FI74303C - Foerfarande foer utvinning av zink ur zinksulfidmalmkoncentrat. - Google Patents

Description

1 74303

Menetelmä sinkin talteenottamiseksi sinkkisulfidimalmi-rikasteista.

Tämä keksintö koskee menetelmää sinkin talteen-5 ottamiseksi sinkkisulfidimalmirikasteista, joiden sinkki-pitoisuus on 44-55 paino-% ja rautapitoisuus on 8-15 paino- S.

On tunnettua ottaa sinkki talteen sinkkiä sisältävästä sulfidimateriaalista uuttamalla materiaalia hapetta-vissa olosuhteissa korotetussa lämpötilassa jäännöksen muodostamiseksi, joka sisältää alkuainerikkiä, ja uutto-liuoksen saamiseksi, joka sisältää liuennutta sinkkiä.

Sen jälkeen kun uuttoliuos on erotettu jäännöksestä ja kaikki tarpeelliset puhdistusvaiheet on suoritettu, uutto-^ liuos elektrolysoidaan alkuainesinkin tuottamiseksi.

Useimmat sinkkiä sisältävät sulfidimateriaalit sisältävät normaalisti myös rautaa ja on tunnettua, että raudan läsnäolo on toivottavaa, koska se auttaa sulfidimateriaalin hapetusuuttoa ja näin ollen auttaa aikaansaamaan riittä- 20 vän sinkin liukenemisen. Sinkin liukenemisen auttamiseksi edelleen on tavallista aloittaa uutto pienellä stökiomet- risellä ylimäärällä rikkihappoa suhteessa sinkin määrään sinkkiä sisältävässä materiaalissa, esimerkiksi noin 10%:n ylimäärällä rikkihappoa.

25 . .

Kuitenkin tällaisella stökiometnsellä ylimäärällä myös jonkin verran rautaa liukenee ja tämä on läsnä uutto-liuoksessa. Koska seuraava sinkin elektrolyysivaihe vaatii, että elektrolysoitava sinkkiä sisältävä liuos on oleellisesti raudaton, on ollut välttämätöntä poistaa 30 rauta puhdistusvaiheessa, vaikkakin uutto on saatettu suorittaa siten, että mahdollisimman pieni määrä rautaa liukenee.

Keksintö koskee menetelmää sinkin talteenottamiseksi sinkkisulfidimalmirikasteista, joiden sinkkipitoisuus 35 on 45-55 paino-% ja rautapitoisuus on 8-15 paino-%, jolloin rikastetta uutetaan paineistetuissa hapetusolosuhteissa lämpötilassa 130-170°C rikkihapon vesiliuoksella, joka 74303 alussa sisältää rikkihappoa stökiometrisesti ylimäärin rikasteen sinkkisisältöön nähden, jolloin saadaan uutto-liuos, joka sisältää liuennutta sinkkiä ja rautaa, ja alku-ainerikkiä sisältävä kiinteä jäännös; liuennut rauta saos-5 tetaan uuttoliuoksesta käsittelemällä sinkkioksidia sisältävällä materiaalilla, jolloin saadaan uuttoliuos, joka on oleellisesti vapaa raudasta; ja sinkki otetaan talteen elektrolyyttisesti uuttoliuoksesta. Menetelmälle on tunnusomaista, että sinkkioksidia sisältävä materiaali lisätään 10 uuttolietteeseen pitäen liete edelleen hapetusolosuhteissa ja lämpötilassa 130-170°C ja ennen uuttoliuoksen erottamista kiinteästä jäännöksestä, jolloin sinkkioksidia sisältävä materiaali nostaa lietteen pH:n arvoon 4,5-5,5 niin että liuennut rauta saostuu uuttoliuoksesta suoraan rikkiä sisäl-15 tävään kiinteään jäännökseen, jolloin saadaan uuttoliuos, joka on oleellisesti vapaa raudasta, ja rautaa ja rikkiä sisältävä jäännös, minkä jälkeen uuttoliuos, joka on oleellisesti vapaa raudasta, erotetaan rautaa ja rikkiä sisältävästä jäännöksestä ja uuttoliuosta käsitellään sinkin tal-20 teenottamiseksi.

Keksinnön mukaisessa menetelmässä uuttoliuosta ei tarvitse saattaa raudan lisäpoistovaiheeseen ennen elektrolyysiä, epäpuhtauksien saostuminen paranee ja uuttolietteen erotusominaisuudet paranevat myös.

25 Uuttovaihetta voidaan jatkaa, kunnes vähintään n. 95 paino-% sinkistä on liuennut sinkkisulfidimateriaalista ennen sinkkioksidia sisältävän materiaalin ruiskuttamista. Sinkkioksidia sisältävää materiaalia voidaan ruiskuttaa uuttolietteeseen sopivasti niin, että lietteen pH nousee 30 arvoon n. 5.

Sinkkioksidia sisältävä materiaali voi sopivasti sisältää n. 60-70 paino-% sinkkiä ja se voi koostua sinkki-oksidihöyrystä, joka on saatu lyijymasuunikuonasta.

Rikkihapon stökiometrinen ylimäärä uuttovaiheen alus-35 sa voi olla n. 30-100% ja edullisesti n. 40-60%.

