FI74046B

FI74046B - Tillvaratagande av zink ur zink innehaollande sulfidmaterial.

Info

Publication number: FI74046B
Application number: FI821301A
Authority: FI
Inventors: Donald Robert Weir; Gerald Lloyd Bolton; Ian Martin Masters
Original assignee: Sherritt Gordon Mines Ltd
Priority date: 1981-05-22
Filing date: 1982-04-14
Publication date: 1987-08-31
Also published as: DE3279155D1; EP0065815A1; JPS57194223A; EP0065815B1; FI74046C; FI821301A0; ES8303538A1; NO160528B; ES511531A0; IN163273B; AU543614B2; JPH0242886B2; US4505744A; KR830010208A; NO160528C; AU8257982A; NO821178L; CA1166022A; ZA822888B

Description

74046

Sinkin talteenotto sinkkiä sisältävistä sulfidipitoisista aineista Tämä keksintö koskee sinkin talteenottoa sinkkiä 5 sisältävistä, sulfidipitoisista aineista, jotka sisältävät myös rautaa yhdessä lyijyn ja/tai hopean kanssa.

On tunnettua, että sinkki saadaan talteen sinkkiä sisältävistä, sulfidipitoisista aineista uuttamalla hapettavissa olosuhteissa korotetussa lämpötilassa rikki-10 hapon vesiliuoksella, jolloin saadaan liukenematon jäännös ja liuenneen sinkin sisältävä uuteliuos. Mahdollisesti tarvittavien puhdistusvaiheiden jälkeen puhdistettu uuteliuos elektrolysoidaan, jolloin saadaan alkuaine-sinkkiä. Useimmat sinkkiä sisältävät, sulfidipitoiset 15 aineet sisältävät tavallisesti myös rautaa, ja tiedetään myös, että raudan läsnäolo on toivottavaa, koska se auttaa sulfidipitoisen aineen hapettavaa uuttoa ja siten sinkin riittävää liukenemista. On tavallista, että uutto suoritetaan lievää stökiömetristä rikkihappoylimäärää 20 käyttäen sinkkipitoisen aineen sinkkimäärään nähden, esimerkiksi käyttäen rikkihapon ja sinkin moolisuhteena noin 1,1:1, so. noin 10 %:ista rikkihappoylimäärää.

Kuitenkin käytettäessä mainitun suuruista stökiömetristä happoylimäärää myös osa raudasta liukenee ja on 25 siten läsnä uuteliuoksessa. Koska sen jälkeen tuleva sink-kielektrolyysivaihe edellyttää, että sinkkiä sisältävä, elektrolysoitava liuos on suurin piirtein vapaa raudasta, on välttämätöntä poistaa rauta puhdistusvaihetta käyttäen, vaikkakin uutto voidaan suorittaa siten, että hyvin pieni 30 määrä rautaa liukenee.

Sinkkiä sisältävä, sulfidipitoinen aine voi raudan lisäksi sisältää myös lyijyä ja/tai hopeaa, ja joissakin tapauksissa lyijy- ja/tai hopeapitoisuus voi olla riittävän korkea, jotta toisen tai molempien näiden metallien 35 talteenotto tulee taloudellisesti toivottavaksi. Edellä 2 74046 kuvatun kaltaisissa sinkin talteenottomenetelmissä suurin piirtein kaikki lyijy ja/tai hopea jää uuttojäännök-seen, samoin kuin suurin osa raudasta. Raudan esiintyminen jäännöksessä tekee myöhemmän lyijyn ja/tai hopean 5 talteenoton siitä vaikeammaksi.

Esillä oleva keksintö perustuu siihen yllättävään havaintoon, että lyijy on mahdollista helposti ottaa talteen sellaisesta sinkkiä sisältävästä sulfidipitoisesta aineesta, joka sisältää myös rautaa ja lyijyä, 10 käyttämällä prosessia, johon sisältyy paineuuttovaihe, joka suoritetaan muuten samanlaisissa olosuhteissa kuin hakijan US-patenttijulkaisussa 3 867 268 esitetty paine-uutto, mutta käyttämällä uuttoliuoksena rikkihapon vesiliuosta, joka sisältää noin 40-100 %:isen stökiometri-15 sen ylimäärän rikkihappoa aineen sinkkipitoisuuteen näh den .

US-patenttijulkaisussa 3 867 268 ei mitenkään käsitellä lyijyn talteenottoa sinkkiä sisältävästä sulfidipitoisesta aineesta eikä tähän talteenottoon liitty-20 viä ongelmia. Sitävastoin ko. julkaisussa esitetään, että sinkin talteenotossa (ks. palsta 4, rivit 30-39) stökiometrisen happoylimäärän suhde sinkkiin ei saisi olla suurempi kuin 1,2:1, ts. hapon stökiometrinen ylimäärä ei saisi olla suurempi kuin 20 %, koska tätä suu-25 rempi ylimäärä johtaa siihen, että uuton lopussa uutto-liuokseen liuenneen raudan määrä sekä liuoksen sisältämän vapaan hapon määrä ovat epäsuotavan suuret.

Sitävastoin käyttämällä esillä olevan keksinnön mukaisia uutto-olosuhteita saadaan liukenematon jään-30 nös, joka sisältää alkuainerikkiä ja suurimman osan lyijystä, sekä uuteliuos, joka sisältää suurimman osan sinkistä ja raudasta. Jäännös on oleellisesti raudaton-ta ja alkuainerikki voidaan helposti erottaa lyijy-pitoisesta jäännöksestä fysikaalisella erotuksella, 35 esimerkiksi vaahdottamalla, seulomalla tai dekantoimal-la. Jäljelle jäävä lyijypitoinen jäännös otetaan tal- i 3 74046 teen jatkokäsittelyä varten. Tätä jäännöstä voidaan käsitellä esimerkiksi lyijysulatossa.

