FI65810C - Foerfarande foer behandling av raomaterial innehaollande oxid och ferrit av zink koppar och kadmium - Google Patents
Foerfarande foer behandling av raomaterial innehaollande oxid och ferrit av zink koppar och kadmium Download PDFInfo
- Publication number
- FI65810C FI65810C FI803098A FI803098A FI65810C FI 65810 C FI65810 C FI 65810C FI 803098 A FI803098 A FI 803098A FI 803098 A FI803098 A FI 803098A FI 65810 C FI65810 C FI 65810C
- Authority
- FI
- Finland
- Prior art keywords
- zinc
- iron
- solution
- jarosite
- och
- Prior art date
Links
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title description 12
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 103
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 81
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 78
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims description 67
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 59
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims description 59
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 39
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims description 37
- 229910052935 jarosite Inorganic materials 0.000 claims description 35
- LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N iron(3+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Fe+3].[Fe+3] LIKBJVNGSGBSGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 21
- 229910052595 hematite Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000011019 hematite Substances 0.000 claims description 20
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 claims description 19
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 16
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 13
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 claims description 12
- 229910000859 α-Fe Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L Sulfate Chemical compound [O-]S([O-])(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 8
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910021653 sulphate ion Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 claims description 3
- 239000003513 alkali Substances 0.000 claims description 2
- CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N cadmium oxide Inorganic materials [Cd]=O CXKCTMHTOKXKQT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Cd+2] CFEAAQFZALKQPA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910000431 copper oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L zinc sulfate Chemical compound [Zn+2].[O-]S([O-])(=O)=O NWONKYPBYAMBJT-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 2
- 235000009529 zinc sulphate Nutrition 0.000 claims description 2
- 239000011686 zinc sulphate Substances 0.000 claims description 2
- -1 ammonium ions Chemical class 0.000 claims 1
- 229910000462 iron(III) oxide hydroxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 claims 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 38
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 33
- 238000002386 leaching Methods 0.000 description 30
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 26
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 25
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 25
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 21
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 20
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 19
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 19
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 15
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 14
- 229910001308 Zinc ferrite Inorganic materials 0.000 description 13
- WGEATSXPYVGFCC-UHFFFAOYSA-N zinc ferrite Chemical compound O=[Zn].O=[Fe]O[Fe]=O WGEATSXPYVGFCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 13
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 11
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 10
- 229910052598 goethite Inorganic materials 0.000 description 8
- AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M hydroxy(oxo)iron Chemical compound [O][Fe]O AEIXRCIKZIZYPM-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 7
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 7
- 229910052745 lead Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 5
- 239000010970 precious metal Substances 0.000 description 5
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 5
- PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L Sodium Sulfate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]S([O-])(=O)=O PMZURENOXWZQFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 4
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 4
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 3
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 239000000047 product Substances 0.000 description 3
- 229910052938 sodium sulfate Inorganic materials 0.000 description 3
- 235000011152 sodium sulphate Nutrition 0.000 description 3
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 3
- 238000005670 sulfation reaction Methods 0.000 description 3
- 230000008719 thickening Effects 0.000 description 3
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002585 base Substances 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 238000005188 flotation Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L iron(2+) sulfate (anhydrous) Chemical class [Fe+2].[O-]S([O-])(=O)=O BAUYGSIQEAFULO-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 2
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 238000005486 sulfidation Methods 0.000 description 2
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 description 2
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 2
- KEQXNNJHMWSZHK-UHFFFAOYSA-L 1,3,2,4$l^{2}-dioxathiaplumbetane 2,2-dioxide Chemical compound [Pb+2].[O-]S([O-])(=O)=O KEQXNNJHMWSZHK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000007832 Na2SO4 Substances 0.000 description 1
- 229910000979 O alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000805 Pig iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002860 competitive effect Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000012045 crude solution Substances 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002506 iron compounds Chemical class 0.000 description 1
- RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H iron(3+) sulfate Chemical compound [Fe+3].[Fe+3].[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O.[O-]S([O-])(=O)=O RUTXIHLAWFEWGM-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000360 iron(III) sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000003672 processing method Methods 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 238000005063 solubilization Methods 0.000 description 1
- 230000007928 solubilization Effects 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000019635 sulfation Effects 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000007669 thermal treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 229910000368 zinc sulfate Chemical group 0.000 description 1
- 229960001763 zinc sulfate Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G49/00—Compounds of iron
- C01G49/02—Oxides; Hydroxides
- C01G49/06—Ferric oxide [Fe2O3]
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G9/00—Compounds of zinc
- C01G9/06—Sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0063—Hydrometallurgy
- C22B15/0065—Leaching or slurrying
- C22B15/0067—Leaching or slurrying with acids or salts thereof
- C22B15/0071—Leaching or slurrying with acids or salts thereof containing sulfur
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B15/00—Obtaining copper
- C22B15/0063—Hydrometallurgy
- C22B15/0084—Treating solutions
- C22B15/0089—Treating solutions by chemical methods
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B17/00—Obtaining cadmium
- C22B17/04—Obtaining cadmium by wet processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/20—Obtaining zinc otherwise than by distilling
- C22B19/22—Obtaining zinc otherwise than by distilling with leaching with acids
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Compounds Of Iron (AREA)
Description
ESF^l [B] (11 KUULUTUSJULKAISU
TOMA 1n* UTLÄCGNINCSSKRIFT DOÖIO
c (45) Patentti myönnetty 10 07 1904
Patent ueddclat (51) Ky.lk?/lnt.CI.3 c 22 B 19/22, 3/00 SUOM I—FIN LAN D (21) ΡΐΜ#«ιω·η«—ριμμ«λιιι«ι 803098 (22) H»k#ml*pthri — An*Oknlnpda| 30.09.80 ' ' (23) AJkupllvt —GUtlghtttdag 30.09.80 (41) Tullut JulklMkxl — Bllvlt offuntHg -
Patentti- ja reklfrihallttut (44) Ntht*v«iulp«non jt kuul^ullutain pm—
Patent· och ragltterstyralaan 1 ' khMcus uth«d och «Ukrifwo pubUcorad 30.03.8^+
(32)(33)(31) Pyydetty etuolkeu» Bigtrd prtoritM
(71) Outokumpu Oy, Outokumpu, FI; Töölönkatu 4, 00100 Helsinki 10, Suomi-Finland(FI) (72) Jussi Kalevi Rastas, Pori, Pekka Juhani Saikkonen, Espoo,
Risto Johannes Honkala, Vanha-Ulvila, Veikko Matias Polvi, Pori, Suomi-Finland(FI) (7*0 Berggren Oy Ab (5*0 Menetelmä sinkin, kuparin ja kadmiumin oksidia ja ferriittiä sisältävän raaka-aineen käsittelemiseksi - Förfarande för behandling av rämaterial innehällande oxid och ferrit av zink, koppar och kadmium Tämä keksintö kohdistuu tapaan, jolla elektrolyyttisen sinkki-prosessin yhteydessä säännönmukaisesti esiintyvä sinkkifer-riittipitoinen liuotusjäte pyritään käsittelemään siten, että sen sisältämät arvometallit sinkki, kupari, kadmium, lyijy, hopea ja kulta ovat edullisesti talteenotettavissa.
