FI87238C - Foerfarande foer tillvaratagning av silver fraon zinkverkssinter och neutral- eller svagsyra extraktionsrester med anvaendning av tiourea - Google Patents

Description

87238

Menetelmä hopean talteenottamiseksi sinkkirikastamopasut-teista ja neutraaleista tai hieman happamista uutosjätteistä käyttämällä tioureaa. - Förfarande förtillvaratagning av silver fran zinkverkssinter och neutral- eller svagsyra extraktionsrester med användning av tiourea.

Tämän keksinnön kohteena on menetelmä hopean talteenottamiseksi sinkkirikastamopasutteista ja neutraaleista tai hieman happamista uutosjätteistä käyttämällä tioureaa.

Sähkötalteenottomenetelmä pasutusuuttamisella (RLE) käsittää useimmat tämänhetkiset sinkin valmistusmenetelmät. Tässä prosessissa sinkkisulfidikonsentraatti pasutetaan ja pasutettu konsentraatti eli pasute uutetaan useassa eri vaiheessa, jotta täten saataisiin mahdollisimman hyvä sinkin saanti eli ekstraktio. Uutosprosessin ensimmäiseen vaiheeseen kuuluu nk. neutraaliuutos, jossa pasute saadaan reagoimaan kierrätetyn jäte-elektrolyytin kanssa pH-arvossa 4-5, sinkkioksidin liuottamiseksi. Neutraali uuttamisjäännös saatetaan tämän jälkeen kuuman eli korkean happouuttamiskäsittelyn (HAL) alaiseksi sinkkiferriittifrak-tion liuottamiseksi pasutteesta, ja raudasta, joka liukenee sinkin kanssa, saostetaan tämän jälkeen liuoksesta kuuma/ neste-erotuksen jälkeen jarosiittina, götiittinä tai hematiittina. Vaihtoehtoisesti neutraalista uuttamisjäännöstä voidaan käsitellä ns. "konversioprosessilla", minkä tuloksena sinkkiferriitti liukenee ja samanaikaisesti rauta saostetaan jarosiittina.

Monissa rikastamoissa käytetään myöskin ns. matalahappoista uuttamisvaihetta neutraaliuuttamisen ja vaiheen HAL eli konversion välissä, mikä on kohteena sinkkioksidin liuottamisen täydellistämiseksi pois pasutteesta, joka on lisätty neutraalissa uuttamisessa, ennenkuin tämä jäännös siirretään HAL- tai konversiovaiheeseen.

2 87238 Näissä prosesseissa hopea siirtyy HAL-jäännöksiin niissä rikastamoissa, joissa käytetään HAL-vaihetta, tai jarosiitti-jäännöksiin, mikäli rikastamossa ei ole HAL-vaihetta tai siinä ei ole neste/kiinteä-erotusta vaiheiden HAL ja jarosiitin saostuksen välillä. Useimmissa sinkkirikas-tamoissa, joissa hopea otetaan talteen, käytetään HAL-prosessia sellaisen hopean suhteen rikastetun jäännösfrak-tion valmistamiskesi, jota on edelleen jatkokäsiteltävä vaahdottamalla myymiskelpoisen tuotteen aikaansaamiseksi. Mikäli sinkin rikastamon jätteitä käytetään teollisesti hyväksi, vaahdotusolosuhteet ja tulokset vaihtelevat laajoissa rajoissa rikastamosta toiseen ja ovat taloudellisesti hyväksyttäviä vain siinä tapauksessa, että sinkin rikastamon läheisyydessä on lyijyn tai kuparin sulatus-laitos eli sulatto.