US-patenttijulkaisussa 4 004 991 esitetään samankaltainen menetelmä kuin US-patenttijulkaisussa 3 867 268. 5 US-patenttijulkaisussa 4 063 933 esitetään ri kasteen uutto, jolloin uuttolämpötila on alempi kuin rikin sulamispiste/ ja jotta lyijy saataisiin talteen liukenemattomasta jäännöksestä jäännöstä on uutettava ensin kalkilla ja sen jälkeen kalsiumkloridilla ja fer-10 rikloridilla. Tämä on hyvin monimutkainen menetelmä.

Keksinnön mukaiselle menetelmälle sinkin tal-teenottamiseksi sinkkiä sisältävästä, sulfidipitoisesta aineesta, joka sisältää myös rautaa sekä lyijyä tai hopeaa tai molempia, on tunnusomaista, että se käsit-15 tää aineen uuttamisen hapettavissa olosuhteissa noin 130-170°C:n lämpötilassa rikkihapon vesiliuoksella, joka sisältää noin 40-100 %:isen stökiometrisen ylimäärän rikkihappoa aineen sinkkipitoisuuteen nähden, jolloin muodostuu liukenematon jäännös, joka sisältää 20 alkuainerikkiä ja suurimman osan lyijystä, ja uute-liuos, joka sisältää suurimman osan sinkistä ja raudasta; rikkiä ja lyijyä sisältävän jäännöksen erottamisen sinkkiä ja rautaa sisältävästä uuteliuoksesta? alkuainerikin fysikaalisen erottamisen jäljelle jää-25 västä lyijyä sisältävästä jäännöksestä; jäljelle jäävän lyijyä sisältävän jäännöksen talteenottamisen; ja sinkkiä ja rautaa sisältävän uuteliuoksen käsittelemisen sinkin talteenottamiseksi johtamalla liuos toiseen prosessiin, jossa sinkkiä sisältävää ainetta 30 käsitellään sinkin talteenottamiseksi, ja johon kuuluu raudan saostusvaihe.

On havaittu, että keksinnön mukaisesta käytettävä happoylimäärä johtaa merkittävän rautamäärän samoin kuin sinkin liukenemiseen kuitenkin ilman merkittävää ! 35 lyijyn ja/tai hopean liukenemista. Siten keksinnön mu kaisella tavalla tuotettu uuttojäännös on suhteellisen 4 74046 raudatonta,joten lyijy- ja/tai hopeäpitoisuus on paljon aikaisempaa korkeampi ja lyijyn ja/tai hopean talteenotto uuttojännöksestä helpompaa»

Raudan saostusvaihe voi olla toisen sinkin tal-5 teenottoprosessin uuttovaiheena, jossa prosessissa sinkkioksidia sisältävää ainetta uutetaan rikkihapon vesiliuoksella sellaisissa olosuhteissa, että rauta saostuu ja joutuu uuttojäännökseen. Sinkkioksidia sisältävä aine voi olla esimerkiksi pöly, joka saadaan 10 lyijykuilu-uunin kuonasta, tai pasutustuote, joka saadaan pasuttamalla sinkkiä sisältävää, sulfidipitoista ainetta. Sellainen aine sisältää usein arseenia ja/tai antimonia, jotka pyrkivät liukenemaan uutteeseen, ja paitsi että liuennut rauta saostuu, se aiheut-15 taa myös liuenneen arseenin ja/tai antimonin saostumi-sen. Lisäetuna on, että sinkkioksidia sisältävä aine neutraloi uuteliuoksessa olevan ylimääräisen hapon.

Vaihtoehtoisesti raudan soastuvaihe voi olla toisen sinkin talteenottoprosessin uuttovaiheena, jossa 20 prosessissa sinkki otetaan talteen sinkkiä sisältävästä, sulfidipitoisesta aineesta, joka sisältää myös rautaa, uuttamalla rikkihapon vesiliuoksella, jossa rikkihappoa on noin 10 %:inen stökiometrinen ylimäärä aineen sink-kipitoisuuteen nähden. Pääosa liuenneesta raudasta 25 saostuu ja joutuu uuttojäännökseen. Tämä vaihtoehto on käyttökelpoinen, jos esimerkiksi uusi sinkkiä sisältävä, sulfidipitoinen aine sisältää vähäisiä määriä lyijyä ja/tai hopeaa, joiden talteenottoa ei taloudellisista syistä haluta.

30 Toisessa vaihtoehdossa raudan saostusvaihe voi olla puhdistusvaiheena sinkin talteenottoprosessissa, jossa uusi sinkkiä sisältävä, sulfidipitoinen aine, joka sisältää myös rautaa, pasutetaan ensin sinkkioksidia sisältäväksi aineeksi, jota sitten uutetaan rik-35 kihapon vesiliuoksella. Keksinnön mukaisesti uuteliuos, joka sisältää liuenneen raudan, johdetaan sitten jaro- 5 74046 siitin tai geötiitin saostusvaiheeseen, joissa kummassakin prosessissa suurin osa liuenneesta raudasta saostuu .

Seuraavaksi kuvataan keksinnön soveltamista esi-5 merkin avulla varustettuna viittein liitteinä oleviin piirroksiin, joista kuvio 1 on kaaviokuva suurta happoylimäärää käyttävästä uuttoprosessista, jota käytetään yhdistettynä prosessiin sinkin talteenottamiseksi sinkkioksi-10 dia sisältävästä aineesta, kuvio 2 on samankaltainen kuva, joka esittää kuvan 1 mukaista, suurta happoylimäärää käyttävää uut-toprosessia, jota käytetään yhdistettynä toiseen prosessiin sinkin talteenottamiseksi sinkkiä sisältäväs-15 tä, sulfidipitoisesta aineesta, kuvio 3 on samankaltainen kuva, joka esittää kuvion 1 mukaista, suurta happoylimäärää käyttävää uuttoprosessia, jota käytetään yhdistettynä toisen sinkin talteenottoprosessin jarosiitin saostusvaihee-20 seen; ja kuvio 4 on samankaltainen kuva, joka esittää kuvan 1 mukaista suurta happoylimäärää käyttävää uuttoprosessia, jota käytetään yhdistettynä toisen sinkin talteenottoprosessin geötiitin saostusvaiheeseen.