Elektrolyyttisen sinkkiprosessin lähtöaineena on sulfidinen sinkkirikaste, josta pasuttamalla saadaan oksidinen tuote, sinkkipasute. Tämä sisältää pääkomponentin, sinkkioksidin, ohella käytännöllisesti katsoen kaiken alkuperäisen rikasteen raudan sitoutuneena sinkkiin sinkkiferriitiksi. Raudan määrä rikasteessa vaihtelee yleensä 5-15 % rikasteesta riippuen. Rikasteen rautapitoisuutena noin 10 % edustaa nykyisille raaka-aineille tyypillistä arvoa. Tämä merkitsee silloin, että noin 10 % rikasteen sinkistä on sitoutuneena sinkkiferriittiin, ZnFe20^, jonka määrä tässä tyypillisessä tapauksessa on 21,5 % pasutteen kokonaismäärästä.
2 65810
Sinkkirikaste sisältää sinkin ohella myös muita arvometalleja kuten Cu, Cd, Pb, Ag ja Au, joiden talteenotolla on sinkkipro-sessin kokonaistaloudessa huomattava merkitys. Sinkkiprosessia suunniteltaessa tai prosessimuutoksia tehtäessä on kuitenkin otettava huomioon uuden rikasteen sisältämien alkuaineiden käyttäytyminen prosessissa. Eräät näistä (Zn, S, Cu, Cd, Pb,
Ag, Au) vaikuttavat ensisijaisesti sinkkiprosessin taloudellisuuteen kun taas toisilla (Fe, Co, Ni, Ge, Tl, In, Ga, Mg, Mn, Cl, F) on vähemmän tai ei lainkaan taloudellista merkitystä, mutta ne on otettava tarkasti huomioon prosessin toimivuutta ajateltaessa. Lisäksi on alkuaineita, joilla on merkitystä ympäristönsuojelun (S, Hg, Se), sivutuotteiden laadun (Hg, Se, As, Sb, Sn) tai jätteiden muodostumisen (Fe, Si, Ai, Ca) kannalta.
Prosessin taloudellisuudelle on ensiarvoisen tärkeätä, että sinkin talteensaanti on korkea. Nykyisin hyvänä pidettävässä prosessiratkaisussa on asetettava tavoitteeksi sinkin talteen-saannolle vähintään 97-98 % ja lisäksi edellä mainittujen arvo-aineiden mahdollisimman hyvä talteenottaminen myyntikelpoisessa muodossa.
Tyypillisen sinkkirikasteen keskimääräisiksi arvometallipitoi-suuksiksi voidaan olettaa likimäärin seuraavat arvot: Zn 53 %, Cu 0,5 %, Cd 0,2 %, Pb 1 %, Ag 60 g/t, Au 0,5 g/t. Tämä merkitsee, että tuotteiden nykyhinnoilla kuparin ja kadmiumin yhteinen arvosisältö on 4-5 %, lyijyn, hopean ja kullan 8-10 % sekä lisäksi rikin arvo laskettuna rikkihappona 5-6 % eli sivutuotteiden arvosisältö yhteensä noin 20 % prosessin päätuotteena olevan sinkin arvosta. Näin ollen on selvää, että kilpailukykyiselle prosessille on oleellista myös mainittujen sivutuotteiden mahdollisimman täydellinen talteensaanti.
Mitä tulee mainittuihin haitallisiin aineisiin erityisesti rautaan ei sen talteensaannilla ole erityistä taloudellista merkitystä (raudan arvo rautamalmina on noin 0,2 % sinkin arvosta) i sen sijaan prosesseissa muodostuvat rautayhdisteet aiheuttavat usein vaikeasti ratkaistavan jäteongelman.
Ennen vuotta 1965 elektrolyyttisessä sinkkiprosessissa otettiin 3 65810 yleisesti talteen laimealla happoliuotuksella lähinnä sinkki-oksidiin ja -sulfaattiin sitoutunut sinkki liukenemattoman ferriittisen aineksen muodostaessa liuotusjätteen, joka useissa tapauksissa ohjattiin jätealueille. Tällöin menetelmän kannalta haitallisen raudan mukana menetettiin jätealueelle myös ferriittiin sitoutunut sinkki, kupari ja kadmium sekä liuotus-olosuhteissa liukenemattomina yhdisteinä pysyneet lyijy, hopea ja kulta. Tällöin metallien talteensaantoasteet olivat tyypillisesti sinkille 87-89 %, kuparille noin 50 % ja kadmiumille 50-60 % sekä lyijylle, hopealle ja kullalle 0 %. Ferriittisen liuotusjätteen määrä oli keskimäärin noin kolmannes prosessiin syötetyn pasutteen määrästä. Mainittua menettelytapaa sovellettiin, koska ei tunnettu pasutteen sisältämien suurten rauta-määrien erottamiseen sopivaa menetelmää.
Tässä suhteessa oleellisen parannuksen toivat toisaalta Steintveit1 in ja toisaalta Haigh & Pickering'in vuonna 1965 jättämät patenttihakemukset (norjalainen patentti n:o 108 047 ja australialainen patentti n:o 401 724), joiden esittämissä ratkaistuissa ferriitit liuotettiin ja rauta seostettiin hyvin laskeutuvan ja suodattuvan jarosiittiyhdisteen muodossa. Edellisessä saostettiin rauta atmosfäärisisissä olosuhteissa käyttäen saostuksessa syntyvän rikkihapon neutralointiin sink-kipasutteen sinkkioksidia. Jälkimmäisessä raudan saostus suoritettiin autoklaavissa ilman neutralointia. Jarosiittiprosessi on edellisen patentin mukaisena menetelmänä täydennettynä jaro-siittisakan happamalla pesulla (norjalainen patentti nso 123 248) löytänyt laajan käytön sinkkiteollisuudessa. Menetelmää on kuvattu mm. artikkelissa G. Steintveit "Die Eisenfällung als Jarosit und ihre Anwendung in der Nassmetallurgie des Zinks",
Erzmetall 23 (1970) 532-539.
