa sisältävää rikastetta, joka on saatu selektiivisesti vaahdottamalla sinkkiä sisältäviä sulfidimalmeja. Tällaiset rikasteet usein sisältävät muita ei-rautametalleja sinkin lisäksi. Tyypillinen sinkkisulfidirikaste voi sisältää esimerkiksi jonkin verran kuparia, lyijyä, nikkeliä ja/tai kobolttia ja kadmiumia, On senvuoksi ymmärrettävää, että termin " rautaa sisältävät sinkkipitoiset sulfidit " tai yksinkertaisesti " sulfidit ” on tässä tarkoitettu käsittävän sellaiset raaka-aineet ja niiden on myös tarkoitettu käsittävän jokainen muu korkealaatuinen tai heikkolaatuinen raaka-aine, joka sisältää rautaa, joko luonnostaan tai lisättynä aineksena, ja taloudellisesti talteenotet-tavat määrät sinkkiä sulfidimuodossa.

Jotta se olisi sopivaa käsiteltäväksi keksinnön mukaisella menetelmällä, sulfidisen lähtöaineen tulee olla hienojakoisessa muodossa. Sulfidin hiukkas-koolla on hyvin selvä vaikutus reaktionopeuteen ja sinkin uuttamisen määrään happamessa hapettavassa uuttamisvaiheessa. Keksinnön etujen täysin toteuttamiseksi on edullista, että lähtöaineen hiukkaskoko on vähintään 90 %t edullisesti vähintään 97 % miinus 0,0i+3 mm;n seulalla (32U mesh standard/Tyler). Jotkut raaka-aineet, kuten vaahdotuksesta saadut rikasteet voivat joissakin tapauksissa jo olla edullisella hiukkaskokoalueella, joilla ei jo ole edullista hiuk-kaskokoa, on edullista ensin jauhentaa esimerkiksi märkäjauhennuksella.

Sulfidit, tarvittaessa jauhamisen jälkeen, lietetään laimeaan rikkihapon vesiliuokseen. Tämä tehdään edullisesti jatkuvasti erillisenä liuotteen-tekovaiheena, jossa sulfidit dispergoidaan happiliuokseen huoneenlämpötilassa ja normaalipaineessa. Kun sulfidit ovat raudattomia tai vähärautaisia, rauta-pitoisuus voidaan mukavasti säätää tässä kohdassa lisäämällä hapettuvaa rautaa lietteeseen. Hapettuva rauta voidaan viedä lietteeseen hienojakoisten rau-tahiukkasten muodossa tai sellaisen yhdisteen muodossa joka pystyy dissosioitu-maan liuokseen hapettavissa olosuhteissa ja antamaan ferro- ja/tai ferri-ione-ja. Edullisia rautalisäysyhdisteitä ovat rautaoksidi, pyrrotiitti ja marmatiit-ti. Yleensä tulee lisätyn raudan tai rautayhdisteen määrän olla riittävä 5 62344 nostamaan hapettuvan randan kokonaispitoisuus lietteessä alusslls noin 5-15 paino-^ sinkkipitoisuudesta, so. sdnllisssti tulisi olla noin 1-3 g hapettuvaa rautaa kutakin 20 sinkkigraamaa kohden lietteessä.