25 Viitaten ensiksi kuvioon 1 keksinnön erään sovellutuksen mukaista prosessia käytetään sinkin, lyijyn ja hopean saamiseksi talteen sinkkiä sisältävästä sulfidikonsentraatista, joka sisältää noin 50-55 % sinkkiä, noin 5-10 % rautaa, noin 30-35 % rikkiä, 30 noin 0,5-5 % lyijyä ja noin 0,001-0,1 % hopeaa.

Sinkkikonsentraatti sekoitetaan veteen, joka on peräisin myöhemmästä erotusvaiheesta kuten pian kerrotaanpa johdetaan jauhatusvaiheeseen 12, jossa aine jauhetaan hienojakoiseksi, esimerkiksi yli 90 %:isesti 35 alle 0,043 mm. Saatu liete johdetaan sitten selkeytys-säiliöön 14, jonka ylivuoto kierrätetään jauhatusvai- 6 74046 heeseen 12 johdettavaan sinkkikonsehtraattiin, ja tiivistynyt pohjaliete johdetaan paineuuttovaiheeseen 16, jossa käytetään suurta happoylimäärää, tiivistyneen lietteen sisältäessä noin 50-70 % kiinteätä ainetta.

5 Suurta happoylimäärää käyttävässä paineuuttovai- heessa 16 liete sekoitetaan rikkihapon vesiliuokseen, joka on peräisin jäljempänä käsiteltävästä sinkin elektrolyysia iheesta, siten, että rikkihappoa on 40-100 %:inen, edullisesti 50-60 %:inen stökiometrinen 10 ylimäärä sinkkikonsentraatin sinkkipitoisuuteen nähden. Uuttovaihe 16 suoritetaan hapen osapaineen ollessa noin 400-1000 kPa ja lämpötilan ollessa noin 140-155°C.

Uuttovaihe kestää niin kauan, että yli 97 % sinkistä ja yli 95 % raudasta on liuennut. Liukenematon 15 jäännös sisältää sen jälkeen vähän rautaa ja suunnilleen kaiken alkuperäisessä sinkkikonsentraatissa olleen lyijyn ja hopean.

Uuttoliete johdetaan selkeytyssäiliöön 18, josta ylivuotouuteliuos johdetaan toiseen sinkin talteenotto-20 prosessiin, jota selostetaan kohta. Pohjalle laskeutuva liete, uuttojäännös, sisältää alkuainerikkiä, reagoimattomia sulfideja sekä lyijyä ja/tai hopeaa sisältävän jäännöksen. Alkuainerikki ja reagoimattomat sul-fidit erotetaan lyijyä ja/tai hopeaa sisältävästä jään-25 nöksestä erotusvaiheessa 20, joka voi esimerkiksi käsittää vaahdostuksen, seulonnan tai dekantoinnin. Erotetut alkuainerikki ja reagoimattomat sulfidit suodatetaan kuumana, jolloin saadaan toisaalta puhdasta alkuainerikkiä sekä toisaalta metallisulfideja ja alkuai-30 nerikkiä sisältävä suodatuskakku. Suodatuskakku palau tetaan uuttovaiheeseen 16. Lyijy- ja hopeapitoinen jäännös, joka sisältää yli 25 % lyijyä, 0,1-1 % hopeaa ja alle 4 % rautaa, käsitellään lyijysulatossa tunnetulla tavalla lyijyn ja hopean merkittävien määrien saami-35 seksi talteen.

7 74046

Selkeytyssäiliön 18 ylivuotoliuos on hapan sul-faattipitoinen uuteliuos, joka sisältää noin 100-130 g/1 sinkkiä, noin 10-15 g/1 rautaa (josta noin 5-10 % on pelkistetyssä muodossa, loput hapettuneessa muodossa) 5 ja noin 30-70 g/1 I^SO^ja. Lyijyä ja hopeaa ei liuke ne uuttovaiheessa 16 juuri lainkaan.

Toisessa sinkin talteenottoprosessissa sinkki-oksidia sisältävää ainetta, joka saadaan pölynä lyi-jykuilu-uunin kuonasta, ja joka sisältää arseenia ja 10 antimonia, käsitellään sinkin talteensaamiseksi. Pöly voi sisältää noin 60-70 % sinkkiä, noin 5-15 % lyijyä, noin 0,1-0,3 % arseenia ja noin 0,1-0,3 % antimonia.

Pöly johdetaan jauhatusvaiheeseen 22, jossa aine jauhetaan hienojakoiseksi, esimerkiksi vähintään 40 %:ises-15 ti alle 0,043 mm.

Jauhettua pölyä uutetaan rikkihapon vesiliuoksella uuttovaiheessa 24 rikkihapon vesiliuoksen ollessa seos, joka sisältää noin 150-180 g/1 I^SO^ia, ja joka on peräisin sinkin elektrolyysivaiheesta, jota 20 selostetaan myöhemmin. Uuttovaihe suoritetaan noin

90°C:n lämpötilassa, ja sitä jatketaan, kunnes pH kohoaa suunnilleen l:een, so. kunnes rikkihappopitoisuus laskee noin 20 g/1saan. Sitten lisätään hapan liuos edellä kuvatun prosessin selkeytyssäiliöstä sekä li-25 sää pölyä, ja uuttovaihetta 24 jatketaan, kunnes pH

on noussut noin 4 sään. Tällä tavalla huomattava määrä sinkistä liukenee, ja edellä kuvatusta prosessista peräisin olevan happoliuoksen sisältämä rauta saostaa suunnilleen kaiken sen arseenin ja antimonin, joka 30 aluksi liukenee uuttoliuokseen, suunnilleen kaiken raudan saostuessa oksidina.