Jarosiittiprosessissa sinkin saanto kohoaa välille 97-98 %, kadmiumin saanto 90-95 %, kuparin saanto 80-90 % sekä lyijyn, hopean ja kullan saannot 70-80 %. Prosessista poistetaan jaro-siittisakka, jonka rautapitoisuus on likimäärin 30 % ja määrä vajaa 30 % prosessiin syötetyn pasutteen määrästä. Sakka muodostaa monesti - erityisesti suuren vuotuisen määränsä johdosta - ao. teollisuuslaitokselle jäteongelman. Prosessin liuotus-vaiheesta poistetaan liuotusjäte, joka sisältää pääosan rikas- 4 65810 teen lyijystä, hopeasta ja kullasta. Liuotusjätteen määrä on useimmiten noin 5 % pasutesyötön määrästä. Jätteen lyijypitoisuus on yleensä noin 20 %. Tällaisen liuotusjätteen matala lyijypitoisuus ja sen oksidinen ja sulfaattinen koostumus ovat alentaneet sen kaupallista arvoa, ja siksi on ymmärrettävissä, että se aikaisemmin lyijyn ja jalometallien suhteellisen matalan hintatason vallitessa ei tarjonnut erityisen kiinnostavaa prosessoinnin kohdetta, ja saatettiin monessa tapauksessa ohjata jarosiittisakan ohella jätealueelle.
Pian jarosiittiprosessin jälkeen kehitti Society de la Vieille Montagne goethiittiprosessin (belgialainen patentti n:o 724 214). Se eroaa jarosiittiprosessista raudan pelkistysvai-heen (Fe —» Fe ) ja raudan saostusvaiheen osalta. Rauta seostetaan goethiittinä käyttäen saostuksissa syntyvän rikkihapon neutralointiin sinkkipasutteen sinkkioksidia.
Goethiittiprosessin metallisaannot ovat suurin piirtein samat kuin jarosiittiprosessissa. Prosessista poistetaan rautasakka ja liuotusjäte. Viimeksi mainittu on laadultaan ja määrältään samanlainen kuin jarosiittiprosessin liuotusjäte. Rautasakka on nyt goethiittipohjäinen ja sen rautapitoisuus on noin 45-48 %. Sen määrä on selvästi pienempi kuin vastaavan sakan jarosiittiprosessissa, mutta tässäkin tapauksessa lähes 20 % sinkkipasutteen syötön määrästä. Goethiittiprosessia on kuvattu artikkelissa J.N. Andr£, N.J.J. Masson "The Goethite Process in Retreating Zinc Leaching Residues" ΑΙΜΕ Annual Meeting, Chicago, February, 1973.
Kuten edellä esitetyistä lyhyistä menetelmäkuvauksista selviää sekä jarosiitti- että goethiittiprosessi tuottavat suhteellisen suuret rautasakkamäärät, jotka eivät ilman jatkokäsittelyä sovellu esimerkiksi raakaraudan valmistukseen ja joille ei ole löytynyt muutakaan käyttöä, vaan ne on säännönmukaisesti ohjattu jätealueille.
Pyrkimys jätehaitan pienentämiseen on johtanut sellaisten ratkaisujen hakemiseen, joissa rauta saadaan erotetuksi riittävän puhtaana hematiittina tarkoituksella ohjata se rautateollisuuden raaka-aineeksi. Tältä pohjalta ovat kehittyneet hematiitti-prosessit, joissa rauta saostetaan autoklaavjvaiheessa proses- 5 65810 siliuoksesta hematiittina. Ensimmäisen hematiittiprosessirat-kaisun kehitti The Dowa Mining Company, ja prosessi on käytössä sinkkitehtaalla Iijimassa Japanissa. Menetelmää on kuvattu artikkelissa S. Tsunoda, J. Maeshiro, E. Emi, K. Sekine "The Construction and Operation of the Iijima Electrolytic Zinc Plant" TMS Paper Selection ΑΙΜΕ A-73-65 (1973).
Toisen hematiittiprosessin on kehittänyt äskettäin Ruhr-Zink GmbH Saksan liittotasavallassa. Menetelmää on kuvattu patenteissa DT-OS 26 24 657 ja DT-OS 26 24 658 sekä artikkelissa A. von Röpenack "Die Bedeutung der Eisenfällung fiir die hydrometallur-gische Zinkgewinnung" Erzmetall Bd 32 (1979) 272-276.
Outokumpu Oy on kehittänyt jarosiittiyhdisteiden hyväksikäyttöön perustuvan prosessiratkaisun, konversioprosessin, jossa on kiinnitetty erityisesti huomiota sinkin, kuparin ja kadmiumin korkeaan talteensaantiin ja sinkkipasutteen liuotusprosessin yksinkertaistamiseen. Menetelmä on ollut vuodesta 1973 lähtien käytössä Outokumpu Oy:n sinkkitehtaalla Kokkolassa. Prosessia käyttöönotettaessa oli tehtaan raaka-ainepohja lyijyn, hopean ja kullan suhteen niin matala, että niiden talteenotto ei metallien silloisten hintasuhteiden vallitessa näyttänyt taloudellisesti perustellulta. Sen sijaan nähtiin aiheelliseksi pyrkiä rikasteen sisältämien sinkin, kuparin ja kadmiumin mahdollisimman korkeaan talteenottoon sekä laitteiston ja prosessointitavan yksinkertaisuuteen. Osoittautui, että luopumalla aikaisemmin kuvattuun jarosiittiprosessiin normaalisti liittyvästä erillisestä lyijyä ja jalometalleja sisältävästä liuotusjätteen erottamisesta, voitiin jarosiittiprosessiin normaalisti kuuluvat vaiheet - ferriittiliuotus, (esineut-ralointi), jarosiittisaostus ja jarosiittisakan hapan pesu - yhdistää yhdeksi prosessivaiheeksi, jossa samanaikaisesti ferriitti liukenee (kuluttaen happoa) ja rauta saostuu jarosiittina (tuottaen happoa), ja siten oleellisesti yksinkertaistaa sinkkipasutteen liuotusprosessia. Tällöin prosessissa tapahtuvia ilmiöitä kuvaavat reaktiot (1) ja (2).
U) 3ZnFe204(s) + 12H2S04(ag) *· 3ZnS04(aq) - 3Fe2<S04>3(aq) + 12H2°(aq) 6 65810 (2) 3Fe2(S04)3(ag) + A2S04(ag) + 12H20(aq) > 2A/Fe3(S04)2(0Hj7(s)+ 6H2S04(aq) (3) 3ZuFe204(s) + 6H2S04(aq) + AjSO,, (ag) # 2A/Fe3 (S04) 2 (OH) ^_7 (sj + 3ZnS04(aq) (A = Na, K) ovat keskenään vuorovaikutuksessa ja muodostavat summareaktion (3), jossa sinkkiferriitin sinkki menee liuokseen ja rauta konvertoituu samassa vaiheessa liuoksen kautta jarosiittifaa-siin. Sinkin liuotus- ja kokonaissaannot ovat vastaavasti 98-99 % ja 97,5 - 98,5 % ja kuparin sekä kadmiumin kokonaissaannot 85-90 %. Menetelmää on kuvattu suomalaisessa patenttihakemuksessa 410/73 ja artikkelissa T-L Huggare, S. Fugleberg, J. Rastas "How Outokumpu Conversion process raises Zinc recovery" World Min. (1974) 36-42 ja J. Rastas, S. Fugleberg, L-G Björkqvist, R-L Gisler "Kinetik der Ferritlaugung und Jarosit-fällung" Erzmetall Bd. 32 (1979) 117-125.