KÄytetyn hapon määrän lietteentekovaiheessa määrää tavoiteltu sinkklpi-toisuus lopullisessa uutosliuoksessa. Riittävästi happoa tulee olla käytettävissä uuodostasaan sinkkisulfaattia sulfideihin sisältyvästä sinkistä halutun tavoltepitoisuuden aikaansaamiseksi liuotetusta sinkisti. On yleensä edullista tuottaa uutosliuos, joka sisältää noin 140-180 g sinkkiä litraa kohden, koska useimmissa tapauksissa sinkki otetaan liuoksesta talteen elektrolyysillä ja tällä alueella olevat sinkkipitoisuudet ovat edullisia elektrolyysivaihetta varten. Sen jälkeen kun sinkin tavoitepitoisuus on aäärätty, voidaan tämän pitoisuuden tuottamiseen tarpeellinen happomäärä helposti laskea ottamalla huomioon sinkkisulfaattina uutetun sinkin stSkiömetriset vaatimukset. Useimmissa tapauksissa lietteentekoliuos on uudelleenkierrätettyä lientä, joka saadaan sinkin elektrolyyslvaiheesta. Tämä liemi normaalisti sisältää jäännSs-einkln lisäksi regeneroitua rikkihappoa ekvivalentin määrän diihen liuotettuun sinkkimetallimäärään nähden, joka otettiin talteen alknainemuodossa. Tämän mukaisesti, paitsi alkuperäistä lletteentekehappea, kokonaishappovaatimus uuttamisvaihetta varten, kun tämä suoritetaan liittyen elektrolyyttiseen sinkin talteenottoon, rajoittuu siihen määrään, joka tarvitaan kompensoimaan mekaanisia häviöitä ja siihen määrään,joka kulutetaan hapon kanssa reagoiviin uineihin sulfidelssa, kuten lyijyyn, joka muodostaa llukeneautttornia sulfaatteja.

Uutoslletteen molaarinen happo-sinkklsuhde on säädettävä siten, että siinä on vähintään 1 mooli happoa kutakin slnkkimoolia kohden. Mieluummin tulisi uutoslietteessä olla ylimäärä happoa siihen määrään nähden, joka tarvitaan stekiämetrieestl yhdistämään kaiken lietteessä olevaa sinkin sinkkisulfaatiksi. SI kuitenkaan ole tarpeen klyttää hyvin suurta happeylimäärää, koska reaktionopeus el suuresti nouse sellaisella ylimäärällä ja liuenneen raudan ja vapaan hapon määrä loppu-uutosliuoksessa tulee ei-toivottavaa suureksi. Tleensä olisi molaarinen suhde HjSO^iZn säädettävä alueelle noin 1,0*1-1,2*1, edullisesti 1,1*1.

Uutoslletteen kenslstenssi, so. sulfidien ja liuoksen suhteelliset määrät uuttamisvaiheessa kussakin tietyssä tapauksessa määrätään ottamalla huomioon sulfidien slnkkipitolsuus ja lopullisen uutesliuoksen haluttu sinkklpitoi-suue. Tleensä on edullista toimia koasletenssillä, joka on alueella noin 13-5Ο l·· Reaktionopeus alenee ken konsietenesi nostetaan ohi tietyn tason, jossa voidaan ylläpitää kiinteiden ja hapen optimidispersio liuoksessa ja tietysti menetelmän kokonaistehokkuus alenee, joo konslstenssl on liian pieni.