Uuttoliete johdetaan selkeytyssäiliöön 26, jossa pohjalle laskeutuu lyijyä ja rautaa sisältävä jäännös, joka soveltuu lyijysulatossa käsiteltäväksi. Yli-35 vuotoliuos on suunnilleen raudaton, hapan sinkkisul- faattiliuos, joka puhdistetaan puhdistusvaiheessa 28 8 74046 ja johdetaan elektrolyysivaiheeseen 30, johon johdettaessa liuos sisältää noin 140-160 g/1 sinkkiä. Sähköisen pelkistyksen jälkeen käytetty liuos sisältää noin 40-60 g/1 sinkkiä ja noin 150-180 g/1 H^SO^ja, ja se 5 kierrätetään osaksi suurta happoylimäärää käyttävään paineuuttovaiheeseen 16 ja osaksi pölyn uuttovaiheeseen 24 suhteessa, joka riippuu uutettavan konsentraatti-ja pölymäärän suhteesta vastaavissa uuttovaiheissa 16 ja 24.

10 Tällä tavalla lyijy ja hopea voidaan saada hel pommin talteen sinkkiokonsentraatista, ja kuitenkin saavutetaan korkea sinkin talteenottoaste, ja käyttämällä hyväksi suurella happoylimäärällä tehdyn uuton uuteliuosta sinkki voidaan ottaa talteen sinkkikon-15 sentraatista ja pölystä yhteistä elektrolyysivaihetta käyttäen.

Viitaten nyt kuvaan 2 samanlaista sinkkikonsen-traattia kuin edellisessä sovellutuksessa, so. konsen-traattia, jonka lyijy- ja hopeapitoisuus on riittävän 20 korkea, jotta näiden metallien talteenotto käy taloudellisesti toivottavaksi, käsitellään suurta happoylimäärää käyttävässä uuttoprosessissa samalla tavalla kuin kuviossa 1. Tässä sovellutuksessa kuitenkin rautapitoista, hapanta uuteliuosta selkeytyssäiliöstä 18 käytetään 25 hyväksi sinkin talteenottoprosessin uuttovaiheessa sinkin saamiseksi talteen sinkkikonsentraatista, joka sisältää merkityksettömiä määriä lyijyä ja hopeaa. Tavallisesti sellainen sinkkikonsentraatti voi sisältää noin 50-55 % sinkkiä, noin 5-10 % rautaa, noin 0,05 % lyi-3 0 jyä janoin 0-0,001 % hopeaa.

Sinkkikonsentraatti, jolla on alhainen lyijyjä hopeapitoisuus, sekoitetaan myöhemmästä selkeytys-vaiheesta peräisin olevaan veteen ja jauhetaan hienojakoiseksi jauhatusvaiheessa 32, joka on samanlainen 35 kuin jauhatusvaihe 12. Muodostunut liete johdetaan sitten selkeytyssäiliöön 34, jonka ylivuotoliuos kier- i 9 74046 rätetään takaisin jauhatusvaiheeseen 32. Pohjaliete, joka sisältää noin 50-70 % kiihteätä ainetta, johdetaan uuttovaiheeseen 36, jossa rikkihapon vesiliuos tehdään sellaiseksi, että saavutetaan tavanomainen 10 %:inen 5 stökiometrinen ylimäärä rikkihappoa sinkkipitoisuu- teen nähden. Happoliuoksena on rautapitoinen liuos selkeytyssäiliöstä 18 yhdistettynä osaan myöhemmästä sinkin elektrolyysivaiheesta peräisin olevaa happoliuos-ta. Uutto suoritetaan hapen osapaineen ollessa noin 10 400-1000 kPa noin 140-155°C:n lämpötilassa, jotta saa daan uutettua pois suurin osa lyijy- ja hopeapitoisuu-deltaan alhaisen sinkkikonsentraatin sisältämästä sinkistä.

Pienestä happoylimäärästä johtuen suurin osa 15 selkeytyssäiliöstä 18 peräisin olevan happoliuoksen sisältämästä raudasta saostuu rautaoksidina, ja suurin osa siitä raudasta, joka on uuttovaiheessa liuennut lyijy- ja hopeapitoisuudeltaan alhaisesta sinkki-konsentraatista, saostuu vastaavasti. Uuttoliete joh-20 detaan sitten selkeytyssäiliöön 38, josta saatava rautaa sisältävä jäännös käsitellään halutulla tavalla. Ylivuotoliuos, joka sisältää noin 140-160 g/1 sinkkiä, noin 0,5-5 g/1 rautaa ja noin 1-20 g/1 rikkihappoa, johdetaan puhdistusvaiheeseen 40, jossa rauta poiste-25 taan, ja mahdollisesti tarvittavaan toiseen puhdistusvaiheeseen, ja sen jälkeen sinkin elektrolyysivai-heeseen 42. Elektrolyysivaiheesta 42 saatava käytetty liuos sisältää noin 40-60 g/1 sinkkiä ja noin 150-180 g/1 H^SO^ia, ja se kierrätetään osaksi suurella 30 happoylimäärällä tehtävään uuttovaiheeseen 16 ja osaksi tavalliseen happouuttovaiheeseen 36.

Tällä tavalla sinkki saadaan tehokkaasti talteen kunnastakin sinkkikonsentraatista, ja lyijyn ja hopean talteenotto ensimmäisestä sinkkikonsentraatista, 35 jonka lyijy- ja sinkkipitoisuus on suhteellisen korkea, helpottuu.

10 74046

Viitaten nyt kuvioon 3 samankaltaista sinkkikon-sentraattia kuin kuvion 1 mukaisessa sovellutuksessa, so. konsentraattia, jossa on korkea lyijy- ja hopeapi-toisuus, käsitellään suurta happoylimäärää käyttävässä 5 uuttoprosessissa samalla tavalla kuin kuviossa 1. Tässä sovellutuksessa kuitenkin rautapitoinen uuteliuos sel-keytyssäiliöstä 18 käytetään hyväksi pasutus-uutto-pro-sessin jarosiitin saostusvaiheessa käsiteltäessä sink-kikonsentraattia, jonka lyijy- ja hopeapitoisuus on 10 alhainen.