Kanadalaisessa patenttijulkaisussa 1,090,141 (US 4,145,212) on esiettty menetelmä hopean talteenottamiseksi runsaasti hopeaa sisältävistä eli hopearikkaista jäännöksistä, joille on suoritettu HAL- tai toinen vaahdotusrikastus-käsittely. Tässä patenttijulkaisussa estetyssä menetelmässä hopean vaahdotusväkevöitettä käsitellään edelleen uuttamalla käyttämällä tioureaa hopean solubilisoimiseksi, jolloin hopea otetaan tämän jälkeen talteen sementoimalla eli seostamalla käyttämällä aluminiumia. Suurin pulma tässä prosessissa on tiourean suuri kulutus, mikä johtuu sellaisten sulifidien läsnäolosta, jotka ovat väkevöityneet vaahdotusprosessissa ennen tiourealla suoritettua uuttamista. Lisäksi edellä mainittua prosessia ei voida käyttää sellaisissa sulatoissa, joissa suoritetaan konversioprosessi niissä olevien rautapitoisten sinkkijätteiden käsittelemiseksi .

Esillä olevan keksinnön tarkoituksena on aikaansaada sellainen menetelmä hopean talteenottamiseksi, jota voidaan käyttää kaikissa hygrometallurgisissa sinkin rikastamon 3 87238 työvaiheissa. Esillä olevan keksinnön mukaisella menetelmällä hopea voidaan uuttaa sinkkipasutteista tai jäännöksistä, jotka ovat saadut ensimmäisessä sinkkioksidin 1iuotusvaiheessa, mikä on tavallista kaikille hydrometallurgisille sinkin riskatamoil-le. Tätä prosessia voidaan tämän johdosta käyttää kaikissa hydrometallurgisissa sinkin rikastamoissa riippumatta niiden juoksukaavioista, jolloin vaikutus on erittäin vähäinen niissä oleviin kiertoihin.

Esillä olevan keksinnön mukainen menetelmä käsittää vaiheet, joissa a) uutetaan hopeapitoiset sinkkipasutteet tai neutraalit tai hieman happamet uuttamisjätteet ilmakehän paineessa happa-malla seulfaatti1iuoksel1 a, joka sisältää 0,1 - 20 g/1 tioureaa, lämpötiloissa 30 - 85°C ja pH-arvoissa 1-5, liuottamiseksi hopeasta yli 85 %, ja b) liuotettu hopea otetaan talteen lisäämällä hiiltä uutos-lietteeseen hopean adsorboimiseksi hiileen ja seulomalla hopea-pitoinen hiili.

Liuotettu hopea voidaan ottaa talteen lisäämällä karkearakeista hiiltä liejumaisen välituotteen uuttamiseksi hopean adsorboimiseksi käyttämällä tavanomaista hiililietteessä tai hiiliuut-·· - teessä menetelmää, minkä jälkeen suoritetaan hopeapitoisen hiilen seulominen eli suodattaminen hopeahäviöiden saattamiseksi mahdollisimman pieniksi, mikä olisi seurausta suodoksen siirtymisestä jäännökseen. Liuotettu hopea voidaan myös ottaa talteen adsorboimalla aktiivihiilen tai saostamalla rautapölyl-lä tai sinkkipölyllä sen jälkeen, kun uutoslitteestä on suoritettu nestemäisen ja kiinteä aineen erottaminen toisistaan.

Toisaalta on todettu, että suuria hopean saantoja voidaan saavuttaa uuttamalla sinkkipasute tai neutraalinen uutos jäte aktiivihiilen läsnäollessa, joka on sitä ennen imeytetty 1 - 25 painoprosentilla tioureaa saattamalla hiili reagoimaan sellaisen liuoksen aknssa, jossa on 1 - 30 g/1 tioureaa 4 87238 10 minuutista 2 tuntiin. Tässä prosessissa hopea samanaikaisesti uutetaan ja adsorboidaan aktiivihiileen siten, että tiourea lisätään suoraan uutosliuokseen, millä vähennetään vaaroja kaikista mahdollisista myötävirtaan tapahtuvista suodoksen likaantumisista tiourealla.

Keksinnön eräitä toteutusesimerkkejä selostetaan lähemmin seuraavassa ja oheisissa piirustuksissa, joissa eri kuvioiden merkitykset ovat seuraavat:

Kuvio 1 esittää juoksukaaviota esillä olevan keksinnön mukaisesta tiourea-uuttamisprosessista.

