FI65093C - Foerfarande foer framstaellning av en vattenhaltig loesning avinksulfat foer anvaendning som raomaterial i elektrolyti fskamstaellning av zink genom lakning av rostat material - Google Patents

Description

ESr^l γβι ««kuulutusjulkaisu

Mjk lBJ (11) UTLÄGGNINGSSKRIFT C0U?° fSg c (45) Fr. tentl i-fr...-t.3 1931 ^^ (51) Ky.ik.Wt3 C 25 C 1/16 // C 22 B 19/22 SUOMI—FINLAND pi) pn«wii«k«M-p«w«ii(nii.| TÖ1500 (22) H*k«ml*pUvl — Antftknlngtdag 12.05-78 (23) Alkuptlvi—Giltlfhytsdag 12.05.78 (41) Tullut |ulklMlul — Bllvlt offuntllg 17.11.78

Patentti· ja rekisterihallitut .... ........ ...___ . _ * (44) Nlhtivlialpunon fi kuuLJulkalsun pvm. —

Patent· och registerstyrelsen 7 AmMu uttajd oeh uti.*krift*n publkund 30.ll.d3 (32)(33)(31) Pyri·»/ *tuoik#ut—B*(ird prtorim 16.05.77

Hollant i-Holland (NL) 7705371* (71) Kempensche Zinkmaatschappij "Zincs de la Campine" B.V., Hoofdstraat 1, Budel, Hollant i-Holland(NL) (72) Christian Xavier Dor, Budel, Hollanti-Holland(NL) (7^) Oy Kolster Ah (5^) Menetelmä sinkkisulfaatin vesipitoisen liuoksen valmistamiseksi käytettäväksi raaka-aineena sinkin elektrolyyttisessä valmistuksessa, pasutettua ainetta uuttamalla - Förfarande for framställ-ning av en vattenhaltig lösning av zinksulfat för användning som ramaterial i elektrolytisk framställning av zink, genom lakning av rostat material

Keksinnön kohteena on menetelmä vesipitoisen sinkkisulfaat-tiliuoksen valmistamiseksi käytettäväksi syötettävänä raaka-aineena sinkin elektrolyyttisessä valmistusprosessissa, uuttamalla materiaalia, joka on saatu pasuttamalla sinkkisulfidimalmi-konsentraattia, jolloin menetelmään kuuluu neutraaliuutto rikkihappoa sisältävällä liuoksella, kuumahappouutto rikkihappoa sisältävällä liuoksella ja erillinen jarosiitin saostus, jolloin kunkin mainitun vaiheen jälkeen kiinteä ja nestemäinen aine erotetaan toisistaan ja jolloin sinkkisulfaattiliuos otetaan talteen tuotevirtana poistamalla neutraaliuuton jälkeen suoritetusta kiinteän ja nestemäisen aineen erotuksesta saatu nestevirta prosessista. Menetelmälle on tunnusomaista että, neutraaliuutosta saatu kiintoainevirta johdetaan jarosiittisaostukseen, jarosiitti-saostuksesta saatu kiintoainevirta johdetaan kuumahappouutto-vaiheeseen, jarosiittisaostuksesta saatu nestevirta palautetaan _ - r 2 65093 neutraaliuuttovaiheeseen, ja kuumahappouuttovaiheesta saatu neste-virta palautetaan jarosiittisaostukseen tai neutraaliuuttovai- h heeseen.

Luonnossa esiintyvistä sinkkimalmeista muodostavat sulfidi-malmit (sinkkivälkkeet) nykyään pääasiallisen raaka-ainelähteen sinkin metallurgiaa varten. Melkein kaikissa tapauksissa malmien sinkkipitoisuus on liian suoraa käsittelyä varten. Niistä poistetaan sentähden ensin vaahdottamalla suurin osa käyttökelvotonta sivukiveä malmirikasteen saamiseksi. Kun malmin sinkkipitoisuus voi olla esimerkiksi 4-9 paino-%, on rikasteen sinkkipitoisuus yleensä väliltä 48-62 paino-%.

Seuraavana vaiheena sinkin valmistuksessa on malmirikasteen pasuttaminen hapella (ilmalla) minkä aikana tapahtuu seuraava pääreaktio: 2ZnS + 302-> 2ZnO + 2S02· Tämän vaiheen tuotteen, ts. "pasutetun tuotteen" sinkki-pitoisuus on yleensä väliltä 55-73 paino-%.