Lyijy- ja hopeapitoisuudeltaan alhainen konsen-traatti pasutetaan ensin pasutusvaiheessa 44 lämpötilan ollessa 900-950°C sinkkisulfidin muuttamiseksi oksidiksi; samalla syntyy jonkin verran sinkkiferriittejä.

15 Muodostunut pasutustuote johdetaan sitten ensimmäiseen uuttovaiheeseen 46, jossa pasutustuotetta uutetaan rikkihapon vesiliuoksella lämpötilan ollessa noin 80-95°C sinkkioksidin liuottamiseksi suurin piirtein täydellisesti. Rikkihapon vesiliuos saadaan osaksi myöhemmästä 20 elektrolyysivaiheesta ja osaksi jarosiitin saostusvai-heesta, kuten jäljempänä yksityiskohtaisemmin selitetään, ja ensimmäistä uuttovaihetta 46 jatketaan, kunnes uuteliuoksen pH on noin 4,5-5,5, ja kunnes uuteliuos sisältää noin 140-180 g/1 sinkkiä ja vähemmän kuin noin 25 0,01 g/1 rautaa.

Uuteliuos erotetaan liukenemattomasta jäännöksestä selkeytyssäiliössä 48 ja puhdistetaan puhdistusvai-heessa 50 ennen johtamista elektrolyysivaiheeseen 52, jossa sinkki saadaan talteen. Käytetty liuos elektrolyy-30 sivaiheesta 52 kierrätetään osaksi suurella happoyli- määrällä tehtävään uuttoon 16, osaksi ensimmäiseen uuttovaiheeseen 46 ja osaksi toiseen uuttovaiheeseen 54, ja mainittu käytetty liuos sisältää noin 40-60 g/1 sinkkiä ja noin 150-180 g/1 rikkihappoa.

35 Selkeytyssäiliöstä 48 saatava jäännös johdetaan toiseen uuttovaiheeseen 54, jossa jäännöstä uutetaan 11 74046 voimakkaalla rikkihappoliuoksella, joka sisältää noin 150-180 g/1 rikkihappoa, lämpötilan ollessa noin 95°C sinkkiferriittien sisältämän sinkin ja raudan liuottamiseksi. Toiseen uuttovaiheeseen 54 tulee happoa elek-5 trolyysivaiheesta 52 sekä myös uutta happoa. Toista uuttovaihetta 54 jatketaan, kunnes syntyy uuttoliete, joka sisältää liuoksessaan noin 90-110 g/1 sinkkiä ja noin 10-20 g/1 kolmiarvoista rautaa rikkihappokonsen-traation ollessa noin 20-40 g /1.

10 Uuttoliete johdetaan sitten jarosiitin saostus- vaiheeseen 56, johon lisätään pasutustuotetta ja hyvin rautapitoista liuosta selkeytyssäiliöstä 18 sekä nat-riumioneja; tämä vaihe suoritetaan noin 80-90°C:n lämpötilassa pH:n ollessa noin 1,5. Suurin osa liuoksen 15 sisältämästä raudasta saostuu natriumjarosiittina, ja liete johdetaan selkeytyssäiliöön 58, jossa jarosiit-ti ja muu jäännös erotetaan jäljelle jäävästä liuoksesta. Jarosiitti ja muu jäännös käsitellään halutulla tavalla, ja saatu liuos kierrätetään uuttoon 46. Saa-20 tu liuos sisältää noin 150-170 g/1 sinkkiä, noin 0,5-1 g/1 rautaa ja noin 3-5 g/1 rikkihappoa.

Tällä tavalla sinkki saadaan tehokkaasti talteen sekä paljon että vähän lyijyä ja hopeaa sisältävistä sinkkikonsentraateista, ja lyijyn ja hopean talteenotto 25 sinkkikonsentraatista, jonka lyijy- ja hopeapitoisuus on korkea, helpottuu.

Kuvio 4 esittää toista sovellutusta, jossa käsitellään samankaltaista sinkkikonsentraattia kuin kuvion 1 mukaisessa sovellutuksessa, so. konsentraat-30 tia, jonka lyijy- ja hopeapitoisuus on korkea, suurta happoylimäärää käyttävässä uuttoprosessissa samalla tavalla kuin kuviossa 1. Tässä sovellutuksessa rautapitoinen uuteliuos selkeytyssäiliöstä 18 käytetään hyväksi pasutus-uutto-prosessin geotiitin saostusvai-35 heeessa käsiteltäessä sinkkikonsentraattia, jonka lyijy- ja hopeapitoisuus on alhainen.

12 74046

Lyijy- ja hopeapitoisuudeltaan alhainen kon-sentraatti pasutetaan ensin pasutusvaiheessa 60 lämpötilan ollessa noin 900-950°C sinkkisulfidin muuttamiseksi oksidiksi; samalla syntyy jonkin verran sinkki-5 ferriittejä. Muodostunut pasutustuote johdetaan sit ten ensimmäiseen uuttovaiheeseen 62, jossa sitä uutetaan rikkihapon vesiliuoksella lämpötilan ollessa noin 80-95°C sinkkioksidin liuottamiseksi suurin piirtein täydellisesti. Rikkihapon vesiliuos saadaan osaksi myö-10 hemmästä elektrolyysivaiheesta ja osaksi geotiitin saostusvaiheesta, kuten jäljempänä yksityiskohtaisemmin selitetään, ja ensimmäistä uuttovaihetta 62 jatketaan, kunnes uuteliuoksen pH on noin 4,5-5,5, ja kunnes se sisältää noin 140-180 g/1 sinkkiä ja vähemmän 15 kuin noin 0,01 g/1 rautaa.

Uuteliuos erotetaan liukenemattomasta jäännöksestä selkeytyssäiliössä 64 ja puhdistetaan puhdis-tusvaiheessa 66 ennen johtamista elektrolyysivaihee-seen 68, jossa sinkki saadaan talteen. Käytetty liuos 20 elektrolyysivaiheesta 68 kierrätetään osaksi suurella happoylimäärällä tehtävään uuttoon 16, osaksi ensimmäiseen uuttovaiheeseen 62 ja osaksi toiseen uuttovaiheeseen 70, ja mainittu käytetty liuos sisältää 40-60 g/1 sinkkiä ja noin 150-180 g/1 rikkihappoa.