74303 3

Rautaa sisältävä jäännös voi sisältää myös sinkki-oksidia sisältävää materiaalia ja jäännöstä voidaan uuttaa toisessa uuttovaiheessa rikkihapon vesiliuokseen lisäuutto-liuoksen muodostamiseksi, joka sisältää liuennutta sinkkiä 5 ja lisäjäännöksen, joka lisäjäännös erotetaan sitten lisä-uuttoliuoksesta. Toinen uuttovaihe voidaan suorittaa normaalipaineessa pH-alueella n. 2-3 ja lämpötila välillä n. 60-90°C. Lisäuuttoliuos voidaan kierrättää takaisin ensin mainittuun uutovaiheeseen.

10 Lisäjäännöstä voidaan käsitellä alkuainerikin ja rea goimatonta sinkkiä sisältävän materiaalin erottamiseksi siitä ja rautaa sisältävän lisäjäännöksen muodostamiseksi. Sinkkiä sisältävä sulfidimateriaali ja/tai sinkkioksidia sisältävä materiaali voi sisältää myös lyijyä ja/tai hopeaa, 15 jolloin rautaa sisältävä lisäjäännös sisältää myös lyijyä ja/tai hopeaa. Rautaa sisältävä lisäjäännös voidaan uuttaa rikkihapon vesiliuokseen raudan poistovaiheessa raudan liuottamiseksi ja jäännöksen muodostamiseksi, jossa lyijy ja/tai hopea on rikastunut.

20 Raudanpoisto voi käsittää ensimmäisen vaiheen, jossa saostettua rautaa ja lyijyä ja/tai hopeaa sisältävä jäännös uutetaan toisesta vaiheesta saanut uuttoliuokseen välijään-nöksen ja rautaa sisältävän liuoksen muodostamiseksi. Rautaa sisältävä liuos erotetaan välijäännöksestä ja välijään-25 nös uutetaan sitten toisessa vaiheessa rikkihapon vesiliuokseen, joka on vahvempi kuin ensimmäisen veiheen liuos, jolloin muodostuu uuttoliuos, joka palautetaan ensimmäiseen vaiheeseen, ja lyijyä ja/tai hopeaa sisältävä jäännös, jota käsitellään lyijyn ja/tai hopean talteenottamiseksi.

30 Seuraavassa kuvataan keksinnön mukaisen menetelmän erästä suoritusmuotoa viitaten liitteenä olevan kuvioon.

Mainitussa kuviossa esitettyä suoritusmuotoa käytetään sinkin talteenottamiseen sinkkiä sisältävästä sulfidi-rikasteesta, joka sisältää painosta n. 55% sinkkiä, n. 35% 35 rikkiä, n. 9% rautaa, n. 1% lyijyä, n. 1% mangaania, n. 0,5% kuparia, n. 200 ppm (miljoonasosaa) fluoridia, n. 300 ppm kloridia ja n. 25 ppm hopeaa.

74303

Sinkkirikaste jauhetaan jauhatusvaiheessa 12 pieneen hiukkaskokoon esimerkiksi vähintään n. 95% alle 325 Tyler mesh-koon (44 mikronia). Vettä lisätään jauhatusvaiheessa ja saatu jauhettu rikasteliete paksunnetaan paksun-5 timessa 14-70 paino-%:n kuiva-ainepintoisuuteen. Jopa n.

75% rikasteessa olevasta kloridista liuotetaan jauhatusvai-heen 12 aikana ja osa paksuntimen ylivirtauksesta valutetaan pois systeemistä kloridi-ionien poistamiseksi ja pääosa paksuntimen ylivirtauksesta palautetaan jauhatusvaiheeseen 12 10 lisäten täydennysvettä.

Rikasteliete kulkee sitten uuttovaiheeseen 16, jossa liete uutetaan autoklaavissa rikkihapon vesiliuokseen, joka on saatu sinkin elektrolyysivaiheesta ja erotusvaiheesta, johon viitataan myöhemmin siten, että alussa on stökiometri-15 sesti n. 50%:n ylimäärä rikkihappoa suhteessa sinkkirikas-teen sisältämään sinkkiin. Uuttovaihe 16 suoritetaan n.

700 kPa:n hapen osapaineessa n. 150°C:n lämpötilassa.

Uuttovaihetta 16 jatketaan, kunnes yli 97% sinkki-sulfidimateriaalissa olevasta sinkistä on liuennut ja myös 20 vastaavasti suuri määrä rautaa on liuennut. Tyypillisesti uuttovaihetta 16 voidaan jatkaa n. 60 minuuttia tähän tarkoitukseen. Tässä vaiheessa samalla, kun yhä ylläpidetään edelleen mainittuja paine- ja lämpöolosuhteita, lisätään jauhetun, sinkkioksidia sisältävän materiaalin liete, joka 25 on saatu lyijymasuunikuonasta ja joka sisältää painosta n. 65% sinkkiä ja n. 12% lyijyä ja n. 30 ppm hopeaa. Lisätty sinkkioksidihöyrymäärä on sellainen, että se nostaa pH:n arvoon n. 5 ja tyypillisesti tämä vaatii sinkin kokonais-syöttösuhteen sulfidimateriaalissa ja höyryssä olevan sin-30 kin välillä, joka on n. 2:1. Suhteellisen lyhyessä ajassa, esimerkiksi n. 10 minuutissa, suurin osa liuenneesta raudasta saostuu niin, että jäljelle jäävässä liuoksessa on alle n. 10 mg/1 rautaa. Tämä raudan saostus auttaa myös arseeni-, antinomi-, fluoridi- ja muiden epäpuhtauksien 35 saostuksessa, jotka ovat voineet liueta sinkkiä sisältävästä materiaalista uuttovaiheen aikana. Myös uuttolietteen erotusominaisuudet paranevat.