Sinkin elektrolyyttistä valmistusta varten pasutettua ainetta käsitellään rikkihapolla sinkkioksidin liuottamiseksi:

ZnO + HoS0.-> ZnSO. + H_0.

2 4 4 2 Tämä tunnetaan pasutetun aineen "uttamisena". Saatu sinkki-sulfaatin vesipitoinen liuos elektrolysoidaan elektrolyysikennoissa: 2ZnSO. + 2H-0-> 2Zn + 2 H~S0. + 0„.

4 2 2 4 2

Sinkki saostuu katodille ja voidaan poistaa siltä. Kuten reaktioyhtälöstä näkyy, muodostuu myös rikkihappoa elektrolyysin aikana. Tämä happo on nesteessä, joka juoksutetaan pois elektro-lyysikennoista elektrolyysin päätyttyä. Happopitoisuus ja sen alkuperä elektrolyysikennoista selittävät nimityksen "patterihappo", joksi tätä nestettä tavallisesti sanotaan.

Elektrolyysi aloitetaan yleensä neutraalista sinkkisulfaatti-liuoksesta, joka sisältää n. 120-120 g sinkkiä/1. "Patterihappo" sisältää yleensä n. 100-300 g t^SO^/l ja 30-70 g sinkkiä/1. Näinollen ei kaikki sinkki saostu liuoksesta elektrolyysin aikana.

3 65093

Koska pasutettu aine ei koostu pelkästä ZnOrsta, ei prosessi käytännössä ole niin yksinkertainen kuin edellä esitettiin. Pasutetun aineen sisältämät yhdisteet voidaan luokitella seuraa-viin ryhmiin.

1) Sinkkiyhdisteet, jotka liukenevat helposti rikkihappoon. Näihin kuuluu ensisijassa ZnO. Lisäksi pasutettu aine voi jo sisältää jonkin verran ZnSO^.

2) Sinkkiyhdisteet, jotka ovat vähemmän helppoliukoisia rikkihappoon, ts. jotka liukenevat ainoastaan melko vanhaan rikkihappoon korostetussa lämpötilassa. Tämän tyypin pääyhdiste on sinkkiferriitti, joka voidaan esittää kaavalla ZnO.Fe2C>2· Pääasiallisesti kaikki malmirikasteessa oleva rauta muuttuu sinkki-ferriitiksi tavanomaisilla pasutusmenetelmillä.

3) Yhdisteet, jotka eivät liukene rikkihappoon. Tämäntyyppisiä yhdisteitä on melko paljon, kuten PbSO^, AgCl, SiC^ ja

CaSO..

4 4) Yhdisteet (eivät sinkin), jotka liukenevat rikkihappoon. Näitä ovat lukuisien alkuaineiden, kuten Co, Cu, Cd, Sb, As, Mg ja Mn yhdisteet.

Uuttokäsittelyn aikana kohdissa (1), (3) ja (4) mainitut yhdisteet aiheuttavat vähäisiä ongelmia.

Kohdan (1) tarkoittamat yhdisteet liukenevat helposti.

Kohdan (3) tarkoittamat yhdisteet eivät liukene ja ne poistetaan "uuttojätteenä".

Kohdan (4) tarkoittamat yhdisteet liukenevat ja joutuvat sinkkisulfaattiliuokseen. Tiettyjen alkuaineiden (Mg, Mn) yhdisteillä on vain vähän jos ollenkaan haitallista vaikutusta elektrolyysiin, kun taas muiden alkuaineiden (Co, Cu, Cd, Sb, As) yhdisteet ovat erittäin häiritseviä. Tästä syystä käytännössä aina käytetään puhdistusvaihetta uuttamisen ja elektrolyysin välissä, häiritsevien alkuaineiden yhdisteiden poistamiseksi sinkkisulfaat-tiliuoksesta. Tätä tunnettua puhdistusvaihetta ei tässä tarvitse käsitellä, koska keksinnön kohteena on uuttamisen suorittaminen. Lisäksi kohdan (4) tarkoittamat yhdisteet ovat merkitykseltään mitättömiä.