25 Selkeytyssäiliöstä 64 saatava jäännös johdetaan toiseen uuttovaiheeseen 70, jossa jäännöstä uutetaan voimakkaalla rikkihappoliuoksella, joka sisältää noin 150-180 g/1 rikkihappoa, lämpötilan ollessa noin 95°C sinkkiferriittien sisältämän sinkin ja raudan liuotta-30 miseksi. Toiseen uuttovaiheeseen 70 tulee happoa elektrolyysivaiheesta 68 sekä myös uutta happoa. Toista uuttovaihetta jatketaan, kunnes saadaan uuteliuos, joka sisältää noin 90-110 g/1 rautaa ja noin 10-20 g/1 kolmiarvoista rautaa rikkihappokonsentraation ollessa 35 noin 20-40 g/1. Uuteliuos erotetaan liukenemattomasta jäännöksestä selkeytyssäiliössä 72, ja jäännös käsitellään halutulla tavalla.

I; 13 74046

Uuteliuos johdetaan sitten pelkistysvaiheeseen 74, johon lisätään sinkkikonsentraattia sekä hyvin rautapitoista liuosta selkeytyssäiliöstä 18; tämä vaihe suoritetaan noin 80-100°C:n lämpötilassa pH:n ol-5 lessa noin 0,5-1 rauta(III):n pelkistämiseksi rauta(II): ksi. Reagoimaton sinkkikonsentraatti erotetaan saadusta liuoksesta selkeytyssäiliössä 76, ja erotettu sinkkikonsentraatti palautetaan takaisin pasutusvaiheeseen 60.

10 Pelkistetty liuos johdetaan sitten neutraloin- tivaiheeseen 78, johon lisätään pasutustuotetta pH:n nostamiseksi noin 1,5 seen. Reagoimaton pasutustuote erotetaan neutraloidusta liuoksesta selkeytyssäiliöstä 80 ja palautetaan takaisin toiseen uuttovaiheeseen 15 70. Neutraloitu liuos johdetaan hapetusvaiheeseen 82, johon lisätään ilmaa ja uudelleen pasutustuotetta geotiitin saostamiseksi; tämä vaihe suoritetaan noin 50-100°C:n lämpötilassa ja pHsn ollessa noin 1,7-3.

Saostunut geotiitti erotetaan liuoksesta sel-20 keytyssäiliössä 84, ja jäljelle jäävä liuos kierrätetään ensimmäiseen uuttovaiheeseen 62. Saatu liuos sisältää noin 130-150 g/1 sinkkiä, 1-3 g/1 rautaa ja noin 1-5 g/1 rikkihappoa.

Sinkki saadaan taas tehokkaasti talteen sekä pal-25 jon että vähän lyijyä ja hopeaa sisältävistä sinkki- konsentraateista, ja lyijyn ja hopean talteenotto sink-kikonsentraatista, jonka lyijy- ja hopeapitoisuus on korkea, helpottuu.

Seuraavaksi esitetään vertailevat tutkimukset 30 sinkkikonsentraatin tavallisesta happouutosta ja uutosta suurella happoylimäärällä.

Tutkimuksissa käytetty sinkkikonsentraatti sisälsi 55,2 % Zn, 9,44 % Fe, 31,8 % ST, 1,23 % Pb ja 28 g/tonni Ag (0,003 %). Konsentraatti jauhettiin 35 94 %:isesti pienemmäksi kuin 0,043 mm johdettiin ti taanilla vuorattuun, 3,8 l:n autoklaaviin yhdessä syn- 14 74046 teettisen korvike-elektrolyytin karissa, jota oli 2,5 1, ja joka sisälsi 50 g/1 Zn ja 150-1Ö0 g/1 I^SO^. Lisättiin pinta-aktiivista ainetta (lignosol BD) ja 3 g/1 rauta(III):a, jotta taattiin suuri hapetuksen 5 alkunopeus. Panos kuumennettiin 150°C:seen samalla sekoittaen; tällöin hapen suhteen vallitsi lievä ylipaine .

Hapen osapaine asetettiin 700 kPa:iin, ja olosuhteet säilytettiin 6 0 minuuttia. Tämän ajan kulut-10 tua autoklaavi jäähdytettiin nopeasti ympäristön lämpötilaan, ja reaktiotuotteet poistettiin siitä. Tuotteet huuhdotettiin 100 meshin seulan läpi mahdollisten rikki- ja sulfidipellettien erottamiseksi. Seulan läpäissyt liete suodatettiin, ja läpäissyt kiinteä aine 15 (jäännös) pestiin Imettämällä se uudelleen veteen ja suodattamalla uudelleen. Seulaan jääneet kiinteät aineet (rikki- ja sulfidipelletit) ja läpäisseet kiinteät aineet kuivattiin erikseen, punnittiin, ja niistä otettiin näytteet analyysiä varten. Suodatettu 20 liuos, mukaanlukien koko vesimäärä, yhdistettiin, mää ritettiin kokonaistilavuus, ja siitä otettiin näyte analyysiä varten.

Tutkimustulokset esitetään seuraavassa taulukossa .