Toisaalta raaka-ainepohjan muuttuminen aikaisempaa enemmän lyijyä, hopeaa ja kultaa sisältäviksi ja toisaalta näiden metallien - erityisesti jalometallien - hintasuhteissa tapahtuneet muutokset pakottavat nykyisin suunnittelemaan sinkkipa-sutteen liuotusprosessit sellaisiksi, että niissä sinkin, kuparin ja kadmiumin korkean talteensaannin ohella vastaava on saavutettu myös lyijyn, hopean ja kullan suhteen.
Aikaisemmin referoiduissa jarosiitti- ja goethiittiprosesseissa syntyy kuumassa happoliuotusvaiheessa liuotusjäte, joka sisältää kaiken neutraaliliuotusvaiheeseen syötetyn pasutteen sisältämän lyijyn, hopean ja kullan. Tämän liuotusjätteen lyijypitoisuus on yleensä suhteellisen matala, usein noin 20 %. Jätteen matala lyijypitoisuus ja sen oksidinen ja sulfaattinen koostumus alentavat sen kaupallista arvoa. Siksi on ymmärrettävissä, että tämän - alunperin myytäväksi tarkoitetun - liuotus-jätteen edelleen käsittelemiseksi on kehitetty menetelmiä, joilla jätteen sisältämä lyijy, hopea ja kulta saadaan paremmin myytävään muotoon.
Tällaisia menetelmiä ovat esittäneet Asturiana de Zinz S.A. suomalaisissa patenttihakemuksissaan 3435/70 ja 214/74 sekä
Societe des Mines et Fonderies de Zinc de la Vieille Montagne
6581 O
7 suomalaisessa patenttihakemuksessaan 761582.
Tarkasteltaessa aikaisemmin lyhyesti esitettyjä jarosiitti-, goethiitti- ja hematiittiprosesseja nähdään, että ne kaikki ovat monivaiheisia ja suhteellisen komplisoituja ratkaisuja. Niistä jokaiseen kuuluu neutraaliliuotusjätteen kuuma happoliuotus - eräissä ratkaisuissa pelkistävissä olosuhteissa suoritettuna - josta saadaan liuotusjäte, joka sisältää neutraaliliuotusvaiheeseen syötetyn pasutteen lyijyn, hopean ja kullan. Kuten edellä on todettu, tämän jätteen kaupallisen arvon kohottamiseksi on kehitetty menetelmiä, joilla jätteen sisältämä lyijy, hopea ja kulta saadaan myynnin kannalta aikaisempaa edullisempaan muotoon. Näiden ratkaisujen liittäminen alkuperäisiin prosesseihin kohottaa kuitenkin niiden jo ennestäänkin suhteellisen kompleksista rakennetta. On osoittautunut tarpeelliseksi etsiä uusia ratkaisuja, jotka johtaisivat kokonaisprosesseina edellistä yksinkertaisempiin totuetuksiin.
Suomalaisessa patenttihakemuksessa 803096 on esitetty ratkaisu lyijyn, hopean ja kullan talteenottamiseksi sinkkipasut-teen liuotusprosessin yhteydessä, joka perusprosessi suoritetaan suomalaisen patenttihakemuksen 410/73 esittämän menetelmän mukaan. Pasutteen sisältämät arvoaineet: sinkki, kupari, kadmium, lyijy, hopea ja kulta saadaan tällöin talteen suhteellisen yksinkertaisen kokonaisprosessin avulla.Tosin on huomattava, että tässäkin ratkaisussa prosessista ulos tuleva rauta poistuu siitä jarosiittiyhdisteen muodossa. Jarosiittiyhdisteelle ei ole toistaiseksi löydetty mitään sopivaa käyttöä, joten se joudutaan normaalisti ajamaan jätealueelle. Toisaalta jarosiit-tiyhdiste - myös luonnossa esiintyvänä mineraalina - ei ole ympäristön kannalta mikään ongelmallinen jäte, jos vain ao. teollisuudelle on käytettävissä riittävästi jätealueeksi sopivia maa-alueita. Monissa tapauksissa nähdään kuitenkin etuna, jos prosessista ulos tuleva rauta on jo prosessissa voitu viedä hematiittimuotoon, koska hematiitille löytyy jarosiittia helpommin sopivaa jatkokäyttöä.
Suomalaisessa patentissa 47907 on esitetty menetelmä sinkin elektrolyyttisissä valmistustavoissa muodostuvien raudan emäksisiä sulfaatteja ja hydroksidia sekä sinkkiferriittiä sisäl- 6581 0 tävien jätteiden puhdistamiseksi raudan valmistukseen soveltuvaksi raaka-aineeksi ja jätteissä olevan sinkin talteenotta-miseksi. Menetelmälle on tunnusomaista, että raudan emäksisiä sulfaatteja ja sinkkiferriittiä sisältävä alkalipitoinen sakka käsitellään termisesti siten, että systeemin Zn-Fe-S-0 hapen ja rikin osapaineet ja lämpötila säädetään ZmS04 + Fe203:n termiselle stabiilisuusalueelle, jolloin sinkki ja eräät muut ei-rautametallit muuttuvat vesiliukoisiksi sulfaateiksi ja sakan emäksisten sulfaattien ja ferriittien sisältmämä rauta saadaan oksidina, uutetaan tästä termisestä käsittelystä saatua tuotetta ja erotetaan saatu liuos liukenemattomasta oksidisa-kasta.