5 74303

Uuttoliete joutuu sitten nesteen ja kiintoaineiden erotusvaiheeseen 18, josta uuttoliuos kulkee puhdistusvai-heeseen 20, jossa uuttoliuos puhdistetaan tunnetulla tavalla, esimerkiksi lisäämällä sinkkipölyä epäpuhtauksien saos-5 tumisen aiheuttamiseksi ja puhdistettu uuttoliuos kulkee elektrolyysivaiheeseen 22, josta saadaan alkuainesinkkiä. Ottaen huomioon suuren rautamäärän, joka saostetaan lisäämällä sinkkioksidihöyryä, mitään lisäraudanpoistovaihetta ei tarvita ennen elektrolyysivaihetta. Elektrolyysivaihee-10 seen 22 johdettu uuttoliuos sisältää tyypillisesti n. 150 g/1 sinkkiä ja sen pH on n. 5 ja elektrolyysin jälkeen käytetty elektrolyyttiliuos sisältää tyypillisesti n. 50 g/1 sinkkiä ja n. 180 g/1 rikkihappoa. Käytetty liuos kierrätetään osittain uuttovaiheeseen 16, osittain toisen 15 uuttovaiheeseen, jota kuvataan jäljempänä ja pienempi osa kierrätetään puhdistusvaiheeseen 20. Osaa kierrätetystä liuoksesta käsitellään otsonilla mangaanin ja kloridin poistovaiheessa 24 liuenneen mangaanin ja kloridin poistamiseksi mangaanioksidina ja kloorikaasuna. Tämä vaihe on 20 kuvattu US-patenttijulkaisuissa 4 290 866 ja 4 379 037.

Erotusvaiheesta 18 saatu uuttojäännös sisältää huomattavan määrän liukenematonta sinkkiä sinkkioksidihöyrynä ja sitä käsitellään toisessa uuttovaiheessa 26 elektrolyy-sivaiheesta 22 saadulla käytetyllä liuoksella, joka toinen 25 uuttovaihe 26 suoritetaan normaalipaineessa ja n. 65°C:n lämpötilassa. Toinen uuttovaihe 26 voidaan suorittaa pH-arvolla 2-3 rikkihappoväkevyydellä n. 3 g/1 ja sinkin kokonaisuutto sinkkioksidihöyrystä voidaan nostaa tällä tavoin n. 97%:iin. Tämä toisen uuttovaiheen 26 pieni hap-30 potaso vähentää epäpuhtauksien, kuten raudan uudelleenliu-kenemisen määrää. Tyypillisesti toista uuttovaihetta 26 voidaan suorittaa n. 30 minuutin ajan.

Toisen uuttovaiheen 26 jälkeen saatu liete jatkaa nesteen ja kiinteän aineen erotusvaiheeseen 28, jossa 35 lisätään pesuvettä. Uuttoliuos, joka sisältää n. 150 g/1 sinkkiä ja uudelleenliuenneita epäpuhtauksia rauta mukaan- 6 74303 luettuna, kierrätetään paineuuttovaiheeseen 16. Pesty jäännös kulkee vaahdotusvaiheeseen 30 vaahdotusrikasteen tuottamiseksi, joka sisältää suurimman osan alkuainerikis-tä ja reagoimatonta sinkkiä sisältävästä materiaalista ja 5 rikastusperät, jotka sisältävät suurimman osan raudasta, lyijystä ja hopeasta. Vaahdotusrikastetta käsitellään rikin talteenottovaiheessa 32, jossa rikki sulatetaan ja erotetaan sulamattomasta jakeesta suodattamalla korkealaatuisen rikkituotteen ja jäljelle jäävän suotokakun muodos-10 tamiseksi joka sisältää reagoimatonta sinkkiä sisältävää materiaalia ja mukanakulkeutunutta alkuainerikkiä. Suo-tokakku voidaan haluttaessa kierrättää jauhatusvaiheeseen 12.

Vaahdotusjätteet sisältävät tyypillisesti n. 27% 15 rautaa, 18% levyjä ja 85 ppm hopeaa. Lyijy voi olla osittain läsnä lyijyjarosiittina ja osittain lyijysulfaattina. Jätteitä käsitellään kaksivaiheisessa vastavirtatoimisessa raudanpoistovaiheessa ensimmäisessä vaiheessa 34 ja toisessa vaiheessa 36. Ensimmäisessä vaiheessa 34 jätteet 20 uutetaan toisesta vaiheesta 36 saadulla liuoksella helpommin liukenevan rautaoksidin liuottamiseksi.

Saatu liete johdetaan sitten nesteen ja kiintoaineiden erotusvaiheeseen 38 ja saatu rautaa sisältävä liuos neutraloidaan kalkilla neutralointivaiheessa 40 jätteiden 25 tuottamiseksi, jotka voidaan häsittää halutulla tavalla. Erotusvaiheesta 38 saatu välijäännös jatkaa toiseen vaiheeseen 36, jossa väkevää rikkihappoa lisätään lyijyjaro-siitin hajottamiseksi. Saatu liete kulkee nesteen ja kiintoaineiden erotusvaiheeseen 42, johon lisätään pesu-30 vettä ja siitä saatu lyijy- ja hopearikasteinen jäännös on sopiva käsiteltäväksi lyijysulattimessa.. Tällä tavoin oleellisesti kaikki rautasulfaatti voidaan liuottaa yhdessä n. 70%:n kanssa lyijyjarosiit hopea- ja lyijyrikastei-sen jäännöksen muodostamiseksi, joka sisältää esimerkiksi 35 n. 37% lyijyä, 8% rautaa ja 86 ppm hopeaa. Neste kierrätetään ensimmäiseen raudanpoistovaiheeseen 34.