15 74046 in oo o rH en - I -η ω «· - ·· ·> m ui -Ρ & ο ο <ν ι^-ιη σι Η -Ρ r-~ σ ο u Μ # m η οσ ττ (N m Q * »k *> *» h» h 3ÖC rH Γ0 (T\ 00 COCO Γ-* j cl m oo_g\_<T\ <T\_o> σ>_en_ oo ro *» * θ' σ σ

< -3- H

00

oo f—I

r-~ <ooo σ o m r-~ 00 (N cn - » - - Λ - --- *· <H o r» r~ 04 -«τ ro <n o ro ro G m S tn σιηοο^ΓΟΓ^Γ^σΗι-ινοΓ^ ui a σ - in - -in - νοοοιησιΗ Ä4E ω *· I—I >·^·οο ·» σ Q 3 [ζ m^cNrOrHOiHoornoro

G -P

a m :ίθ o οοιηΓ^ΓΗσοοοιηιησσιη ICO CJ -σ ·>νηοΓθ<ο^τοοιηΓ~σ

^3Λί N σ - O

_ iH i—li—I CO i—I rH rH CO Γ0 r-irOCN

, JS

# I -P 01 bi S3 o P ffl P oooooror-Hr-'Voinovocor'' •H :0 G 3 kkkkkkkkkkkk <Ö 0 <0 <ο(ΝοοοθΓΗσ>—iin*—ironjro

OiUiÄl-i rororocoincoi—iroro ro Ö Π r-~ r- r-' r-' r- r- f- r'- H ^ rji rf tJ· τ+ *3< *3· ^ £ rH »H rH ·—I r-I rH o—! rH t—I r—i [w h ^ ^ ^ ^ ^ % % *. v v H oooo oo oooo 0 n :<C +1 + 1 +l +1+1 * '9 ä $? fr £ 2u3 oooo+joopoooo i J4:mäj oooo a>oo m o o o o

ΙΪΌ E rH i—li—I i—I +J I—I i—I -p '—I i—li—I f—I OJ

34 + I + IUS+IU5+I + I U) h li o

3___fi_%_ S

(C 3 Λ h 2

ω 05 Γ' σ o o o o oo +J

rs(\J k k kk kk k 3

X SC in r^· vo ro cg ro vo G

5 —k -H rH ro ro in

H \ C

g ai

$ CO VO UI

g En r·' r'- «3< co vo ro ro φ ."} 6 o o ro co in ro rH ^ j i—I ,—I i—I i—I +3

h , :g S

rgin iin ίϊ° co ro o ro oo o c S >i 6 w i l -noo mvo o to i—I ··

(0 h ‘S S

'!i p h « m <n

S5 10 £< (N O O O O O O

iNH Se» 3 in m m oo m m 3 S O rH »H rH rH rH r-HrH rH £3

---4J

+* H g S lp :ro ro a) UI -P H rH k rr Qj C b ffl \ r-~ t" mvo ooro O <0 :<s σ oo oo voro 3 h o

h4 M S i—I rH rH rH ι—I rH CT\ JK

16 74046

On havaittavissa, että keksinnön mukaista 50-100 % happoylimäärää käyttäen raudan uuttuminen tapahtui noin 96-97 %:isesti, josta on seurauksena jäännösten pienempi paino verrattuna tavallisia tai alempia happopitoisuuksia 5 käyttäen saatuihin. Niinpä on havaittavissa, että 50-100 % happoylimäärällä jäännös (läpäisseet kiinteät aineet) sisälsi yli 27 % lyijyä, kun sen sijaan tavallisella tai alemmalla happopitoisuudella jäännös sisälsi alle 10 % lyijyä.

Keksinnön mukaisen happoylimäärän käyttäminen uutos-10 sa ei siten ainoastaan tee sinkin ja hopean talteenottoa sinkkikonsentraatista helpommaksi, samalla kun sinkkikin saadaan tehokkaasti talteen, vaan tarjoaa myös runsaasti rautaa sisältävän liuoksen, jota voidaan helposti käyttää hyväksi muissa prosesseissa, esimerkiksi muissa sinkin talteen-15 ottoprosesseissa.

Muut keksinnön sovellutukset ovat aivan selviä alan asiantuntijoille, joten keksinnön rajat määritetään liitteenä olevissa patenttivaatimuksissa.