6 62344 Tämän keksinnön mukaisesti ono leimaista, että seuraavassa hapettamisval-heessa käsiteltävään liattaasaan viedään pinta-aktiivinen yhdistä, joka on yhteensopiva vesipitoisen happanen snlfaattilinoksen kanssa ja joka on toimintakykyinen hapettaaisvaiheen reaktio-olosuhteissa ja tekee sinkkiosaset liet-teessft kostutettaviksi vesipitoisella happanella suläaattiliuoksella mleluum-nin kuin sulalla rikillä. Jotta pinta-aktiivinen lisäyhdiste olisi "yhteensopiva vesipitoisen happanen sulfaattilluoksen kanssa"y sen täytyy olla sellainen, joka ei tuo sopimattomia epäpuhtauksia lietteeseen, se ei esinerkikei saa sisältää aineksia,jotka jäävät loppu-uutosliuokseen häiritsemään seuraa-vaa elektrolyyeitcd mintaaf sen täytyy olla liukeneva happameen sulfaattilluokseen ja se ei saa osallistua mihinkään reaktioon, joka muuttaa lietteen aineksien olennaista keniallista luonnetta, esimerkiksi se ei saa neutraloida happoa tai muodostaa liukenemattomia yhdisteitä sinkin kanssa. Tunnetaan joukko pinta-aktiivisia yhdisteitä, jotka ovat sopivia tämän keksinnön tarkoituksiin. Häihin sisältyvät orgaaniset yhdisteet, kuten ligniinit, mukaanluettuna louhitut (mined) ligniinit ja lignosulfonaatit, erityisesti natrium- ja kalsium-llgnosulfonaattii taanllniyhdisteet, erityisesti puunkuoriuutteet, kuten kvehratso, hemlokki ja punapuu-uutteetf ja alkyyliaryylisulgonaatit, erityisesti natriumalkyyllbeatseenlsulfoaaatit· Lisätyn pinta-aktiivlsen aineen määrä vaihtelee riippuen käytetyn yhdieteen tyypistä ja kussakin tapauksessa vallitsevista erikoisolosuhteista. Yleissääntönä voidaan mainita, että käytännöllisistä taloudellisista syistä on edullista lisätä se minimimäärä pinta-aktiivista yhdistettä, joka on tehokas maksimoimaan sinkin uuttamisen kussakin tapauksessa. Useimmissa tapauksissa noin 0,1-1,0 g/1, edullisesti 0, -0,3 g/l lisääminen yhtä tai useampaa lisäyhdistettä on riittävä tämän keksinnön tarkoituksiin, vaikkakin pienempiä tai suurempia määriä voidaan käyttää erikoistapauksissa. Taikka tarkkaa tapaa, jolla llsäyhdisteet vaikuttavat hapettavassa uuttamisreaktiossa, ei selvästi tunneta, uskotaan, että n* auttavat estämään tai ainakin olennaisesti vähentämään reagoimattemian sinkkisulfi-dien tulemista päällystetyiksi sulalla alkuainerlkillä siten mahdollistaen sinkin uuttamlsreaktlon jatkumisen olennaisesti täydelliseen loppuun saakka.

Uuttamisreaktio toteutetaan lämpötilassa, joka on rikin sulamispisteen yläpuolella, so. lämpötilan 120°C yläpuolella, mutta sen lämpötilan alapuolella, jossa mikään olennainen osa lietteen rikistä oksidoituu sulfaattimuoteon. Tolmintalämpötilan tulisi mieluummin olla noin 125-175°C. Yli 150°Ctn lämpötiloissa rikkihappoa alkaa muodostua johtuen alkuainerikin hapettumisesta.

On kuitenkin huomattava, että joissakin tapauksissa voi olla toivottavaa, että jenkin verran happoa muodostuu kompensoimaan mekaanisia happohäviöitä ja korvaamaan happoa, jota laimeat metallit kuten lyijy ja juonlkivimalmit, kuten kalsium ja magnesium kuluttavat. Uuttamisreaktio on eksoterminen ja tuottaa 7 62344 riittävästi läapSä lietteen pitämiseksi edullisella lämpötila-alueella Iinan läaaSn lisäämistä ulkopuolisesta lähteestä sen jälkeen kun reaktio on pantu alkuun*

Kokonaispainot jossa uuttaaisreaktio toteutetaan, on paine, joka itsestään syntyy hapettaaisreaktion lämpötilassa plus hapattavan kaasun ylipaine. Hapettavana kaasuna on edullisesti Haa, autta voidaan ny8s käyttää puhdasta happea tai hapolla rikastettua ilaaa. Beaktio etenee tyydyttävästi hapen ylipai- Λ neella yli noin 0,4 kp/oa . Tapahtuu kuitenkin parantualsta sinkin uuttaais-nopeudessa, kun hapen ylipainetta nostetaan. Täten on edullista käyttää hapen ylipaineita yli noin 1,4 kp/oa edullisesti 1,8-3,5 kp/cm . Hapen paineen ylärajana on se, alnkä käytetty laitteisto aäärää. Koska yleensä on toivottavaa kalliiden suurpalnelaitteietojen käytδη välttäainen, on yläraja yleensä noin 7 kp/ea happiyllpainetta tai noin 550 kp/oa ilaaa ylipainetta.