7 74303

Seuraavat esimerkit valaisevat keksintöä.

Esimerkki 1 - Paineuutto

Sinkkirikaste sisälsi analyysin mukaan Zn 53,8 %,

Fe 8,47 %, S 31,5 %, Pb 0,94 %, Ah 20 g/t (ppm) ja 5 F 200 ppm. Materiaali jauhettiin 98,6 %:sesti alle 44yum:n kokoon ja syötettiin titaanilla verhottuun autoklaaviin yhdessä 2,5 l:n kanssa synteettistä palau-tuselektrolyyttiä, joka sisälsi analyysin mukaan Zn 50 g/1, H2SO4 180 g/1. Sinkkirikasteen panostus elektrolyytiin 10 oli 148 g/1, mikä johti stökiömetrisesti 51 %:n ylimää rään happoa verrattuna rikasteessa olevaan sinkkiin. Pinta-aktiivista ainetta (Lignosol BD) lisättiin korkean sinkkiuuton varmistamiseksi. Syöttö kuumennettiin sekoittaen matalassa hapen osapaineessa (350 kPa) 150°C:een.

15 Hapen osapaine säädettiin sitten 700 kPa:in (kokonaispai- ne 1200 kPa) ja olosuhteita seuraattiin 60 minuuttia. Lieteestä otettiin näyte ja näyte suodatettiin liuos- ja kiintoaineanalyysiä varten.

Samalla kun yhä ylläpidettiin 150°C:n ja 700 kPa:n 20 hapen osapaineen olosuhteita, sekoitettu liete neutra loitiin ruiskuttamalla jauhettua pasutettua höyryä 50 %:sena kiintoainelietteenä vedessä. Höyryn kiintoaineet sisälsivät analyysin mukaan 64 % Zn, 12,0 % Pb, 0,40 % Fe, 0,167 % As, 9 ppm F ja 28 ppm (g/t( Ag. Li-25 sätty höyrymäärä oli riittävä niin että painosuhde sul- fidirikastesyötössä olevan sinkin ja höyryssä olevan sinkin välillä oli 2:1. Höyryn ja sinkkirikasteen uut-tolietteen välisen reaktion aika oli 10 minuuttia. Neutraloitu liete jäähdytettiin 60°C:een ja siitä 30 otettiin näyte liuos- ja kiintoaineanalyysiä varten.

Höytälöintiainetta (Percol 351, 26 g/t) lisättiin lietteeseen, joka paksuni n. 50 %:n kiintoainepitoisuuteen. Kirkas liuos dekantoitiin paksunnetusta lietteestä, joka saatettiin sinkin liuotusvaiheeseen (kts. esimerkki 2).

35 Paineuutto- ja höyrylisäysvaiheiden tulokset on koottu taulukkoon 1.

8 74303 cnj σ*> co O O O σ\ I CNJ ro o o u. o o o o a · · · __o_o_o_o co O CM ·—« o Ό «—» m O ro U I · · · · o_o_o_o O ·—· co

VO on o*» *-H

3 I O o O o o · · ♦ · o o o o

LO

CM CTl Hv o ui «f- h» LO o •X. I O O ·—I o • · · · o_o_o_o ho ε *—· ^ ON O. I O VO CO · o

< O. CVJ LO CNJ o VO

(Ö---

4J

, «g- *-l

Ή o i | VO

\ ΙΛ CP '— fo Z, to i~I m -—' oo vo •Ho · t— · .

O tn ts> i h w —* ovi Λί >i__r~i^ CO_-g-

g- CVI

H '-j. O

i—I uj VN O CNJ UN

3 C CNJ 00 I ΓΟ 3Γ fÖ rt* ’ 1 3.

* ---- *r co o «D ON f'- CNJ * O- I · · r-i ΟΊ o P-*»

+ LO O

CNJ

QJ II O O

u. _y

*3· I

r*» vo O o o ro Φ i tt · r^. TT o · i U- · CNJ · * · ΓΟ |

CO —· O O o —« I

CO VO O CNJ j c · r— tt · —i ro : r^i o ro cnj· vo· LO VO 9—1 CNJ VO HN | L vo vo oi, .

Sm oo m CM *J- H Ϊ “T ^ lo co eri :3 -S - i*! (ΰ -μ p,__

I M

P :0

>i C

>i a> e Q) -p :tö

A! O tn :rö M

•H P <d -r-i I :0 e -P a! tn >n tn e

•H ^ -H o P O C

2 0) P 3 >1 3 :tfl rH ·Η ·Η :0 Ή *ft3 W -P PJ W PJ -n ___j <u o i tn d) e -P >i Λ ·Η -P P :<0 •h te 3 >i tn

(0 (¾ 3 :0 -H

> ffi iH

9 74303

Sinkkirikasteesta saatu sinkin alku-uutto oli 97,5 %. Liuos sisälsi tässä vaiheessa suuria arseenin (0,079 g/1) ja fluoridin (0,030 g/1) pitoisuuksia joh— tueh suuren happoylimäärän uutto-olosuhteista, jotka 5 jättivät 32 g/1 happoa liuokseen paineuuttovaiheen lopussa. Sinkkioksidihöyryn lisäys neutraloi nopeasti ylimääräisen hapon johtaen lähes täydelliseen raudan ja arseenin saostumiseen ja voimakkaaseen fluoridin saostu-miseen. Lopullinen liuoskoostumus oli pH 5,2, 152 g/1 10 Zn, 004 g/1 Fe, 0,005 g/1 As ja 0,098 g/1 F. Tämä liuos on sopiva sinkkipölypuhdistukseen ja sen jälkeiseen sinkin elektrolyyttiseen talteenottoon ilman raudan välipoistovaihetta.