4 65093

Ongelmat uuttamisessa aiheutuvat kohdan (2) tarkoittamista yhdisteistä. Jos uuttaminen suoritetaan sellaisissa verraten lievissä olosuhteissa, joissa sinkkioksidi liukenee, kun taas sinkki-ferriitti ei liukene, sisältää kiinteä aine, joka jää jäljelle uuttamisen jälkeen ("uuttojäännös") vielä sinkkiä, niin että "uuttotehokkuus" (ts. pasutetussa aineessa läsnäolleen sinkin ja liuenneen sinkin pitoisuus on verraten alhainen. Jos uuttaminen suoritetaan ankarammissa olosuhteissa, niin että sekä sinkkioksidi että sinkkiferriitti liukenevat, jälkimmäinen yhtälön

ZnO.Fe^O-, + 4 H„S0.-> ZnSO. + Feo(S0j, + Ho0 23 24 4 243 2 mukaisesti, saadaan liuos, joka sisältää verraten suuren määrän rautaa sinkin lisäksi. Kuitenkin sinkkisulfaattiliuoksen, josta sinkkiä on elektrolyyttisesti valmistettava, tulisi sisältää vain pieni määrä rautaa.

Aikaisemmin oli tavallista suorittaa uuttaminen olosuhteissa, joissa sinkkiferriitin liukenemista vähennettiin. Tähän päästään uuttamalla alhaisessa happamuusasteessa (pH n. 4 tai suurempi).

Tämä uuttaminen tunnetaan "neutraaliuuttona". Käytetty happo on yleensä "patterihappoa". Jos tämä happo neutraloidaan sinkkioksidilla, on saadulla sinkkisulfaattiliuoksella automaattisesti elektrolyysiä varten haluttu sinkkisulfaattipitoisuus. Tällä alhaisella happamuusasteella pieni osa raudasta, joka kaikesta huolimatta on liuennut, saostuu hydroksidina. Tätä varten on kuitenkin tärkeätä, että rauta olisi ferri- eikä ferro-muodossa. Tästä syystä lisätään yleensä jotakin hapetinta (yleensä ilmaa, toisinaan mangaania tai jopa kaliumpermanganaattia).

Neutraaliuutto suoritetaan yleensä huoneen lämpötilassa tai lievästi korotetussa lämpötilassa (yleensä ei korkeammalla kuin n. 60-70°C:ssa), missä suhteessa on huomattava, että lämpötilan nostaminen voi joskus olla eduksi raudan saostumiselle.

Neutraaliuutto voidaan suorittaa joko panoksittain tai jatkuvana ja yhdessä tai useammassa vaiheessa, jälkimmäisessä tapauksessa valinnaisesti vastavirtaperiaatteen mukaisesti.

Neutraaliuuttoa (ja monivaiheisen prosessin ollessa kysymyksessä, valinnaisesti joka vaiheen jälkeen) seuraa kiintoaine neste-erotus, joka voidaan suorittaa jonkun halutun menetelmän mukaisesti, mutta joka käytännössä useimmiten suoritetaan yhdellä tai useammalla "sakeutuslaitteella". Viimeksimainitut ovat astioita, joihin kiinto- 5 65093 aine/neste-seos pannaan ja senjälkeen kiinteän aineen annetaan laskeutua. Sakeutuslaitteen yläpäästä poistetaan nestettä yläjuoksuna. Sakeutuslaitteen pohjalta poistetaan alavirtauksena kiinteän aineen lietettä nesteessä. Se, että poistetaan lietettä, tarkoittaa, että kiintoaine/neste-erotus ei ole täydellinen. Tällä on kuitenkin se käytännön etu, että lietettä voidaan vielä kuljettaa ja pumpata nesteenä. Tietenkin sakeutuslaitteen käytön jälkeen erotusta voidaan edelleen täydentää, esimerkiksi suodattamalla tai linkoamalla liete. Tämä tehdään erityisesti silloin, kun yksi komponentti lietteestä on käyttökelvoton, (tämä käyttökelvoton komponentti voi koostua esimerkiksi kiinteistä aineista, jotka voidaan poistaa jätetuotteena), kun taas toinen komponentti on arvokas (tällainen arvokas komponentti on esimerkiksi neste, joka on vielä käyttökelpoinen ja jota voidaan kierrättää prosessissa).

Kiintoaine/neste-erotuksessa saatu neste on haluttu sinkki-sulfaatin vesiliuos. Kiinteät aineet muodostavat neutraaliuutto-jätteen.

Tämä uuttojäte sisältää kohdan (3) tarkoittamat liukenemattomat yhdisteet, liukenemattoman sinkkiferriitin ja jonkin verran sinkkioksidia, koska neutraaliuuton aikana on aina miltei mahdotonta liuottaa sinkkioksidi kvantitatiivisesti pasutussyötöstä. Lisäksi uuttojäännös voi sisältää jonkinverran rautahydroksidia, joka on saostunut neutraaliuuton aikana.