Lisäksi tunnetaan suomalaisen patenttihakemuksen 791846 esittämä menetelmä, jonka huomioonottamisella voidaan saada aikaan sinkkiferriittiin sidotun sinkin mahdollisimman täydellinen sulfatoituminen. Tämän menetelmän oleellinen etu verrattuna suomalaisen patentin 47907 mukaiseen menetelmään on se, että toimimalla Fe2^3/Fe2(S04)3 systeemin termisellä stabiilisuus-alueella, Fe2(S04)3 voidaan seoksen sisältämä Fe2(S04)3 käyttää täysin halutun materiaalin, siis tässä tapauksessa sinkki-ferriitin, sulfatointiin hajottamatta sitä tarpeettomasti he-matiitiksi, mihin suomalaisessa patentissa 47907 käytetyt toimintaolosuhteet johtavat. Lisäetuna saavutetaan tällöin paitsi pienemmät reagenssimäärät, myös. prosessin helpompi kontrolloitavuus, koska suomalaisessa patentissa 47907 kuvattu ferriittien uudelleen syntyminen korkeissa lämpötiloissa vältetään täysin jo termodynaamisisista syistä. Lopputulos toimittaessa suomalaisen patenttihakemuksen 791846 mukaisella menetelmällä on kuitenkin hematiitti, mutta ei termisen hajoamisen kautta Fe2(SO^)3:sta syntynyt, vaan edullisesti reaktion (4) 3ZnFE204 + Fe2(S04)3 — 3ZnS04 + 4Fe2C>3 kautta muodostunut hematiitti, kuten suomalaisessa patenttihakemuksessa 791684 on lähemmin kuvattu. Tällöin sulfatointi ete-nee täydellisesti ja mahdollisimman edullisesti, mutta edellytyksenä tälle ovat oikeat ' termody naamiset toimintaolosuhteet.
Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on eliminoida e.m. tun- 9 65810 netuissa menetelmissä esiintyvät epäkohdat ja aikaansaada sinkkipasutteen käsittelymenetelmä, josta rauta saadaan talteen hematiittimuodossa. Hematiittisakka sisältää sinkkirikasteen lyijyn, hopean ja kullan sellaisessa muodossa, että niiden talteenotto voidaan toteuttaa sinänsä tunnetulla kloridiliuotus-menetelmällä tai edullisesti suomalaisen patenttihakemuksen 803096 mukaisella sulfidointi- ja vaahdotusmenetelmällä.
Keksinnön pääasialliset tunnusmerkit ilmenevät oheisesta patenttivaatimuksesta 1.
Keksintöä selostetaan alla lähemmin viitaten oheiseen piirustukseen, jossa on esitetty kaaviollisesti keksinnön mukainen sinkkipasutteen käsittelysysteemi. Ratkaisussa koko pasute-syöttö ohjataan neutraaliliuotusvaiheeseen (NL). Neutraali-liuotus voidaan suorittaa yksi- tai kaksivaiheisena (suomalaiset patenttihakemukset 410/73 ja 760486)ja kaksivaiheinen puolestaan joko vasta- tai myötävirtaisena (suomalainen patenttihakemus 410/73 ). Neutraaliliuotukseen liittyvästä kiinto aineen ja liuoksen erotusvaiheesta (edullisesti sakeutus) johdetaan liuos (raakaliuos) liuospuhdistukseen ja ferriittinen liuotusjäte puolikonversiovalheeseen (1/2 x K). Tähän vaiheeseen syötetään sellainen paluuhappomäärä (tai ferrisulfaattimää-rä) että se on ensinnäkin ekvivalentti reaktion (5 tai 5a) mukaan vaiheeseen syötettyyn sinkkiferriittiin nähden (5) 6ZnFe204jg) + A2S04(ag) + 6H2S04(ag) —» 3ZnSC>4 (ag) + 3ZnFe204(g) + 2A/Fe3(S04)2(OH)6_7(s) (5a) 9ZnFe204jg) + 2A2SC>4 ^ag) + 3Fe2 ^S04^ 3 (aq) + 12H2°(aq) —* 3ZnS°4(aq) + 6ZnFe204(s) + 4A/Fe3(S04)2(OH)6_/(s) (A = Na, K) ja toiseksi säätelee liuoksen rikkihappopitoisuuden vaiheen lopussa välille 20-40 kg/m3 /reaktion 5a yhteydessä reaktiolla 3Fe2(S04)3(aq) + A2S04(aq) + 12H2°(aq) —* 2AZFe3 (SCV 2 (0H) 6-/(s) + 6H2S04jag)_7· Tässä vaiheessa reagoi sinkkiferriitin hienojakoisin osa nopeasti ja reaktio (5 tai 5a) voidaan saada tapahtumaan suhteellisen pienessä reaktoritilavuudessa, joka on nähtävissä, kun tutustutaan artikkelissa J. Rastas, S. Fugleberg, L-G Björkqvist, R-L Gisler "Kinetik der ferritlangung und Jarositfällung" Erzmetall Bd. 32 (1979) 117-125 esitettyyn sinkkiferriittiin liukenemista ja jarosiittisaostusta hallitseviin lainalaisuuksiin sekä otetaan huomioon, että vain noin 15-20 % koko prosessiin syötettävästä paluuhappomäärästä ohjataan puolikonversiovalheeseen ja pääosa, 80-85 %, neutraaliliuotusvaiheeseen. Reaktioyhtälöön (5) kuuluva natriumsul- 10 6581 0 faatti kiertää prosessiliuoksen mukana sitoutuen puolikonver-siovaiheessa jarosiittiyhdisteeseen ja vapautuen takaisin liuokseen prosessin myöhemmässä termisesti käsittelyn kiintofaasin liuotusvaiheessa (L). Puolikonversioon liittyvästä erotusvaihees-ta (sakeutus ja suodatus) johdetaan liuos neutraaliliuotukseen ja suotokuiva kiintofaasi kuivaukseen ja termiseen konversioon (K + TK). Suotokuiva kiintofaasi, ferriitin ja jarosiitin seos, kuivataan parhaiten höyrykuivaimella huolehtien tällöin mahdollisimman tehokkaasta energian hyväksikäytöstä ja talteenotosta. Kuivattu kiintofaasi menee termiseen käsittelyyn, jossa tapahtuvat reaktiot voidaan jakaa kahteen osaan: reaktioon (6) (6) 2A/Fe3(S04)2(0H)6_7(s) —> 2AFe(S04)2(g) + 2Fe203(s) + 6H2°(g)' jarosiitin termisen hajoamisen, joka tapahtuu lämpötilavälillä 400-500°C ja jossa muodostuu kaksoissulfaatti AFe(S04)2 sekä reaktioon (7) (7) 3ZnFe204jgj + 2AFe(S04)2>3ZnS04(s) + A2S04(s) + 4Fe2°3(s)' varsinaiseen sinkkiferriitin sulfatointireaktioon, joka tapahtuu lämpötilavälillä 600-680°C. Yhtälö (7) vastaa nyt aiemmin esitettyä yhtälöä (4), kun reaktioseoksen lähtöaineena on Na-jarosiitti. Tällöin siis Na2S04 kiertää systeemissä osallistumatta varsinaiseen sulfatointireaktioon, mutta termisen reaktion kannalta oleellisten sulatusolosuhteiden luojana, kuten suomalaisessa patenttihakemuksessa 791684 on tarkemmin esitetty.