Huttaalsreaktiota jatketaan kunnes cäennaisesti kaikki sinkki on tullut uutetuksi sulfideista. Todellinen uuttaaisaika vaihtelee kullekin tapaukselle riippuen käsiteltävien sulfidien erikoisluonteesta sekä toialnnan ja laitteiston suunnittelun yksityiskohdista, yleensä kuitenkin 95-98 £ unttaalnen sulfidien sinkistä saadaan aikaan noin pudlestatoista kolmeen tunnin ajassa.

Kun uttaainen on loppuun suoritettu, lopullinen uutoeliete poistetaan uuttaaisastiasta ylijuoksutankkiln ja sitten edelleen juoksutetaan astiaan, joka on normaalissa ulkoilaan paineessa. Uutosliuos lietteestä, joka poistetaan uuttaaisastiasta, sisältää noraaallsti noin 125-180 g/l sinkkiä, 1,5- 5,0 g/l rautaa ja 15-50 g/l rikkihappoa. Hutosliuos, joka sisältää halutun einkklpltolsuuden, erotetaan llukeneaattoaasta jääanSksestä tavanomaisessa nes-te-kiinteä erottaaisvaiheessa ja jahdataan liuoksen puhdistaais- ja sinkin talteenottotelalntaoihin. Puhdistetusta liuoksesta sinkki otetaan talteen elektrolyysillä tavanoaaiseen tapaan ja käytetty lieal elektrolyysltoiainnas-ta, joka sisältää 1 aoolin regeneroitua HgSO^ kutakin talteenotetun alkuaine-sinkin aooliakohden, johdetaan uudelleen kiertoon käytettäväksi valmistushappo-na uuttaaisvalhetta varten.

Tarkat puhdistaaisvaiheet vaihtelevat riippuen syöttöaineen koostuauksee-ta ja sinkin talteenottotoiainnan puhtausvaatimuksista. Joka tapauksessa uuttamisen loppuliuos tarvitsee käsittelyä lllkahapon neutraloimiseksi ja raudan saoetaaiseksi. Täaä tehdään edullisesti saattaaalla liuos kosketukseen sink-kipasutteen ja hapen kanssa vapaan hapon pitoisuuden alentaaiseksi noin 1-5 g/l ja raudan saoetaaiseksi. Toldaaa ayBs käyttää anita happoa neutraloivia aineita, kuten sinkkioksidia, kalkkia tai kalkkikiveä, kunolosuhteet näin vaativat.

Toisena menetelmän vapaan jäännös rikkihapon neutraloimiseksi ennenkuin uutoslluos johdetaan puhdlstaaiskiertoon, en ruiskuttaa sinkkipasutetta tai multa neutraloivia aineita uuttaaisastiaan lietteen pH:n nostamiseksi noin 3:een raudan saostaaiseksi ennenkuin uutosliete johdetaan pois. Toisena vaih- 8 62344 toehtona on neutraloida rapaa rikkihappo senjälkeen kunuutoslietekaaeu on johdettu pois uuttaaispaineastiasta. Tässä menettelyssä liete neutraloidaan pH-arvoon noin 5» edullieeati lisäämällä siihen paeutetta sekoitetussa neutralointi tankissa·