Kuvio 2 esittää juoksukaaviota esillä olevan keksinnön mukaisesta tiourea-uuttamisprosessista, joka on liitetty tavallisen sinkin talteenottoprosessin virtaukaavioon.

Kuvio 3 esittää esillä olevan keksinnön mukaista vaihtoehtoista tiourea-uuttamisprosessia.

Kuvio 4 esittää esillä olevan keksinnön mukaista erästä toisenlaista vaihtoehtoista tiourea-uuttamisprosessia.

Kuvion 1 mukaan pasutettu sinkkirikaste eli sinkkipasute uutetaan käytetyllä elektrolyytillä ns. neutraalissa uuttamisvaiheessa 10 pH-arvoissa 1-2. Uutosliete syötetään sakeuttimeen 12. Sakeuttimesta saatu suodos siirretään tavallaiseen rautasaostusvaiheeseen, kun taas hopeapitoista jäännöstä käsitellään tiourealla pitoisuuden ollessa 0,1 - 20 g/1 tioureaa uuttamisvaiheessa 14 lämpötiloissa 30 - 85°C, jotta tällä tavoin saataisiin liuotetuksi enemmän kuin 85 % hopeasta, joka on neutraalissa uutosjään-nöksessä. Uutosliete johdetaan tavallisen hiililieteproses-sivaiheen 16 kautta liuenneen hopean adsorboimiseksi aktiivihiileen. Liejumaisessa lietteessä oleva hiili 5 87238 johdetaan seulan 18 lävitse hopeapitoisen hiilen suodattamiseksi pois jäännöksestä, joka lähetetään tavalliseen konversioon eli HAL-käsittelyvaiheeseen sinkkiferriitti-fraktion liuottamiseksi jäännöksestä. Hopeapitoinen hiili lähetetään tavalliseen hopean talteenottoprosessiin.

Osa hopeapitoisesta hiilestä voidaan kierrättää takaisin hiili-lietteessä prosessin vaiheeseen 16. Vaihtoehtoisesti hiiltä voidaan lisätä uutokseen tiourean kanssa samoinkuin prosessissa hiili-uutoksessa.

Kuviossa 2 on esitetty juoksukaavio tavanomaisesta sinkin talteenottoprosessista, johon kuuluu kuvion 1 mukainen tiourea-uuttamisprosessi, jossa samat elimet ovat merkityt samoilla viitenumeroilla. Tavallisessa sinkin talteenotto-prosessissa sinkkipasute uutetaan jäännöselektrolyytillä kolmessa neutraalissa uutosvaiheessa 10a, 10b ja 10c pH-arvoissa 1,5, 3 ja 4 vastaavasti sinkkipasutteessa olevan sinkkioksidimäärän liuottamiseksi. Uutosliete syötetään sen jälkeen sakeuttimeen 20. Sakeuttimesta 20 saatu epäpuhdas liuos syötetään tavallisiin puhdistus-]a sinkkielektrolyysivaiheisiin, jolloin jäännöstä uutetaan jäännöselektrolyytillä matalahappouutosvaiheessa 22 (LAL), ja liete syötetään sakeuttimeen 24. Nestemäinen liuotin sakeuttimesta 24 kierrätetään neutraaliin uuttamisvaiheeseen 10a, jolloin jäännöksellä suoritetaan konversio eli HAL-veihe 26 käyttämämllä ja jäännöselektrolyyttiä sinkkipasutteen sinkkiferriittijakeen liuottamiseksi.

Se rauta, joka on liuennut sinkkiin käytettäessä HAL-prosessia, seostetaan tämän jälkeen liuoksesta jarosiittina, götiittinä tai hematiittina. Konversioprosessin tuloksena on sinkkiferriitin liukeneminen ja samanaikainen raudan saostuminen jarosiittina.