i

Claims

74046 17
1. Menetelmä sinkin talteenottamiseksi sinkkiä sisältävästä, sulfidipitoisesta aineesta, joka sisäl- 5 tää myös rautaa sekä lyijyä ja/tai hopeaa, tunnet- t u siitä, että se käsittää aineen uuttamisen hapettavissa olosuhteissa noin 130-170°C:n lämpötilassa rikkihapon vesiliuoksella, joka sisältää noin 40-100 % sisen stökiometrisen ylimäärän rikkihappoa aineen sinkkipitoi-10 suuteen nähden, jolloin muodostuu liukenematon jäännös, joka sisältää alkuainerikkiä ja suurimman osan lyijystä, ja uuteliuos, joka sisältää suurimman osan sinkistä ja raudasta; rikkiä ja lyijyä sisältävän jäännöksen erottamisen sinkkiä ja rautaa sisältävästä uute-15 liuoksesta; alkuainerikin fysikaalisen erottamisen jäljelle jäävästä lyijyä sisältävästä jäännöksestä; jäljelle jäävän lyijyä sisältävän jäännöksen talteen-ottamisen; ja sinkkiä ja rautaa sisältävän uuteliuok-sen käsittelemisen sinkin talteenottamiseksi johta-20 maila liuos toiseen prosessiin, jossa sinkkiä sisältävää ainetta käsitellään sinkin talteenottamiseksi, ja johon kuuluu raudan saostusvaihe.
2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että stökiometrinen rikkihappo- 25 ylimäärä on noin 50-60 %.
3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aine sisältää noin 50- 55. sinkkiä, noin 30-35 % rikkiä, noin 5-10 % rautaa sekä noin 0,5-5 % lyijyä ja/tai noin 0,001-0,1 % hopeaa. 30 4. Patenttivaatimuksen 3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuteliuos sisältää noin 100-130 g/1 sinkkiä, noin 10-15 g/1 rautaa ja noin 30-70 g/1 H2S04:a.
5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, 35 tunnettu siitä, että sinkkiä ja rautaa sisältävä uuteliuos käsitellään johtamalla liuos toiseen uut- is 74046 tovaiheeseen, jossa sinkkioksidia sisältävää ainetta uutetaan mainitulla liuoksella sinkin liuottamiseksi sinkkioksidia sisältävästä aineesta ja merkittävän osan saostamiseksi liuenneesta raudasta, jolloin saa-5 daan toinen rautaa sisältävä jäännös sekä toinen uute- liuos, joka sisältää liuenneen sinkin ja jäännösraudan, toinen uuteliuos erotetaan toisesta jäännöksestä, ja sinkki otetaan talteen toisesta uuteliuoksesta.
6. Patenttivaatimuksen 5 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että sinkki otetaan talteen toisesta uuteliuoksesta elektrolysoimalla, jolloin saadaan käytetty liuos, joka kierrätetään osaksi sinkkiä sisältävän, sulfidipitoisen aineen uuttovaiheeseen ja osaksi sinkkioksidia sisältävän aineen uuttovaihee- 15 seen.
7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sinkkiä ja rautaa sisältävä uuteliuos käsitellään johtamalla se toiseen uuttovaiheeseen, jossa uutta, sinkkiä sisältävää, sulfidi- 20 pitoista ainetta uutetaan mainitulla liuoksella ha pettavissa olosuhteissa noin 130-170°C:n lämpötilassa sinkin liuottamiseksi uudesta, sinkkiä sisältävästä, sulfidipitoisesta aineesta ja merkittävän osan saostamiseksi liuenneesta raudasta, jolloin saadaan rau- 25 taa sisältävä kolmas jäännös ja kolmas uuteliuos, joka sisältää liuenneen sinkin ja jäännösraudan, kolmas jäännös erotetaan kolmannesta uuteliuoksesta, ja kolmas uuteliuos käsitellään sinkin talteenottamiseksi.
8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, 30 tunnettu siitä, että sinkki otetaan talteen kolmannesta uuteliuoksesta elektrolysoimalla, jolloin saadaan käytetty liuos, joka kierrätetään ainakin osaksi uuttovaiheeseen, jossa ensiksi mainittua sinkkiä sisältävää, sulfidipitoista ainetta uutetaan.
9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää toisen sinkkiä 19 7 4 0 4 6 ja rautaa sisältävän, sulfidipiitoisen aineen pasutta-misen, jolloin syntyy sinkkioksidia ja -ferriittiä sisältävää ainetta, sinkkioksidia ja -ferriittiä sisältävän aineen uuttamisen rikkihappoliuoksella sinkkiok-5 sidin liuottamiseksi, jolloin saadaan uuteliuos, joka sisältää liuenneen sinkin, ja sinkkiferriittiä sisältävä jäännös, jäännöksen erottamisen uuteliuoksesta, sinkin talteenoton uuteliuoksesta, sinkkiferriittiä sisältävän jäännöksen uuttamisen voimakkaalla rikki-10 hapon vesiliuoksella sinkin ja raudan liuottamiseksi, suurimman osan sinkistä ja raudasta sisältävän uute-liuoksen johtamisen uutelietteeseen yhdessä sinkkioksidia sisältävän aineen kanssa jarosiitin saostamisek-si, jarosiitin ja muun jäännöksen erottamisen saadus-15 ta liuoksesta ja saadun liuoksen kierrättämisen sinkki-oksidin uuttovaiheeseen.
10. Patenttivaatimuksen 9 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sinkki otetaan talteen uuteliuoksesta elektrolysoimalla, jolloin saadaan käytet-20 ty liuos, joka kierrätetään osaksi uuttovaiheeseen, jossa ensiksi mainittua, sinkkiä sisältävää, sulfidipitoista ainetta uutetaan, ja osaksi uuttovaiheisiin, joissa sinkkioksidia ja -ferriittiä sisältäviä aineita uutetaan rikkihapon vesiliuoksella.
11. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että se käsittää toisen sinkkiä ja rautaa sisältävän, sulfidipitoisen aineen pasutta-misen, jolloin saadaan sinkkioksidia ja -ferriittiä sisältävää ainetta, sinkkioksidia ja -ferriittiä si-30 sältävän aineen uuttamisen laimealla rikkihapon vesi-liuoksella sinkin liuottamiseksi, jolloin saadaan uuteliuos, joka sisältää liuenneen sinkin, sekä sinkki-ferriitin sisältävä jäännös, jäännöksen erottamisen uuteliuoksesta, sinkin talteenoton uuteliuoksesta, 35 sinkkiferriittiä sisältävän jäännöksen uuttamisen voimakkaalla rikkihapon vesiliuoksella sinkkiferriitin 20 7 4 0 4 6 liuottamiseksi, jolloin saadaan uutteliuos, joka sisältää liuenneen sinkin ja raudan, sekä liukenematon jäännös, uuteliuoksen erottamisen jäännöksestä, suurimman osan sinkistä ja raudasta sisältävän uuteliuoksen 5 johtamisen uuteliuokseen, yhdistetyn liuoksen sisältä män rauta(III):n pelkistämisen rauta (II) :ksi, rauta(II):a sisältävän liuoksen neutraloinnin ja hydrolyyysin hapettavissa olosuhteissa goetiitin saostamiseksi ja goe-tiitin erottamisen jäännösliuoksesta.
12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sinkki saadaan talteen uu-teliuoksesta elektrolysoimalla, jolloin saadaan käytetty liuos, joka kierrätetään osaksi uuttovaiheeseen, jossa ensiksi mainittua, sinkkiä sisältävää, sulfidi-15 pitoista ainetta uutetaan, ja osaksi uuttovaiheisiin, joissa sinkkioksidia ja -ferriittiä sisältävät aineet uutetaan rikkihapon vesiliuoksella.
13. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että sinkkiä sisältävä, sulfi-20 dipitoinen aine sisältää myös hopeaa ja liukenematon jäännös sisältää alkuainerikkiä ja suurimman osan lyijystä ja hopeasta, jolloin menetelmä käsittää vaiheet, joissa alkuainerikki erotetaan fysikaalisesti jäljelle jäävästä, lyijyä ja hopeaa sisältävästä jäännöksestä 25 ja jäljelle jäävä, lyijyä ja hopeaa sisältävä jäännös otetaan talteen. 2i 74 0 4 6