Sinkin kokonaisuutto höyryn lisäyksen jälkeen oli 15 94,2 % johtuen höyryyn sisältyneen sinkkioksidin epätäy dellisestä liukenemisesta.

Esimerkki 2 - Sinki liuotus

Esimerkissä 1 saatua pohjavirtalietettä (^50 % kuiva-ainetta) sekoitettiin 65°C:ssa ja pH laskettiin 20 arvosta 5,2 arvoon 3 lisäämällä elektrolyyttiä 60 minuutin viipymisajan kuluttua pH-arvon 3 ja 65°C:n olosuhteissa lietteestä otettiin näyte liuos- ja kiintoaineana-lyysiä varten. Lietteen loppuosa suodatettiin ja pestiin ennen alkuainerikin talteenottoa vaahdottamalla. Sinkin 25 liuotuskokeiden tulokset on koottu taulukkoon 2.

10 74303

CD

cr> ro o ro

o O

Li. ·

__O_O

CD CD UD

O LO O

ΓΟ CSJ o ^ · · · o__o_o o CD *-·

·-» O O

o ^ 3 · · · O O o o tn i

O to ro I

O «—»LO

</> o o c\j · · · o o o cäP g O> CL· H < a o —< (0 — un tn jo —— — - ·-* co

- »3· VO CO

i—I o · ·

''v 00 CO CO

tn ^ -_ oo , vo vo ‘O o · .

«N tO CO CM O

>i__^_vn

2 CM O CM

n rj o · co <0 m io —< co 3 C cm m 3c

r-4 < Ä__Q._CL

-O O Sv to CL· · · ___co -f «—«* CM o <U ·

Lu__O

Kj* ro O ro r-H tn Φ O · O · u. * ro · ro O «—· o *-«

CM CM

•—«CO tO CM

c tn · o tn *

ΓΜ »h hv m ·—i CM

C tn 1 a) >, _ .

o 'O S 2 £ 4-> -H > ui «j-

C <D <U

•h g λ; j •H -H :cÖ \ 2 (0 > Cn Ή

<u -P -P

λ; i a) 4-i •h <ö a) ίο e 4J e >i

r( &4 'r4 i—I

2 ·· -h (0 O tn C > O U :0 :rd π) o>tn 4J -P ·· tn e

:rd ·Γ-ι4->0 G Ai tn O G

tn ijii)3-ri ui o a tto *H O fi—I *r4 i—| rl -H t(d

03 £V-H Ai W G> .-t TO

il 74303

Sinkin pitoisuus kiintoaineissa laski 7,32 %:sta 2,22 %:iin, mikä vastasi 98,4 %:sta sinkin kokonaisuut-toa yhdistetystä sinkkisulfidirikasteesta ja sinkkioksi-dihöyryn syöttökiintoaineista. Ylläpitämällä pH-arvoa 5 3 sinkin liuotusvaiheessa höyryneutralointivaiheessa seostettujen epäpuhtauksien, kuten raudan, arseenin ja fluoridin uudelleenliukeneminen minimoitiin. Vaikka jonkin verran uudelleenliukenemista todella tapahtuu, uudelleen liuenneet epäpuhtaudet sisältävä liuos pestään pois 10 kiintoaineista ja kierrätetään takaisin paineuutto-ope- raatioon.

Esimerkki 3 - Sinkin liuotus

Lisää testaustyötä sinkin liuotusvaiheessa suoritettiin paineuuton kiintoaineilla sen jälkeen, kun alkuai-15 nerikki oli erotettu vaahdottamalla. Kiintoaineet sisäl sivät analyysin mukaan Zn 14,7 %, Fe 17,7 %,S°0,05 %,

Pb 9,85 %. Kiintoaineet lietettiin uudelleen veteen 388 g/l:n kiintoainepitoisuuteen ja H2S04:a lisättiin eri testeissä pH-arvojen 3, 2 tai 1 saamiseksi. Tulok-20 set esitetään taulukossa 3.

12 74303 »H Φ I Ό Φ 33 a: _ _ 3 2 c mm io^ •P *H O O <—' ·—· ΠΙΟ ¢2 »—I Q) <“«« · · · · · ·

to C (» OO OO

Ό C-H'-

I 3 ¢) E

O (0 0) 0)

+) n!H C

fi ___ Η *P w •H to $ :td h Αί to -P d <#> φ Φ to (d — C to O) >i(0__

in ·· -P +J μ.Η . o O CVJ CNJ CVJ

Ä|00 rl § [O >i< OO C3D 00 OO CO CO

CU «. s (0 ΚΙΌλ 'eno σ> o en en

CT, CT (0 Ai-d-P

ω -H (0

m PS + AS I

m ra o —I—l—i-

O CO - to -H

Oi.. rH <#> > Ai .—t .—i n n LT>tr> C/3 O C IMAS ······ φ ·ρ o > -p e ^ ^ ^ <D tö -p :0:(0(0(0 ^1°^ θ'‘ϊ' σι σ> +j -P -p tn-PAt (pj- t <u 2 i '