Aikaisemmin neutraaliuuttokäsittely päätti uuttamisprosessin ja uuttojäännös heitettiin pois.

Vaikka olisi mahdollista kuten edellä on selitetty, liuottaa myös sinkkiferriitti uuttamalla ankarammissa olosuhteissa, tämä saisi samanaikaisesti melko suuren määrän rautaa liukenemaan.

Jos tämä rauta saostetaan FetOHl^na edellä mainitulla tavalla, saadaan suuri määrä tilaavievää sakkaa, jonka erottaminen nesteestä kohtaa käytännössä voittamattomia vaikeuksia.

Myöhemmin keksittiin kuitenkin menetelmiä raudan selektiiviseksi saostamiseksi liuoksista, sinkin ohella jotka sisältävät melko suuria rautamääriä sakan muodossa, joka voidaan helposti erottaa nesteestä. Eräs näistä menetelmistä on raudan selektiivinen saostaminen jarosiittina. Tätä "jarosiitti-menetelmää" on kuvannut artikkelissa "Die Eisenfällung als Jarosit und ihre Anwendung in der 6 65093

Nassmetallurgie des Zinks" (raudan saostaminen jarosiittina ja sen käyttö sinkin nestemetallurgiassa) G. Steintveit teoksessa "Erzmetall" 23 (1970), sivut 532-539. Nyt on sentään mahdollista käsitellä neutraaliuuton uuttojäännöstä niin väkevällä rikkihapolla, että sinkkiferriitti liukenee (sekä lietenkin myös jäännöksessä läsnäoleva sinkkioksidi ja rautahydroksidi^. Neutraaliuuton uutto-jäännöstä käsitellään sitten korotetussa lämpötilassa (useimmiten 80-110°C:ssa, edullisesti n. 95°C:ssa) ylimäärällä melko väkevää rikkihappoa. Kirjallisuuden mukaan tämän rikkihapon väkevyyden tulisi olla n. 180-250 g H2SC>4/1, mutta käytännössä on havaittu, että on riittävää käyttää rikkihappoa, jonka väkevyys on n. 130-250 g H2S04/1. Tätä tarkoitusta varten voidaan käyttää "patterihappoa", jos halutaan, täydennettynä tuoreella väkevällä rikkihapolla. Käsittelyn päätyttyä tulisi nesteen olla vielä melko vahvasti hapan; edellä mainitun kirjallisuuden mukaan n. 80-120 g H2S04/1 tulisi vielä olla läsnä, mutta käytännössä on havaittu, että n. 40-120 g H2S04/1 riittää. Tämä käsittely tunnetaan "kuumahappouuttona", nimitys, joka selittyy korkealla lämpötilalla ja suurella happamuusasteella. Samoin kuin neutraaliuutto voidaan kuumahappouutto suorittaa joko panoksittain tai jatkuvana sekä yhdessä tai useammassa vaiheessa.

Kuumahappouuttoa seuraa kiintoaine/neste-erotus samoinkuin neutraaliuuttoa. Kiinteät aineet voidaan poistaa uuttojätteenä. Neste sisältää sinkin ja raudan liuenneet sulfaatit ja käyttämättömän rikkihappoylimäärän.

Neste saatetaan nyt "jarosiitti-saostukseen". jossa rauta selektiivisesti saostetaan jarosiittina korotetussa lämpötilassa (suunnilleen samassa lämpötilassa kuin kuumahappouutossa). Jaro-siitin kaava on X2/Feg(S04)4 (OH).j2^, jossa X on ammonium- tai alkalimetalli-ioni. Välittömästi seuraa, että ammonium tai alkali-metalli-ionit tulisi yleensä lisätä jarosiitti-saostuksen aikana, esimerkiksi suolan tai emäksen muodossa. Tapauksessa, jossa lisätään ammoniumioneja ammoniakin muodossa, voidaan reaktioyhtälö kirjoittaa seuraavasti: 3Fe2(S04)3 + 2 NH4OH + 10 H20-> (ΝΙφ 2/Feg (S04 ) 4 (OH) 1 2 5 H2SC>4

Jotta nestettä ei tarpeettomasti saastutettaisi, ei ammonium- tai 7 65093 alkalimetalli-ioneja lisätä enempää kuin mitä jarosiitin muodostamiseen tarvitaan. On mahdollista käyttää vähemmän kuin ekvivalentti määrä. Osa raudasta saostuu silloin (H,0) _/Fe - (SO .) . (OH) ."7:na.