Reaktioiden (6) ja (7) summareaktioksi saadaan (8) 3ZnFe204(g) + 2A/Fe3(S04)2(OH)6_7(s) -*3ZnS04(g) + A2S04(s) + 6Fe2°3(s) + 6H2°(g)' (A = Na, K)
Termisesti käsitelty kiintofaasi jäähdytetään ja lietetään veteen, jolloin kiintofaasin sinkkisulfaatti- ja natriumsul-faattifaasit liukenevat (9) 3ZnS04(g) + aq —> 3ZnS04{aq) (10) AS04(s) + aq >A2S04(aq)*
Myös termisestä konversiosta tulevat kaasut voidaan jäähdyttää prosessiliuoksilla, jolloin reaktion (6) (tai 8) vesihöyry tiivistyy (11) 6H20(g| f aq ->6H20(aq).
11 6581 0
On myös energiataloudellisesta edullista toimia niin, että kuivauskaasuihin sisältynyt vesihöyry tiivistetään ja tällöin vapautuva energia käytetään prosessiliuosten lämmittämiseen.
Laskemalla nyt yhteen reaktiot (5) , (8) , (9) , (10) ja (11) saadaan vaiheissa 1/2 x K, K + TK ja L yhteisesti tapahtuvaksi kokonaisreaktioksi.
(12) 6ZnFe204^sj + 6H2S04^agj »6ZnS04^agj + 6Fe203^sj + 6H2°(aq) eli sama kokonaisreaktio, joka on myös suomalaisen patenttihakemuksen 803097 esittämän menetelmän vaiheissa 1/2 x K ja K-H-A tapahtuva kokonaisreaktio. Siinä kyseinen reaktio saadaan aikaan hydrotermisesti, jolloin tämän paperin reaktioiden (8) - (11) summareaktio (reaktio (6) referoidussa patenttihakemuksessa) tapahtuu autoklaavissa lämpötilavälillä 220-250°C.
Samoin kuin suomalaisessa patenttihakemuksessa voi myös tämän keksinnön mukaisessa menetelmässä reaktioyhtälössä (8) esiintyvä jarosiitti olla aikaisemmin muodostettu ja jätealueelle ajettu jarosiitti. Tässäkin tapauksessa neutraali-liuotusvaiheesta tulevan ferriittisen liuotusjätteen sinkkifer-riitti ja jätealueelta otettavan jarosiittisakan jarosiitti suhteutetaan toisiinsa siten, että jarosiittimäärä on sinkki-ferriittimäärään nähden reaktion (7) mukaan riittävä ja jonkin verran (10-30 %) ylimittainen. Tässä toimintatavassa ei silloin tarvita puolikonversio (1/2 x K)- eikä siihen liittyvää erotusvaihetta. Neutraaliliuotusvaiheesta otettavan ferriittisen liuotusjätteen erottaminen liuosfaasista toteutetaan sakeuttamalla ja suodattamalla. Tässä prosessiratkaisussa on -vastaavalla tavalla kuin suomalaisen patenttihakemuksen esittämässä analogisessa tapauksessa - välttämätöntä poistaa prosessin ylimääräinen sulfaatti jollain sinänsä tunnetulla ja sinkkiprosessin yhteydessä käytetyllä sulfaatinpoistota-valla.
Suoritettaessa sinkkipasutteen käsittelyprosessi tämän keksinnön mukaisella menetelmällä, ovat sinkkipasutteeseen - ja viimeksi esitetyssä tapauksessa myös jarosiittisakkaan - sisältyneet lyijy» hopea ja kulta joutuneet kokonaiauudessaan prosessista ulostulevaan hematiittisakkaan. Lyijy on sakassa 65 81 0 lyijysulfaattina ja hopea osittain kloridina ja osittain sul-fidina. Lyijy, hopea ja kulta voidaan ottaa talteen hematiitti-sakasta joko sinänsä tunnetulla kloridiliuotusmenetelmällä tai edullisesti suomalaisen patenttihakemuksen 803096 esittämällä sulfidointi- ja vaahdotusmenetelmällä.
Tämän keksinnön mukaisella menetelmällä on mahdollista ottaa erittäin edullisesti talteen sinkkipasutteen arvoaineet, sinkki, kupari, kadmium, lyijy, hopea ja kulta.
Keksinnön esittämää menetelmää ja sillä saavutettavia tuloksia on esitetty seuraavissa esimerkeissä.
Esimerkki 1
Puolikonversiovaiheen (1/2 x K) jälkeen erotettu kiintofaasi on kuivattu ja syötetään pyörivään laboratorioputkiuuniin, jossa reagoivan syöttöseoksen kuumennus tapahtuu epäsuorasti. Syöttö-seos koostui puolikonversiovaiheessa reagoineesta ferriittises-tä liuotusjätteestä, joka sisälsi sinkkiferriittiä, Na-jaro-siittia sekä liuotusjätteeseen sisältyviä liukenemattomia tai ko. prosessiolosuhteissa liukenemattomiksi muuntuneita sivukom-ponentteja. Syöttöseoksen analyysi oli seuraava: Zn 8,6 %,
Fe 36,8 %, Na 2,1 %, S 8,0 %, Si02 1,7 %, Pb 4,0 %, Ag 110 g/t. Au 1,6 g/t. Reaktioseoksen lämpötila uunissa oli 650°C ja viive-aika 1 h. Termisesti käsitellyn kiintoaineen vesiliukoinen rauta oli 0,8 % ja veteeniiukenematon sinkki 0,43 %. Termisesti käsitelty kiintoaine lietettiin veteen, hematiittipohjainen kiintoaine erotettiin liuoksesta ja pestiin. Pestyn ja kuivatun hematiittipohjaisen kiintoaineen analyysi oli seuraava:
Fe 54,6 %, Zn 0,59 %, Si02 2,2 %, Pb 5,6 %, Ag 265 g/t,
Au 2,2 g/t.
Esimerkki 2
Laboratoriopolttouuniin syötetty syöttöseos oli saatu sekoittamalla ferriittistä liuotusjätettä ja jätealueelta saatua jaro-siittisakkaa keskenään ja kuivaamalla seos. Ferriittisen liuo-tusjätteen, jarosiittisakan ja seoksen analyysit olivat seu-raavat (kaikki laskettu kuivattuina): 13 ____ Λ
6581 O
Nimike Massa Zn Fe Na S SiC^ Ca Pb Ag Au _2_% % % % %_% % g/t g/t ferr. liuo- 1000 21,2 41,2 0,9 2,0 4,4 190 1,6 tusjäte jarosiitti 1750 1,7 28,0 2,7 12,7 3,3 2,0 2,1 155 1,2 seos 2750 8,8 32,8 1,7 8,4 2,8 1,3 2,9 167 1,3
Seosta pidettiin putkiuunissa 0,5 h lämpötilassa 650°C. Termisesti käsitellyn kiintoaineen vesiliukoinen rauta oli 1,4 % ja veteeniiukenematon sinkki 0,38 %. Termisesti käsitelty kiintoaine lietettiin veteen, hematiittipohjäinen kiintoaine erotettiin liuoksesta ja pestiin. Pestyn ja kuivatun hematiitti-pohjaisen kiintoaineen analyysi oli seuraava: Fe 52,0 %,
Zn 0,6 %, Si02 4,5 %, Ca 2,1 %, Pb 4,7 %, Ag 270 g/t ja Au 2,0 g/t.