ΦΙ * > en 33 I

k e rH e 2

0) -H -H

r- Φ - a; rH fl) r* I » <H en C x: if> in σ —< vo id n k -H ‘ m H 'ta -* ~ ~ cv* χ ·Ρ ne X > 2 β Φ 3 Φ d C “ 3 S to 33 0) O -H 33 Z $ as ·· > tn -p 3 to :o ti υ u —J— --- <a x fi -h o m ^5 PH 3 d -p m i -g^

^ jj:trt jJi£>3C PH nro idn niM

O :rd -P 0. -¾^ g g ™ ^ 33 ‘t-1 33 12tv M(\J mcvj cvjim H tn -P -H d *33 j ,H 3 Q) C -H -H —-*-«--—-

+J -H 0) -P -H O CO

C O -H Φ -P -P + gg g g £ ^ -H t3 -P Φ -P +a, °. . °. . . Ί X X! -P 33 -p :<d ll. oooooo C td Φ 3 -H 10--

tn > d-P^r-t CM CV m -H CM CM

m f. -P o M φ ~~ in -P (0-PrH(0 U. O O o o r—* »—r 3 Φ O -P " --- u m il o. (D »s- toin

3d ΰΦ-ΡΟ O ^ O

2 2 -h e m en 1/1 — —1 ••evin

X ·Ρ 2 2 2 “i, CM V ν' CM CV CM CM

•H (Ö -P -p -p CM

<d o U3 Π5 P3 K ----- ►> _p I __ cr» σ*· cr> σ^ι o o γΊ h «C * * * · * *

^ O. CM CNJ ^-4 *-H |Ή *-H

.. -H Φ ^ td Ai Φ <d e

Q. -p Xi *r— OOOOOO

g jg -PE rovDCHvomio :0 33 <32H__ +J (0

:0 O o o o I

>. iH 3: ...

en O _£A_lm cm 13 74303 Jännössinkkiokfeidin suuri uutto saatiin pH-arvolla 3 30-60 minuutin viipymisajän kuluttua höyryneutraloin-tivaiheessa saostuneen raudan minimaalisella uudelleen-liukenemisella. pH-arvolla 2 tai 1 sinkin uutto oli 5 marginaalisesti suurempi, mutta tapahtui enemmän saoste-tun raudan uudelleenliukenemista.

Saatiin 97,1 %:n kokonaissinkkiuutto sinkkioksidi-höyrystä, kun sinkin liuotusvaihe suoritettiin pH-arvolla 2,9 (ts. olennaisesti pH-arvolla 3). Tässä esimerkissä 10 sinkin uutto rikasteesta ja höyrystä oli 98,0 %.

Esimerkki 4 - Jäännöksen vaahdotus ja alkuainerikin talteenotto

Sinkin liuotusvaiheesta saadut kiintoaineet pestiin perusteelliseti ja saatettiin sitten vaahdotukseen alku-15 ainerikin erottamiseksi. Pestyt kiintoaineet lietettiin uudelleen veteen 1145 g/l:n lietetiheyteen (rv/23 % kiintoaineita) ja saatu liete siirrettiin 2 litran labora-toriokellutuskennoon. Vaahdotusainetta Dowfroth 200 lisättiin ja vaahdotus aloitettiin, jolloin saatiin alku-20 ainerikkirikaste ja lyijysulfaatti/lyijyjarosiitti/sivu- kivijäännös. Tulokset on koottu taulukkoon 4.

14 74303 cm cm f cm cm cm C ... 00 CM 1 (mi cm t-ι co cm •w- O 00 O CM in ui n .n rv m " · · · · oo <s> ro o vo »-η on vo o go

• « CM m . CM

o o vo · r\. to · OO m σι σι**" . co «3· σι o cm 6P ·—' · Ή QO « jo __ · · r-~ η ·σ) a. oo o ·—< "^ o cr> •H 3 (/) in co oo X o m. >« · on · -h o <u ζΓ co · lO u · oo _ Li- ·—I O CM *1 CM CTl

O I—I -P

Λί (0 O O O 03 o* rj ·—< . ψ—i Ή d = 2 · · · a o o ^ <_} O o O in in d co rO in cm en E-ι CM O TT l£> v) ... o) «C o o o E σι ^

Cl

CT) Ω. ·—I i-» to VO CO

<t —-| in ·— oo *—t oo ‘2 cm cm in in *frt · · · · · CT» σ* r-v c\j ο on

' CNJ vo VO LO

lO CNJ CNJ

Q) to 0) to <u :0 -P :0 +j :0 M -p to C tn d •g -P to c (ΰ c .5 :0 M rt M rt 2 >i -H ·γ} rt w Pi rt a; 1-0 v is 74303

Vaahdotusrikaste sisälsi 96% alkuainerikkiä, mutta vain 0,8 % lyijyä ja vain 17 % hopeaa. Vaahdotusrikas-teen (koostumus 96 % S°) sulatus ja kuumasuodatus tuotti korkealaatuisen alkuainerikkituotteen, joka oli sopi-5 vaa myytäväksi rikkihapon valmistukseen.

Esimerkki 5 - Raudan poisto

Vaahdotusjäännös sisälsi 95-98% siitä lyjyistä, 95 % raudasta ja yli 70-85 % hopeasta, joka oli prosessiin syötetyissä kiintoaineissa (laskettuna sinkkisul-10 fidirikasteesta ja sinkkidioksidhlyrystä, jotka oli li sätty paineuutto/höyrylisäysvaiheisiin).