Uutteen loppujäännös, joka erotetaan sinkkiä sisältävästä liuoksesta» sisältää alkuainerikkiä, slvukiveä, kuten krartsia ja uuttaaisreaktiossa hapetettuja liukenemattomia aineita kuten ferrlhydroksldla ja eaäksistä ferrisulfaattia. Tänä jäännös voidaan poistaa varastolaatikkoon taikka, jos on talous delliseati järkevää niin tehdä, sitä voidaan käsitellä jääanössinkin, alku-ainerikin ja suiden arvoaineiden, kuten aahdollisestl läsnäolevien arvoaetal-lien erottaaiseksi. Edullinen aenettelj on uudelleen liettää veteen jäännös, sen jälkeen kun se on pesty olennaisesti kaiken liukenevan sinkin poistamiseksi, ja saattaa se vaahdotuksen alaiseksi. Tässä auodostuu jäte, joka koostuu hydratoidusta ferrioksidista ja sivukivestä ja vaahdotusrikaste, joka sisältää pääosan alkuainerikistä sekä aahdolliset uuttaaattoaat sulfidit, kuten ZnS, CuFeSg ja FeS. Tätä rikastetta käsitellään sitten edelleen alkuainerikin erottaaiseksi esiaerkiksi uuttamalla aaaoniuasulfldiliuoksella taikka haih-duttaaalla. Alkuainerikin uuttamisen jälkeen jäävät aetallisulfidit voidaan panna uudelleen kiertoon uuttaalsvaiheeseen taikka ne voidaan johtaa tavanomaisen sinkintalteenottolaitoksen pasutustoiaintaan. Viimeksimainittu aenet-tely on edullinen siellä aissä keksinnön aukaista menetelmää käytetäänkohiuul-lieen lähellä tavanoaaista sinkin tuotantotoiaintaa taikka tähän liittyen, aissä sinkklsulfldirikasteet pasutetaan hapettavissa olosuhteissa ennen laimealla happoliuoksella uuttaaista.

On huomattava, että esillä olevaa keksintöä käytäntöön sovellettaessa on mahdollista saada lopullinen uutosjäännös, joka sisältää vain 3 # tai väkenään siitä sinkistä, joka alkuaan sisältyi sinkkisulfidirikasteeseen, joka syötettiin uuttaaisvaiheeseen· Tämä merkitsee sitä, että voidaan saavuttaa 97 i» tai pareapi kekonaissinkkiuutto ja tällaisessa tapauksessa el ehkä ole tarpeen käsitellä uuttaaisjäännöstä taloudellisesti elinkelpoisen menetelmän samaiseksi, Tlaä jäännös sisältääolennaisesti kaiken rikin, joka alkuaan sisältyi syötettyyn sinkkisulfidirikasteeseen, alkuaiaerlkklnä tai sidottuna, esim, FeSg ja se voidaan senvuoksi varastoida gäteläaaikkoon aiheuttamatta ympäristön saastumista. Jäännökseen liittyvä vesi voidaan panna «udelleen kiertoon uuttaaislaitoksessa käytettäväksi pesuvetenä tai senkaltaisena.

Uuttanisjäte, joka kerääntyy vasastolaaalkkoea, voidaan varastoida rajattomasti tai se voidaan ottaa käyttöön milloin tahansa todetaan taloudellisesti edulliseksi ottaa talteen alkuainerikki Ja/tai muita aineita siitä.

Keksintöä selitetään edelleen seuraavien esimerkkien valossa.

9 62344

Suoritettiin sarjakokeita tarkoituksella osoittaa erilaisten lisä-aineyhdisteiden vaikutus ja myös osoittaa rikasteen hienoksi jauhamisen vaikutusta. Vertaillin vuoksi suoritettiin kaksi koetta käyttämättä keksinnön mukaisia lisäaineyhdisteitä. Panosjauhaminen toteutettiin laboratorio-kokoisessa keraamisessa kuulamyllyssä, Kussakin panoksessa 1 kg rikastetta lietettiin 300 ml:aan vettä ja tätä jauhettiin sopiva aika. Jauhettu rikaste suodatettiin ja kuivattiin. Jauhatuksen vaikutus raesuuruuden jakaumaan oli seuraava:

Jauhatusika + 0,075 mm - 0,075 mm - 0,0l+3 mm (minuuttia) (+ 200 mesh) + 0,01+3 mm (-325 mesh) {%) (-200 + 325 mesh) (%) (%) ei ollenkaan 2k,k 18,6 57»0 50 0,1+ 8,0 91,6 100 0,0 1,2 98,8

Kussakin kokeessa 982 g jauhettua ZnS rikastetta ja 5,0 1 synteettistä paluuelektrolyyttiä, joka sisälsi lisäaineyhdisteen, vietiin 95 l:n lyijyllä verhottuun autoklaaviin ja kuumennettiin sekoittaen pienessä hapen osapainees-sa lämpötilaan 150°C. Synteettisen palautuksen analyysi: Zn - 50 g/l,

HgSO^ - 150 g/l ja S^, (kokonaisrikkimäärä) 73,6 g/l ja ZnS konsentraatin analyysi: Zn - 1+8,5 %> Fe 13,5 % ja ST - 33,7 % ' 1 2

Hapen osapaine säädettiin arvoon 2,1 kp/cm ja olosuhteet pidettiin 60 min. Tämän ajan kuluttua autoklaavi jäähdytettiin nopeasti ympäri s tölämpö-tilaan ja reaktiotuotteet poistettiin. Tuotteet pestiin 100 mesh seulan lävitse rikki/sulfidi-helmien erottamiseksi. Läpimenevä liete suodatettiin ja läpimenneet kiinteät pestiin uudelleen Imettämällä veteen ja uudelleen suodattamalla. Seulalle jääneet ja seulan läpäisseet kiinteät ainekset kuivattiin erikseen, punnittiin ja niistä otettiin näytteet analyysiä varten. Suodatut liuokset, joihin sisältyi kaikki pesuvesi, yhdistettiin ja yhteinen tilavuus mitattiin; tästä liuoksesta otettiin näyte analyysiä varten.

Kokeiden tulokset on annettu seuraavassa taulukossa: 10 62 34 4

Koe Jauha tao- Lieäyhdiste Liuoksen koostune Sinkin uuttaminen nso aika g/l β/l £ (min) Zn Pe^ H2S04 10 0 98,5 6,60 62,5 54,4 2 0 (£L kaleiumligno- _ _ Λ eulfonaattla 131,3 9# 5® 7»48 90,0 + 0,2 kvebrat*» soa 3 50 0,1 kalsiumiin- 141.7 1,84 12*8 97,5 nosulfonaattla + 0,2 kvebrat-soa 4 100 0 106,7 8,38 46,5 63,3 5 100 0,1 kalsiumiin- 139.7 1,91 18,0 97,8 nosulfonaattla + 0,2 kvebrat-soa 6 100 0,1 kalsiumiin- 140,9 2,57 18,4 95.9 nosulfonaattla 7 100 0,2 krebratoea 140,7 2,11 11,9 97,8 8 100 0,2 ammonium- 134,4 1,48 15,0 96,9 llnao sulfo-naattia 9 100 0,2 "Haooetan 128,2 2,19 14,5 96,0 A" x x”Haocotan A" on tararanimi alkyyliaxyylinatriumeulfonaatille, jota syy The Industrial Chemloale Division, Allied Chemioals Corporation.

Edellä eeitetyeet taulukossa olevat tulokset selvästi osoittavat lisäyhdls-telden huomiota herättävän vaikutuksen keksinnön mukaisessa menetelmässä. Karkeammalla rikasteella Zn uuttaminen lisääntyi 54,4 £tsta 90,0 %:iin lisättäessä 0,1 n/1 kalsiumlinnoeulfonaattla ja 0,2 n/l kvebratsoa (koe 2). Hienoksi jauhetulla aineella yksin kvebratoon lioääminen 0,2 n/l nosti sinkin uuttamisen 63,5 £tsta 97,8 jhiin (koe 5). famaaleisla tuloksia saatiin muilla taulukossa luetelluilla lisäaineilla.