Esimerkki 3
Syöttöseos valmistettiin ferriittisestä liuotusjätteestä ja synteettisestä Na-jarosiitista. Valmistettiin kaksi syöttö-seosta, joissa Na-jarosiittiylimäärä - reaktion (7) mukaan - oli seoksessa I 20 % ja seoksessa II 30 %.
Nimike Na Zn Fe Pb S S
s %%%%%«
Na-jaro- 3,1 0,03 34,0 - 11,8 siitti ferr. liuo- - 21,8 41,5 4,7 - 0,06 tusjäte seos I 1,8 8,9 37,1 1,9 7,0 0,02
Seos II 1,9 8,4 36,9 1,8 7,3 0,02
Seosta I pidettiin putkiuunissa 1 h ja seosta II 2 h lämpötilassa 630°C. Kokeista saatiin seuraavat tulokset: _ Vesiliukoinen/% Veteen 1 iukenematon/% S,
NimiKe zn Fe Na Pb S04 ~Zn Fe Na PB £oK
seos I 9,7 0,32 1,9 0,06 22,8 0,60 39,0 0,03 2,3 8,0 seos II 9,4 0,20 2,1 0,06 22,8 0,46 39,6 0,03 2,1 7,8
Claims (3)
1. Menetelmä sellaisen raaka-aineen käsittelemiseksi/ joka sisältää sinkin, kuparin ja/tai kadmiumin oksidia ja ferriittiä, jolloin raaka-ainetta neutraaliliuotetaan rikkihappopitoisella liuoksella oksidin liuottamiseksi ilman että ferriittiä olennaisesti liukenee, erotetaan ferriittipitoinen jäännös, johon sekoitetaan rikkihappopitoista ja/tai ferrisulfaattipitoista liuosta ferriitin liuottamiseksi ja raudan saostamiseksi jaro-siittina alkali- tai ammoniumionien läsnäollessa atmosfäärisissä olosuhteissa ja 80-105°Cissa, ja erotetaan kiintofaasi liuoksesta, tunnet tu siitä, että ferriittipitoiseen jäännökseen lisätään niin paljon rikkihappo- ja/tai ferrisulfaattipitoista liuosta, että noin 50-60 % ferriitistä liukenee ja sen rauta saostuu jarosiittina ja että kiintofaasi kuivataan sekä kuumennetaan niin korkeaan lämpötilaan, että kiintofaasin sinkki muuttuu sinkkisulfaatiksi ja rauta hematiitiksi seuraavan reaktion mukaan: (8) 3ZnFe20^ + 2A/Fe^ (SO^) j (OH) g_/ 3ZnS0^gj + ^2^^4(s)+ 6Fe2°3(s) + 6H2°(g)' (A = Na' K) ja lopuksi näin käsitelty kiintofaasi lietetään veteen sulfaattien liuottamiseksi ja erottamiseksi hematiitista.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnnettu siitä, että kiintofaasia käsitellään 600-680°C:ssa.
3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnet-t u siitä, että ferriittipitoiseen jäännökseen sekoitetaan niin paljon rikkihappo- tai ferrisulfaattipitoista liuosta, että liuoksen rikkihappopitoisuus on tämän vaiheen lopussa noin 20-40 kg/m^.
Priority Applications (9)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI803098A FI65810C (fi) | 1980-09-30 | 1980-09-30 | Foerfarande foer behandling av raomaterial innehaollande oxid och ferrit av zink koppar och kadmium |
| DE19813137707 DE3137707A1 (de) | 1980-09-30 | 1981-09-22 | Verfahren zur verarbeitung zink-, kupfer- und kadmiumoxid- und ferrithaltigen rohmaterials |
| IN1069/CAL/81A IN155458B (fi) | 1980-09-30 | 1981-09-25 | |
| AU75709/81A AU530628B2 (en) | 1980-09-30 | 1981-09-28 | Treating raw material containing oxide and ferrite of zinc, copper and cadmium |
| CA000386851A CA1175664A (en) | 1980-09-30 | 1981-09-29 | Process for the treatment of a raw material which contains oxide and ferrite of zinc, copper and cadmium |
| ES505860A ES505860A0 (es) | 1980-09-30 | 1981-09-29 | Un procedimiento para el tratamiento de una materia prima que contiene oxido y ferrito de zinc,cobre y-o cadmio |
| US06/306,706 US4355005A (en) | 1980-09-30 | 1981-09-29 | Process for the treatment of a raw material which contains oxide and ferrite of zinc, copper and cadmium |
| MX18939481A MX157227A (es) | 1980-09-30 | 1981-09-29 | Metodo mejorado para tratar por lixiviacion un material que contiene oxido y ferrita de zinc cobre,cadmio,plomo,plata y oro |
| GB8129487A GB2084554B (en) | 1980-09-30 | 1981-09-30 | A process for the treatment of a raw material which contains oxide and ferrite of zinc copper and cadmium |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FI803098A FI65810C (fi) | 1980-09-30 | 1980-09-30 | Foerfarande foer behandling av raomaterial innehaollande oxid och ferrit av zink koppar och kadmium |
| FI803098 | 1980-09-30 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FI803098A FI803098A (fi) | 1982-03-31 |
| FI65810B FI65810B (fi) | 1984-03-30 |
| FI65810C true FI65810C (fi) | 1984-07-10 |
Family
ID=8513822
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FI803098A FI65810C (fi) | 1980-09-30 | 1980-09-30 | Foerfarande foer behandling av raomaterial innehaollande oxid och ferrit av zink koppar och kadmium |
Country Status (9)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4355005A (fi) |
| AU (1) | AU530628B2 (fi) |
| CA (1) | CA1175664A (fi) |
| DE (1) | DE3137707A1 (fi) |
| ES (1) | ES505860A0 (fi) |
| FI (1) | FI65810C (fi) |
| GB (1) | GB2084554B (fi) |
| IN (1) | IN155458B (fi) |
| MX (1) | MX157227A (fi) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1988003911A1 (en) * | 1986-11-26 | 1988-06-02 | Resource Technology Associates | Process for recovering metal values from jarosite solids |
| WO1988003912A1 (en) * | 1986-11-26 | 1988-06-02 | Resource Technology Associates | Process for recovering metal values from ferrite wastes |
| DE3935362A1 (de) * | 1989-10-24 | 1991-04-25 | Ruhr Zink Gmbh | Verfahren zur aufarbeitung von jarosit-haltigen rueckstaenden |
| US5401485A (en) * | 1994-03-15 | 1995-03-28 | Shell Oil Company | Reduction of residual chloride in iron oxides |
| CN112095014A (zh) * | 2020-09-27 | 2020-12-18 | 衡阳市大宇锌业有限公司 | 一种从铜镉渣中高效回收利用铜、镉的方法 |