Esillä olevan keksinnön mukainen hopean talteenottoprosessi on sijoitettu ensimmäisen neutraalin uutosvaiheen 10a jälkeen. Nestemäinen liuos sakeuttimesta 12 syötetään 6 87238 toiseen neutraaliin uutosvaiheeseen 10b, kun taas hopea-pitoinen jäännös käsitellään tiourealla, minkä jälkeen seuraa sama prosessi kuin kuviossa 1 on esitetty. Se ferriittijäännös, joka on saatu hiiliseulalta 18, lähetetään konversioon-eli korkeahappoiseen uutosvaiheeseen 26 sinkki-ferriitin liuottamista varten.

Kuviossa 3 on esitetty juoksukaavio tavallisesta sinkin talteenottoprosessista, joka on identtinen kuviossa 2 esitetyn kanssa mutta johon kuuluu toinen vaihtoehtoinen tiourean uuttamisprosessi, jossa sakeuttimesta 12 tuleva jäännös uutetaan uutos/adsorptio-vaiheessa 28 aktiivihiilen läsnäollessa, joka on alunpitäen imeytetty 1-25 painoprosentilla tioureaa hiilen impregnointivaiheessa 30. Tässä vaihtoehtoisessa prosessissa hopea samanaikaisesti uutetaan ja adsorboidaan aktiivihiileen siten, että tioureaa ei suoraan lisätä uutosliuokseen, millä tavoin saadaan vähennetyksi vaara kaikesta mahdollisesta myötävirtaan tapahtuvasta suodosten likaantumisista tiourealla.

Kuviossa 4 on esitetty vaihtoehtoinen juoksukaavio tio-urea-uuttamisprosessista, joka on esitetty kuviossa 1, jolloin samat elimet ovat merkityt samoilla viittausnumeroilla. Tässä juoksukaaviossa tiourea-uutosliete syötetään kiinteään/ neste/-erotusvaiheeseen 32. Suodos syötetään saostusvaihee-seen 34 saostamista varten rautapölyllä tai sinkkipölyllä, jolloin jäännös syötetään tavalliseen konversiovaiheeseen eli korkeahappouutosvaiheeseen. Saostusliete syötetään toiseen neste/kiinteä-erotusvaiheeseen 35 hopean talteen-ottamista varten, kun taas suodos kierrätetään konversioon eli korkeahappouutosvaiheeseen. Saostus rautapölyllä tai sinkkipölyllä voidaan korvata adsorboimalla hiileen käyttämällä aktivoitua hiiltä tai ioninvaihtohartsiin.

Edellä olevasta selotuksesta käy selville, että esillä olevan keksinnön mukainen tioureauutosprosessi eroaa 7 87238 prosessista, joka on selostettu edellä mainitussa kanadalaisessa patenttijulkasiussa 1,090,141 seuraavalla tavalla: a) se voidaan helposti liittää neutraaliin uutosoksidiliuo-tusvaiheeseen, joka on tavallista kaikissa hydrometallurgi-sissa sinkkirikastamoissa (neutraali uutosvaihe 10a, 10b, 10c kuvioissa 2 ja 3), kun taas siinä prosessissa, joka on selostettu edellä mainitussa kanadalaisessa patenttijulkaisussa, on ainoastaan mahdollista ottaa hopea talteen korkeista eli hopean suhteen rikkaista jäännöksistä, jotka ovat syntyneet saattamalla sinkkijäännökset käsitte-vaiheeseen HAL ja tämän jälkeen erotetut vaahdotuksella. Hopean talteenottaminen edellä mainitun kanadalaisen patenttijulkaisun mukaan on tämän johdosta rajoittunut sellaisiin rikastamoihin, joissa käyteään HAL-prosessia rautapitoisten sinkkijäännösten käsittelemiseksi eikä se ole sovellettavissa niihin rikastamoihin, joissa käytetään muita prosesseja niiden rautapitoisten sinkkijäännösten käsittelemiseksi, kuten konversioprosesseissa, jotka ovat mainitut vaihtoehtoisina HAL-uutosprosesseina piirustusten kuvioiden 2 ja 3 kohdassa 26, koska konversioprosessi aikaansaa sellaisen jarosiittijäännöksen, jota ei voida käsitellä tiourealla siinä olevan hopeamäärän ekstrahoimi-seksi eli talteenottamiseksi.