Vaahdotusjäännös sisälsi analyysin mukaan tyypillisesti 3,2 % Zn, 17,9 Pb, 26,8 Fe, 6,75 % S (S04) ja 85 ppm Ag. Kiintoaineiden kemiallisen ja röntgensäde-15 diffraktionalyysin perusteella arvioitiin, että jäännöksen koostumus oli seuraava

Lyijyjarosiittia 44,0 %

Lyijysulfaattia 14,0 %

Rautaoksidia 19,7 % X ) 20 Sivukiveä Loput x) Sisältää alkuainerikkiä, kalsiumsulfaattia,piidioksidia jne.

Raudan jakaantuman arvioitiin olevan 48,7 % lyijy-jarosiittina ja 51,3 % rautaoksidina, kun taas lyijyn 25 jakaantuminen oli 45,5 % lyijyjarosiittina ja 55,5 % lyijysulfaattina. Vaahdotusjäännöksen kiintoaineet saatettiin happouuttovaiheeseen raudan poistoa varten lyijy- ja hopeapitoisuuden nostamiseksi seuraavaa käsittelyä varten lyijysulattimessa.

30 Vaahdotusjäännöksen kaksivaiheisen vastavirta- uuton tulokset on koottu taulukkoon 5.

16 74303 --p-- - I -- I ----- ·* + * * CNO *—· *3* Γ-* r» I · · · ** L CO c\j n*) ·

*· O CO VO CO

0) -P — —' — m

Pm -P

H ·"”* r-~ 00 43 ·—I lD It)

£ lt> ro cm co m ro -H

p _ tn - i_ ‘ tö

E

σι a ui| vo Hl <C cl co I co Π3 —r=----— § ** * r-

O *M *3 VO O P

to o o CL) '—· · · · «Ui to vo oo eri oo co cm «t r-- :0

a» vo *"· m "~· C

rn u_ cm r» —i co :ro UJ 1 1 1 “" “ 1 1 — — 1 ——» *rrt :0 σ\ tr en i— :,ii C · · · .10 h -O r~~ oi vo n»

.2 o. —· ro cm ro C

;™-----Φ •iu cm σν ro «s- in •o cm t-t rr »r ._j e · · · ΓΜ ro «—l CM r-< 1—1 -- I».. .11, „ 1 I , — - . - --- M ----- I-1 | °°. °. |

Ln M .« '·§ 2 « ^2

__op ·{-> ____vo__«r M

0 (ö

44 _ C

l; σ>·^. M- r.

3 e en rj

P e . e· -P

rH 3 O S -P

3 -- ----(1) to + in v

* \ ** M

u. ro_ ro o ^ W (— r~^ *3- r— Qj

0 ^ Oi · · · [M

13 i u. m .—i m en «a- en "7 n ---- oo ro in cm r·^. cm 1

S en-----W

,n "-* ** ^ vo -H

U1 o · m tn lo w—* . vo li cm co co «r .-( en 43 7

Jl_ ^ *“* f—H »—H P

O

1 1 *—— — , " —1 ' » 1 y, + cr» ro · . . — <u ·-« i o i o » p

,n Li_ ro ro -P

0 ^ 0___ ;_ _ _ _ _ 0) π v 0) α> f 3i ö d '9 en LO 5 1/1 5 5 5 ϋ 5 ac* 'β σί βο 'Γ ^ * :td p ro r*in .en ,o .ro .cm

j rH ' (N r-l ^ CM ^ f—I ^ CM (cM

0) o OP «-* cm ro _>6 C ___j__ 17 74303

Ensimmäisen vaiheen uutossa vaahdotusjäännöstä uutettiin 90-95°C:ssa toisen vaiheen uutosta saadulla vahvalla happoliuoksella. Siinä lyijyjarosiitin hajottamiseen vaadittu ylimääräinen happo neutraloitiin 5 reaktiolla vaahdotusjäännöksessä olevan helpommin liukenevan rautaoksidin kanssa. Raudan uutto oli ensimmäisen vaiheen uutossa 51 %„ Nesteen ja kiintoaineiden erotuksen jälkeen jäännös saatettiin toisen vaiheen vahvaan happouuttoon 90-95°C:ssa, jossa hapon alkuväkevyys oli 10 225-250 g/1. Raudan uutto oli 35-37 % raudan kokonais- uuton ollessa 85,7 %. Lopullinen jäännös sisälsi analyysin mukaan 37,7 % Pb, 8,17 % Fe, 8,4 % S(SO^) ja 8 6 ppm Ag.

Jäännös sisälsi arviolta 27,6 % lyijyjarosiittia 15 ja 47,8 % lyijysulfaattia; kaksivaiheisessa uutossa kaikki rautaoksidi liukeni ja 71 % lyijyjarosiitista hajosi lyijysulfaatiksi ja liukoiseksi rautasulfaatiksi.

Ensimmäisen vaiheen uuttolietteen nesteen ja 20 kiintoaineiden erotuksen jälkeen rautaliuos, joka sisälsi 19 g/1 i^SO^ ja 74 g/1 Fe, neutraloitiin kalkkikivel-lä pH-arvoon 3 ja kalkilla pH-arvoon 8 85-90°C:ssa. Lopullinen liuos sisälsi alle 1 mg/1 Fe. Neutraloitu liete paksunnettiin lopulliseen 62 %:n kiinto-ainetiheyteen, 25 joka sopiva poisjohdettavan lopullisen jätteen pumppaamiseksi .