| IT202100005630A1 (it) * | 2021-03-10 | 2022-09-10 | Ecotec Gestione Impianti S R L | Procedimento per il trattamento di residui dell’industria della produzione dello zinco e del piombo, con ottenimento di prodotti valorizzabili e materie prime secondarie, in accordo con le strategie dell’economia circolare |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA851656A (en) * | 1970-09-15 | Newmont Exploration Limited | Sulfation of refractory metal oxides | |
| US1834960A (en) * | 1930-04-25 | 1931-12-08 | Anaconda Copper Mining Co | Treating zinc concentrate and plant residue |
| NO130323L (fi) * | 1971-02-22 | |||
| ES407811A2 (es) * | 1972-10-20 | 1976-02-01 | Asturiana De Zinc Sa | Un procedimiento de recuperacion de zinc de las ferritas existentes en residuos. |
| FI50141C (fi) * | 1973-02-01 | 1975-12-10 | Outokumpu Oy | Menetelmä raudan valmistukseen soveltuvan raaka-aineen valmistamiseksi sinkin elektrolyyttisestä valmistuksesta peräisin olevasta sakasta. |
| FI50097C (fi) * | 1973-02-12 | 1980-10-24 | Outokumpu Oy | Hydrometallurgiskt foerfarande foer aotervinning av zink koppar och kadmium fraon deras ferriter |
| AR207671A1 (es) * | 1975-01-03 | 1976-10-22 | Prayon | Procedimiento para la obtencion de un pigmento basico de oxido de hierro en forma alfa-fe2o3 |
| FI773588A (fi) * | 1977-11-28 | 1979-05-29 | Outokumpu Oy | Hydrometallurgisk process foer behandling av oxider och ferriter innehaollande jaern och andra metaller |
-
1980
- 1980-09-30 FI FI803098A patent/FI65810C/fi not_active IP Right Cessation
-
1981
- 1981-09-22 DE DE19813137707 patent/DE3137707A1/de not_active Ceased
- 1981-09-25 IN IN1069/CAL/81A patent/IN155458B/en unknown
- 1981-09-28 AU AU75709/81A patent/AU530628B2/en not_active Ceased
- 1981-09-29 CA CA000386851A patent/CA1175664A/en not_active Expired
- 1981-09-29 ES ES505860A patent/ES505860A0/es active Granted
- 1981-09-29 MX MX18939481A patent/MX157227A/es unknown
- 1981-09-29 US US06/306,706 patent/US4355005A/en not_active Expired - Fee Related
- 1981-09-30 GB GB8129487A patent/GB2084554B/en not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US4355005A (en) | 1982-10-19 |
| GB2084554A (en) | 1982-04-15 |
| DE3137707A1 (de) | 1982-05-19 |
| IN155458B (fi) | 1985-02-02 |
| AU7570981A (en) | 1982-07-15 |
| MX157227A (es) | 1988-11-07 |
| AU530628B2 (en) | 1983-07-21 |
| ES8206649A1 (es) | 1982-08-16 |
| FI803098A (fi) | 1982-03-31 |
| FI65810B (fi) | 1984-03-30 |
| CA1175664A (en) | 1984-10-09 |
| GB2084554B (en) | 1984-08-08 |
| ES505860A0 (es) | 1982-08-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| FI88516C (fi) | Hydrometallurgiskt foerfarande foer behandling av zinksulfidhaltiga raoaemnen | |
| CA2560594C (en) | Recovery of metals from oxidised metalliferous materials | |
| US5405430A (en) | Recovery of precious metals from evaporite sediments | |
| US4619814A (en) | Process for the recovery of non-ferrous metals from sulphide ores and concentrates | |
| US3053651A (en) | Treatment of sulfide minerals | |
| FI71337B (fi) | Foerfarande foer selektiv utvinning av metallinnehaoll i polymetalliska sulfidmalmkoncentrat | |
| AU723800B2 (en) | Process for stabilization of arsenic | |
| FI65810C (fi) | Foerfarande foer behandling av raomaterial innehaollande oxid och ferrit av zink koppar och kadmium | |
| FI65805C (fi) | Foerfarande foer aotervinning av bly silver och guld ur jaernhaltigt avfall fraon en elektrolytisk zinkprocess | |
| FI69104C (fi) | Foerfarande foer aotervinning av zink och/eller ickejaernmetaller ur en jaernhaltig laesning eller ett fast material | |
| CA1217060A (en) | Metals recovery | |
| RU2627835C2 (ru) | Способ комплексной переработки пиритсодержащего сырья | |
| FI104739B (fi) | Menetelmä ei-rautametallien talteenottamiseksi sula- ja sulakalvosulfatoinnilla | |
| WO2020002697A1 (en) | Process for recovering non-ferrous metals from industrial mineral residues | |
| AU643185B2 (en) | A process of recovering non-ferrous metal values, especially nickel, cobalt, copper and zinc, by using melt and melt coating sulphation, from raw materials containing said metals | |
| FI56553C (fi) | Foerfarande foer utfaellning av ickejaernmetaller fraon en vattenhaltig sur mineralloesning | |
| US4670228A (en) | Process for the recovery of valuable metals, particularly rare earths and similar metals, from a carbonate-containing raw material | |
| FI65803C (fi) | Hydrometallurgiskt foerfarande foer behandling av raomaterial innehaollande oxid och ferrit av zink koppar och kadmium | |
| PL115669B1 (en) | Process for manufacturing non-ferrous metals and sulphur from sulfide ores containing iron and non-ferrous metals | |
| WO2016178073A2 (en) | Method for the treatment of iron-containing sludge, and associated equipment | |
| AU767802B2 (en) | Sulfatisation process for metal extraction from sulfide ores | |
| NL8303659A (nl) | Werkwijze voor het winnen van zink. | |
| SE435295C (sv) | Forfarande for atervinning av guld och uran ur jernoxidhaltiga brender | |
| US3494764A (en) | Process for recovery of copper | |
| JPS5864327A (ja) | 硫酸混加焙焼による亜鉛浸出滓中の有価金属回収法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM | Patent lapsed |
Owner name: OUTOKUMPU OY |