6 Z o 4 4 U

Tässä tapauksessa saostuminen kuitenkin tapahtuu hitaammin.

Annetusta reaktioyhtälöstä käy ilmi, että rikkihappoa muodostuu reaktion aikana. Lisäksi neste sisältää ylimäärin rikkihappoa, joka ei kulunut kuumahappouuton aikana. Tämä rikkihapon kokonaismäärä on liian suuri hyvää jarosiitti-saostamista varten. Raudan saostamiseksi mahdollisimman nopeasti ja täydellisesti jarosiittina (ja sentähden pienimmän mahdollisen rautasisällön saavuttamiseksi jäljellejääneessä nesteessä on yleisesti taattu, että saostuminen lopullisesti lakkaa pH:ssa n. 1,0 - 1,5, vaikkakin on myös mahdollista työskennellä jonkinverran korkeammalla loppuhappamuusasteella, riippuen käytettävissä olevasta ajasta ja/tai hyväksyttävästä rauta-pitoisuudesta jäljellejäävässä nesteessä. Kuitenkin kaikissa tapauksissa on välttämätöntä lisätä emäksistä neutraloivaa ainetta. Happohäviön välttämiseksi käytetään emäksistä sinkkiyhdistettä.

Puhdas ZnO olisi ihanteellinen, mutta se on liian kallista, niin että käytännössä käytetään pasutettua ainetta.

Valinnaisesti jarosiitti-saostaminen voidaan jakaa kahteen osaan, nimittäin "esineutralointi" ja varsinainen jarosiitti-saos-tamiseen". Esineutraloinnissa lisätään sitten osa pasautetusta aineesta, joka tarvitaan neutraloimisaineeksi, nesteeseen, niin että pH saadaan jo lähelle haluttua arvoa. Varsinaisessa jarosiitti-saostuksessa loput tarvittavasta pasutetusta aineesta ja ammonium-tai alkalimetalli-ionit lisätään.

Jarosiitti-saostuksen jälkeen seuraa toinen kiintoaine/neste-erotus. (Jos jarosiitti-saostaminen jaetaan esineutralointiin ja varsinaiseen jarosiittisaostamiseen on tietenkin mahdollista, että kumpaakin vaihetta seuraa kiintoaine/neste-erotus, jolloin esineut-raloinnin jäännös voidaan palauttaa kuumahappouuttoon).

Neste on sinkkisulfaatin vesipitoinen liuos, jonka pH osoittaa, että se jarosiitti-saostuksen aikana sisältää vielä jonkin verran happoa. Tämä neste palautetaan yleensä neutraaliuuttoon, jossa happo neutraloidaan.

r“ 8 65093

Kiinteä aine tunnetaan "jarosiitti-jäännöksenä". Se sisältää etupäässä saostunutta jarosiittia. Se sisältää kuitenkin myös muita aineosia, jotka ovat peräisin pasutetusta aineesta, joka lisättiin neutraloivaksi aineeksi jarosiitti-saostuksen aikana. Tästä pasutetusta aineesta pääasiallisesti vain sinkkioksidi on liuennut (vaikkakaan ei kvantitatiivisesti) jarosiittisaostuksen aikana, kun taas pasutetussa aineessa ollut sinkkiferriitti on jäänyt pääasiallisesti liukenematta ja liukenemattomat aineosat ovat tietenkin pysyneet liukenemattomina. Kaikki nämä liukenemattomat aineet ovat sentähden mukana jarosiittijäännöksessä.

Kuten edellä mainitussa Steintveitin artikkelissa ehdotettiin, on mahdollista parantaa vieläkin uuttotehokkuutta käsittelemällä jarosiitti-jäännöstä uudelleen rikkihapolla sinkkiferriittien liuottamiseksi. Tämä "jarosiittihappopesu" suoritetaan olosuhteissa, jotka ovat jonkin verran lievemmät kuin olosuhteet kuumahappouutossa.

Kiintoaine/neste-erotuksen jälkeen saadaan pääasiallisesti sinkkiä sisältämätön kiinteä aine, joka voidaan heittää pois, ja hapan neste, joka sisältää raudan ja sinkin sulfaatteja. Tästä nesteestä rauta on poistettava, mikä tietenkin helpommin suoritetaan palauttamalla neste jarosiitti-saostukseen.