Claims (12)

1. Menetelmä sinkin talteenottamiseksi sinkkisulfidi-malmirikasteista, joiden sinkkipitoisuus on 45-55 paino-% 5 ja rautapitoisuus on 8-15 paino-%, jolloin rikastetta uutetaan paineistetuissa hapetusolosuhteissa lämpötilassa 130-170°C rikkihapon vesiliuoksella, joka alussa sisältää rikkihappoa stökiometrisesti ylimäärin rikasteen sinkki-sisältöön nähden, jolloin saadaan uuttoliuos, joka sisäl-10 tää liuennutta sinkkiä ja rautaa, ja alkuainerikkiä sisältävä kiinteä jäännös; liuennut rauta saostetaan uuttoliu-oksesta käsittelemällä sinkkioksidia sisältävällä materiaalilla, jolloin saadaan uuttoliuos, joka on oleellisesti vapaa raudasta; ja sinkki otetaan talteen elektrolyytti-15 sesti uuttoliuoksesta, tunnettu siitä, että sinkkioksidia sisältävä materiaali lisätään uuttoliettee-seen pitäen liete edelleen hapetusolosuhteissa ja lämpötilassa 130-170UC ja ennen uuttoliuoksen erottamista kiinteästä jäännöksestä, jolloin sinkkioksidia sisältävä mate-20 riaali nostaa lietteen pH:n arvoon 4,5-5,5 niin että liuennut rauta saostuu uuttoliuoksesta suoraan rikkiä sisältävään kiinteään jäännökseen, jolloin saadaan uuttoliuos, joka on oleellisesti vapaa raudasta, ja rautaa ja rikkiä sisältävä jäännös, minkä jälkeen uuttoliuos, joka on 25 oleellisesti vapaa raudasta, erotetaan rautaa ja rikkiä sisältävästä jäännöksestä ja uuttoliuosta käsitellään sinkin talteenottamiseksi.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuttolietteeseen ruiskutetaan 30 sellainen määrä sinkkioksidia sisältävää materiaalia, että lietteen pH nousee arvoon noin 5.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että uuttovaihetta jatketaan, kunnes vähintään noin 95 paino-% sinkkisulfidirikasteessa 35 alussa olevasta sinkistä on liuennut uuttoliuokseen ennen sinkkioksidia sisältävän materiaalin ruiskuttamista. 19 74303

4. Jonkin patenttivaatimuksen 1-3 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että lietteeseen ruiskutettava sinkkioksidia sisältävä materiaali sisältää 60-70 paino-% sinkkiä.

5. Jonkin patenttivaatimuksen 1-4 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että sinkkioksidia sisältävä materiaali koostuu sinkkioksidihöyrystä, joka on saatu lyijymasuunikuonasta.

6. Jonkin patenttivaatimuksen 1-5 mukainen menetelmä, 10 tunnettu siitä, että rikkihapon stökiometrinen ylimäärä uuttovaiheen alussa on noin 30-100%.

7. Jonkin patenttivaatimuksen 1-6 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautaa ja rikkiä sisältävää jäännöstä, joka on saatu hapetusuutosta käsitellään 15 toisessa uuttovaiheessa rikkihapon vesiliuoksella, jolloin saadaan toinen uuttoliuos, joka sisältää liuennutta sinkkiä, ja toinen rautaa ja rikkiä sisältävä jäännös, minkä jälkeen mainittu toinen uuttoliuos erotetaan mainitusta toisesta jäännöksestä ja palautetaan hapetusuuttovaihee-20 seen.

8. Patenttivaatimuksen 7 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että toinen uuttovaihe suoritetaan normaalipaineessa, pH-arvossa noin 2-3 ja lämpötilassa noin 60-90°C.

9. Patenttivaatimuksen 7 tai 8 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautaa ja rikkiä sisältävää jäännöstä käsitellään alkuainerikin ja reagoimatonta sinkkiä sisältävän materiaalin talteenottamiseksi ja rautaa sisältävän lisäjäännöksen muodostamiseksi.

10. Jonkin patenttivaatimuksen 1-9 mukainen menetel mä, tunnettu siitä, että sinkkisulfidimalmirikas-te lisäksi sisältää talteenotettavissa olevia määriä lyijyä ja/tai hopeaa ja että lyijy ja/tai hopea otetaan talteen saostettua rautaa ja lyijyä ja/tai hopeaa sisäl-35 tävästä prosessijäännöksestä poistamalla rautaa. 20 74 303

11. Patenttivaatimuksen 10 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että rautaa poistetaan uuttamalla saostettua rautaa, lyijyä ja/tai hopeaa sisältävää proses-sijäännöstä rikkihapon vesiliuoksella, jolloin rauta liu- 5 kenee ja muodostuu lyijyä ja/tai hopeaa sisältävä jäännös, jota käsitellään lyijyn ja/tai hopean talteenottamiseksi.

12. Patenttivaatimuksen 11 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että raudan poisto käsittää ensimmäisen vaiheen, jossa saostettua rautaa ja lyijyä ja/tai 10 hopeaa sisältävä prosessijäännös uutetaan toisesta vaiheesta saatuun uuttoliuokseen, jolloin muodostuu välijään-nös ja rautaa sisältävä liuos; rautaa sisältävä liuos erotetaan välijäännöksestä; ja välijäännös uutetaan toisessa vaiheessa rikkihapon vesiliuokseen, joka on vahvempi kuin 15 ensimmäisen vaiheen liuos, jolloin muodostuu uuttoliuos, joka palautetaan ensimmäiseen vaiheeseen, ja lyijyä ja/ tai hopeaa sisältävä jäännös, jota käsitellään lyijyn ja/ tai hopean talteenottamiseksi. 21 74303