Esillä olevaa keksinnön mukaisella menetelmällä on joukko tärkeitä etuja verrattuna ennestään tunnettuihin menetelmiin. Haluttu sinkkisulfaatti-liuos valmistetaan suoraan uuttamalla ilman rikkidioksidin tai muiden haitallisten saasteiden muodostumista, minkä lisäksi liuos voidaan valmistaa nopeasti yksivaiheisessa uuttamistoimlnnassa käyttäen suhteellisen huokeata, pienpalnelsta laitteistoa, jossa ei esiinny korrooslopulmia. Sinkkieaannot ovat yhtä suuria tai suurempia kuin aikaisemmin tunnetuissa hapolla uuttanienenetel- 11 62344 missä, sutta ne saavutetaan suuresti alentuneissa uutteen vilpymlsajoissa ja alennetuin laitteistovaatimuksin. Menetelmää voidaan käyttää erityisen edullisesti tavanomaisen sinkin talteenottolaittelston yhteydessä lisäämään laitteiston kapasiteettia tai ainakin osaksi korvaamaan savua tuottavia pasutue-toimintoja. Suorasta uuttamisesta tuleva liuos voidaan suoraan johtaa tavanomaisen laitoksen puhdistamispiiriin pasutteella tapahtuvaa neutralointia ja raudan snostamista varten. Rikki, joka liittyy syöttöaineeseen, jota käsitellään suorassa paineuuttamisessa, muutetaan alkuainemuotoon eikä rikkihapoksi, kuten olisi laita, jos sitä käsiteltäisiin tavanomaisessa laitoksessa, mikä su* suuremman joustavuuden rikin käyttöön kuin jos kaikki rikki saadaan rikkihappona.

Claims (5)

1. Menetelmä sinkin uuttamiseksi rautapitoisista sinkkisulfidimine-raaleista dispergoimalla hienojakoinen rautapitoinen sinkkisulfidi rikkihapon vesiliuokseen lietteen muodostamiseksi, säätämällä hapon ja sulfidin suhteelliset määrät lietteessä siten, että läsnä on vähintään riittävä määrä happoa yhtymään sulfidin. sisältämän sinkin kanssa sinkkisulfaatiksi, saattamalla liete reagoimaan vapaata happea sisältävän kaasun kanssa suljetussa reaktioastiassa, jatkamalla reaktiota voimakkaasti sekoittaen sinkin uuttamiseksi sulfidista liukoisena sinkkisulfaattina ja sinkkiin liittyneen sulfidirikin samanaikaiseksi muuttamiseksi alkuainerikiksi ja erottamalla liuenneen sinkin sisältävä uute liukenemattomasta jäännöksestä, tunnettu siitä, että lietteeseen sisällytetään noin 0,1-1,0 g/1 pinta-aktiivista ainetta, joka on yhteensopiva happamen uuttoliuoksen kanssa, jota käytetään happireaktiovaiheen olosuhteissa, sulfidien saattamiseksi koostumaan vesipitoisella happoliuoksella etusijaisesti sulaan rikkiin verrattuna, että pinta-aktiivinen aine on ligniini, lignosulfo-naatti, tanniini tai alkyyliaryylisulfonaatti ja että happireaktiovaihe suoritetaan lämpötilassa 125-175°C sinänsä tunnetulla tavalla.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapon ja sinkin välinen moolisuhde mainitussa lietteessä säädetään välille noin 1,0:1 ja 1,2:1 ja että mainittu reaktio vapaata happea sisältävän kaasun 2 2 kanssa toteutetaan hapen osapaineessa noin 0,35 kp/cm - 7 kp/cm .

3. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinta-aktiivisena yhdisteenä on kvebratso.

4. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinta-aktiivisena yhdisteenä on kalsiumlignosulfonaatti.

5. Patenttivaatimuksen 1, 2 tai 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että pinta-aktiivisena yhdisteenä on natriumlignosulfaatti.