Tällä tavalla päästään sentähden siihen (ainakin teoreettisesti) , että prosessista ei heitetä pois mitään jäännöstä, joka vielä sisältää liukoista sinkkiä.

Kuviossa 1 edellämainittu kaikkein kehittynein tunnettu menetelmä on esitetty kaavamaisesti jatkuvana parosessina. Tässä kuvassa neutraaliuutto on merkitty I:llä ja yksinkertaisuudenvuoksi esitetty yksivaiheisena prosessina. Siihen syötetään tuoretta pasu-tettua ainetta johdon 1 kautta, rikkihappoa johdon 2 kautta ja ilmaa johdon 3 kautta. Neutraaliuuton tuote kulkee johtoa 4 pitkin sakeu-tuslaitteeseen II, jossa tapahtuu erottaminen sinkkisulfaattiliuok-seksi ja kiinteiden aineiden lietteeksi. Sinkkisulfaattiliuos poistetaan johdon 5 kautta ylijuoksuna sakeutuslaitteesta II. Liete poistetaan johdon 6 kautta alajuoksuna sakeutuslaitteesta II ja se kulkee kuumahappouuttoon, joka on merkitty III:11a ja yksinkertaisuuden vuoksi esitetty yksivaiheisena prosessina. Siihen syötetään rikkihappoa johdosta 7. Kuumahappouuton tuote kulkee putkessa 8 sakeutuslaitteeseen IV, jossa tapahtuu erottaminen nesteeksi ja 9 65093 kiinteiden aineiden lietteeksi. Neste poistetaan sakeutuslaitteesta IV johdon 9 kautta ylijuoksuna ja se kulkee jarosiitti-saostukseen, joka on merkitty V:llä ja yksinkertaisuuden vuoksi esitetty yksivaiheisena prosessina. Sakeutuslaitteesta IV liete poistetaan alajuoksuna johdon 10 kautta. Tämä liete kulkee suotimelle VI, jossa se erotetaan sakaksi ja nesteeksi. Erotettu sakka saatetaan sekun-dääripesukäsittelyyn suotimella vedellä, jota johdetaan putken 11 kautta, ja poistetaan senjälkeen johdon 12 kautta. Kaikki suoti-melta peräisin oleva neste kuljetetaan johdossa 13 jarosiitti-saostukseen V. Jarosiitti-saostukseen syötetään ammoniakkia johdon 14 kautta ja pasutettua ainetta johdon 15 kautta. Jorosiitti-saostuk-sen tuote kulkee johdossa 16 sakeutuslaitteeseen VII, jossa tapahtuu erottaminen nesteeksi ja kiinteän aineen lietteeksi. Neste poistetaan sakeutuslaitteesta VII ylijuoksuna johdossa 17 ja se palaa neutraaliuuttoon. Liete poistetaan sakeutuslaitteesta VII alajuoksuna putken 18 kautta ja se kulkee jarosiittihappopesuun, joka on merkitty VIII:11a ja yksinkertaisuuden vuoksi esitetty yksivaiheisena prosessina. Siihen syötetään rikkihappoa johdon 19 kautta. Jarosiitti-happopesun tuote kulkee johdossa 20 sakeutuslaitteeseen IX, jossa tapahtuu erottaminen nesteeksi ja kiinteän aineen lietteeksi. Neste poistetaan sakeutuslaitteesta IX yläjuoksuna putken 21 kautta. Liete poistetaan sakeutuslaitteesta IX alajuoksuna johdon 22 kautta ja se kulkee suotimelle X, jossa liete erotetaan kiinteäksi aineeksi ja nesteeksi. Erotettu kiinteä aine saatetaan sekundääripesuun suotimella vedellä, jota syötetään johdon 23 kautta, ja poistetaan senjälkeen johdon 24 kautta. Kaikki suotimelta tuleva neste yhdistetään johdon 25 kautta nesteen kanssa johdosta 21. yhdistetty nestevirta palaa johdossa 26 jarosiitti-saostukseen V.

Käytännössä käytetty rikkihappo on pääasiassa "patterihappoa", mutta tuoreen rikkihapon (taisulfaatti-ionien jossakin muussa muodossa) lisääminen on tarpeen sulfaatti-tasapainon ylläpitämiseksi systeemissä, koska systeemistä jatkuvasti poistetaan sulfaattia (jarosiitin muodossa). Tämä tehdään tehokkaimmin lisäämällä tuoretta väkevää rikkihappoa kuumahappouuttoon.