b) se vaatii pienen tioureapitoisuuden (0,1 - 20 g/1), koska siinä on tällöin pieni määrä sulfideja verrattuna HAL-jäännökseen tai vaahdotuskonsentraattiin.

c) se ei vaadi orgaanisten reagenssien lisäämistä alku-ainerikin liuottamiseksi, joka kerää hopeaa, koska selostetussa prosessissa ei tällöin tapahdu lainkaan rikin : muodostumista.

d) se sallii hiilen adsorboitumisen tioureauutoslietteestä prosesseilla hiililietteessä ja hiiliuutoksessa, mikä 8 87238 seikka minimoi hopean häviöt seurauksena suodoksen liittymisestä jäännökseen.

e) se sallii myöskin yksivaiheisen samanaikaisen hopean uuttamisen/adsorboimisen tiourealla impregnoidulla eli imeytetyllä hiiliuutoksessa-prosessilla, mikä seikka vähentää kaikki mahdolliset myötävirtaan tapahtuneet suodosten likaantumiset tiourealla.

Keksintöä havainnollistetaan edelleen seuraavissa esimerkeiss: Esimerkki 1 100 g:n näyte pasutetta (55,3 % Zn, 10,4 % Fe, 2,40 %

Pb, 91 g/t Ag) uutettiin 20 % kiinteitä aineita sisältäväksi pH-arvossa 1,5 rikkihappoliuoksella, joka sisälsi 3 g/1 tioureaa 30 minuutin aikana lämpötilassa 40 - 70°C. Liete suodatettiin ja kiinteät aineet pestiin vedellä. Kokeen päätyttyä uutetun jäännöksen paino oli 28 g ja se sisälsi 15 g/t hopeaa Ag. Suodatustulos oli 23 mg/1 Ag ja yhdistettynä veteen oli hopean kokonaisekstraktiotulos 95 %.

Esimerkki 2 100 g näyte samaa pasutetta kuin esiemrkissä 1 uutettiin 20 % kiinteää ainetta sisältäväksi pH-arvossa 4,5 rikkihappo-liuoksella, joka sisälsi 2 g/1 tioureaa, 30 minuutin aikana lämpötilassa 40 - 70°C. Kokeen päätyttyä yhdistetyt suodokset ja pesuliuos sisälsivät 90 % hopeasta.

Esiemrkki 3 60 g näyte samaa pasutetta, jota käytettiin esimerkissä 1, uutettiin 15 % kiinteää ainetta sisältäväksi pH-arvossa 1,5 käyttämällä jäännöselektrolyyttiä (60 g/L Zn, 180 g/1 H2S04), joka sisälsi 20 g/1 tioureaa 30 minuutin aikana 87238 lämpötilassa 40 - 70°C. Kokeen päätyttyä yhdistetyt suodokset ja pesuliuos sisälsivät 94 % hopeasta.

Esimerkki 4 100 g näyte uutosjäännöstä (20,9 & Zn, 36,1 % Fe, 7,5 % Pb, 330 g/t Ag), joka oli valmistettu uuttamalla pasutetta pH-arvossa 1,5, uutettiin 23 % kiinteää ainetta sisältäväksi pH-arvossa 1,5 0,5 tunnin aikana lämpötilassa 40°C käyttämällä vesipitoista rikkihappoliuosta, joka sisälsi 5 g/1 tioureaa. Kokeen päätyttyä liete suodatettiin ja yhdistetyt suodokset ja pesuliuos sisälsivät 95 % siitä hopeasta, joka oli käytetty syötössä.