Nyt tämä keksintö perustuu sille periaatteelle, että on mahdollista jättää pois jarosiitti-happopesu ja siitä huolimatta pääs- 10 65093 tä samaan uuttotehokkuuteen, edellyttäen, että koko jarosiitti-jäännös palautetaan kuumahappouuttoon. Jarosiitti-jätteessä mukana olevat sinkkiyhdisteet liukenevat kuumahappouuton aikana. Itse jarosiitti liukenee uudelleen vain hyvin pienessä määrässä, niin että miltei suurempi osa jarosiitista voidaan poistaa jäännöksen mukana.

On havaittu, että mitään ongelmia ei ilmene pienten määrien metallisia epäpuhtauksia ollessa mukana.

Keksinnön mukainen menetelmä on esitetty kaavamaisesti jatkuvana prosessina kuvioissa 2 ja 3. Kuvioissa esiintyvien merkintöjen osalta viitataan edellä esitettyyn kuviota 1 koskevaan selostukseen.

Keksinnön mukaisesti aikaansaatu parannus(neutraaliuuton jäännöksen vieminen ei kuumahappouuttoon vaan jarosiitti-saostukseen) ilmenee kuviosta 2. Tämä parannus perustuu siihen, että neutraaliuuton jäännös vielä sisältää sinkkioksidia ja jonkinverran FeiOH)^· Kun tätä materiaalia ei kuljeteta kuumahappouuttoon, vaaditaan kuuma-happouutossa kuviossa 2 vähemmän rikkihappoa kuin tunnetuissa menetelmissä. Kuljettamalla nämä aineet jarosiitti-saostukseen, on vähemmän pasutettua ainetta tarpeen lisätä neutraloivana aineena jarosiitti-saostukseen. Tuloksena näistä toimenpiteistä on, että nestettä kiertää vähemmän III-IV-V-VII-piirissä kuviossa 2 kuin vastaavassa piirissä tunnetussa menetelmässä, niin että kuvion 2 tapauksessa tarvitaan pienempi laitteisto, ja menetelmä tulee edullisemmaksi.

Kuviossa 3 kuvion 2 menetelmä on esitetty toisessa muodossa. Kuvio 3 tuo selvemmin ilmi menetelmän yksinkertaisuuden.

ESIMERKKI

Tässä esimerkissä viitataan kuvioon 2 tai 3. Neutraaliuuttoon (60°C, keskimääräinen viipymisaika 2 tuntia) syötetään: johdon 1 kautta: 22,8 t/h pasutettua ainetta (sisältää 59 paino-% Zn, 11 paino-% Fe ja 1,8% S04), johdon 2 kautta: 72,7 m3/h "patterihappoa" (sisältää 159 g H2SC>4/1, 52 g Zn/1.) ja 25 m3/h sinkkiä sisältävää jätenestettä sinkkilaitoksen eri osastoilta (sisältää 53,1 g H2S04/1 ja 100 g Zn/l) ja johdon 3 kautta: ilmaa.

li 3 11 65093

Sakeutuslaitteesta II poistetaan yläjuoksuna putken 5 kautta 200 m /h neutraalia sinkkisulfaattiliuosta (joka sisältää 139,5 g Zn litraa kohti). Johdon 6 kautta kulkee alavirtauksena liete, joka käsittää 30 m /h nestettä ja 12,152 kg/h kiinteää ainetta. Tämä kiinteä aine sisältää 29,6 paino-% Zn ja 22,55 paino-% Fe.

Tämä liete kulkee jarosiitti-saostukseen (95°C, keskimääräinen viipymisaika 3,8 tuntia), jonne syötetään myös 200 kg/h ammoniakkia (kaasun muodossa) johdossa 14 ja 7 tonnia/h pasutettua ainetta johdon 15 kautta.

Sakeutuslaitteesta VII poistuu yläjuoksuna putken 17 kautta 3 145 m /tunti hapanta sinkkisulfaattiliuosta (joka sisältää 110 g 3+ 2 +

Zn litraa kohti, 6,5 g I^SO^/l, 1 g Fe /1 ja 0,6 g Fe /1). Tämä liuos palaa neutraaliuuttoon. Putken 18 kautta kulkee alavirtauk- 3 sena liete, joka käsittää 40 m /h nestettä ja 18,270 kg/h kiinteää ainetta. Tämä kiinteä aine sisältää 13,79 paino-% Zn, 29,20 paino-%

Fe ja 15,65 paino-% SO^.

Tämä liete kulkee kuumahappouuttoon (95°c, keskimääräinen 3 viipymisaika 3 tuntia), jonne myös syötetään 83,3 m /h "patterihappoa" ja 1,419 1/h tuoretta 96 paino-%:ista rikkihappoa johdon 7 kautta. Sakeutuslaitteesta IV poistetaan johdon 9 kautta ylijuoksuna 87 m^/h nestettä (joka sisältää 50,8 g H-SO./l, 81,0 g Zn/1, 15,7 g 3+ ^ 4

Fe /1). Tämä neste kulkee jarosiitti-saostukseen. Sakeutuslaitteesta IV poistetaan johdon 10 kautta alavirtauksena liete, joka . 3 käsittää 50 m /h nestettä ja 11,500 kg/h kiinteää ainetta. Tämä kiinteä aine sisältää 1,34 paino-% Zn, 28,24 paino-% Fe ja 24,79 paino-% SO^.

Tämä liete kulkee suotimelle VI, jossa erotettu kiinteä aine saatetaan sekundääripesuun suihkuttamalla 23 m^/h vettä, jota syötetään johdon 11 kautta. Johdon 12 kautta poistuu prosessista 11,500 kg/h kiinteää ainetta. Tämä kiinteä aine kastellaan vielä 3 5 m /h:11a nestettä (joka sisältää 11,8 g H0SO./l, 28 g Zn/1, 6 g 3 + λ 4 FEJ /1).

3

Suotimelta VI saadaan 68 m /h nestettä, joka sisältää 36,5 g ll^SO^/1, 57,5 g Zn/1, 11,1 g Fe"^ + /1) . Tämä neste kulkee johdon 13 kautta jarosiittisaostukseen.

Uuttotehokkuus on 98,3%.

Claims (1)

12 65093 Menetelmä vesipitoisen sinkkisulfaattiliuoksen valmistamiseksi käytettäväksi syötettävänä raaka-aineena sinkin elektrolyyttisessä valmistusprosessissa, uuttamalla materiaalia, joka on saatu pasuttamalla sinkkisulfidimalmikonsentraattia, jolloin menetelmään kuuluu neutraaliuutto rikkihappoa sisältävällä liuoksella, kuumahappouutto rikkihappoa sisältävällä liuoksella ja erillinen jarosiitin saostus, jolloin kunkin mainitun vaiheen jälkeen kiinteä ja nestemäinen aine erotetaan toisistaan ja jolloin sinkkisulfaattiliuos otetaan talteen tuotevirtana poistamalla neutraaliuuton jälkeen suoritetusta kiinteän ja nestemäisen aineen erotuksesta saatu nestevirta prosessista, tunnettu siitä, että neutraaliuutosta saatu kiintoainevirta johdetaan jarosiitti-saostukseen, jarosiittisaostuksesta saatu kiintoainevirta johdetaan kuumahappouuttovaiheeseen, jarosiittisaostuksesta saatu nestevirta palautetaan neutraaliuuttovaiheeseen, ja kuumahappouutto-vaiheesta saatu nestevirta palautetaan jarosiittisaostukseen tai neutraaliuuttovaiheeseen. FÖrfarande för framställning av en vattenhaltig zinksulfat-lösning för användning som matarmaterial i en process för elektro-lytiskt framställning av zink, genom lakning av material, som har erhällits genom att rosta zinksulfidmalmkoncentrat, varvid förfa-randet omfattar neutrallakning med en svavelsyrahaltig lösning, hetsyralakning med en svavelsyrahaltig lösning, och separat jarosit-utfällning, varvid efter varje nämnda steg fast och flytande material separeras frän varandra och varvid zinksulfatlösningen utvinns som en produktström genom att vätskeströmmen, som har erhällits frän den efter neutrallakningen utförda separeringen av fast och flytande material, avlägsnas frän processen, känneteck-n a t därav, att den frän neutrallakningen erhällna fastämnes-strömmen leds tili jarositutfällningen, den frän jarositutfäll-ningen erhällna fastämnesströmmen leds tili hetsyralakningssteget, den frän jarositutfällningen erhällna vätskeströmmen äterförs tili neutrallakningssteget, och den frän hetsyralakningssteget erhällna vätskeströmmen äterförs tili jarositutfällningen eller neutrallakningssteget.