Esimerkki 5 20 g näyte aktivoitua kookospähkinäkuorihiiltä upotettiin 15 minuutiksi 0,45 litraan vesipitoista liuosta, joka sisälsi 2 g/1 tioureaa. 15 minuutin kuluttua hiili suodatettiin pois ja laskettiin sen sisältävän 2 painoprosenttia : tioureaa laskettuna suodoksen analyysin perusteella.

Tiourealla impregnoitu hiili lisättiin tämän jälkeen - : : 100 g näytteeseen pasutetta (65,8 % Zn, 9,30 % Fe, 64 g/t Ag) .ja uutettiin 30 minuuttia pH-arvossa 1,5 ja lämpötilassa 75°C käyttämällä jäännöselektrolyyttiä. Kokeen päätyttyä 87,6 % hopeasta oli saatu uutetuksi pasutteesta ja hiili sisälsi 280 g/t Ag eli 98,1 % liuotetusta hopeasta, jolloin hopean kokonaistalteenottosaanto oli 86 %.

Esimerkki 6 5 g näyte aktivoitua hiiltä upotettiin 0,110 litraan vesiliuosta, joka sisälsi 25 g/1 tioureaa, 30 minuutin ajaksi. Hiilen laskettiin sisältävän 20 painoprosenttia tioureaa suodoksen analyysin perusteella. Tiourealla impregnoitu hiili lisättiin tämän jälkeen 100 g:aan näytettä 10 87238 samaa pasutetta kuin esimerkissä 5 ja uutettiin 30 minuuttia pH-arvossa 1,5 lämpötilassa 75°C jäännöselektrolyytillä. Kokeen päätyttyä 88,8 % hopeasta oli saatu uutetuksi pasutteesta ja hiili sisälsi 1000 g/t Ag eli 96,7 % liuotetusta hopeasta, jolloin hopean kokonaissaanti oli 86 %.

Esimerkki 7 60 g aktivoitua kookospähkinänkuorihiiltä lisättiin dekant-terilasiin, jossa oli 1,2 1 uutosliuosta vastaten 56 mg/1 Ag ja 13,7 g/1 tioureaa pH-arvossa 1,5. Lietettä sekoitettiin huoneen lämpötilassa ja 1 tunnin kuluttua hiilessä todettiin olevan 1064 g/t hopeaa, mikä vastasi kokonais-hopean adsorptiotulosta 95 %.

Vaikkakin keksintöä on edellä selostettu sen edullisten suoritusmuotojen valossa, on selvää, että kaikki muutkin vaihtoehtoiset toteutusmuodot ovat myöskin mahdollisia sekä että keksintö rajoittuu ainoastaan patenttivaatimuksiin.

I-

Claims (5)

11 87238

1. Menetelmä hopean taiteenottamiseksi sinkkipasutteista tai neutraalisistä tai matalahappoisista jäännöksistä, tunnettu siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa a) uutetaan hopeapitoiset sinkkipasutteet tai neutraalit tai hieman happamet uuttamisjätteet ilmakehän paineessa happamalla sulfaattiliuoksella, joka sisältää 0,1 - 20 g/1 tioureaa, lämpötiloissa 30 - 85°C ja pH-arvoissa 1-5, liuottamiseksi hopeasta yli 85 %, ja b) liuotettu hopea otetaan talteen lisäämällä hiiltä uutos-lietteeseen hopean adsorboimiseksi hiileen ja seulomalla hopea-pitoinen hiili.

2. Menetelmä hopean taiteenottamiseksi sinkkipasutteista tai neutraaleista tai hieman happamista uutos jäännöksistä, tunnettu siitä, että sen vaiheet ovat seuraavat: a) aktiivihiilen saattaminen reagoimaan vesipitoisessa tio-urealiuoksessa, b) tiourealla impregnoidun eli imeytetyn hiilen suodattaminen pois tiourealiuoksesta sellaisen tiourealla imeytetyn hiilen muodostamiseksi, joka sisältää 1-25 paino-% tioureaa, c) tiourealla imeytetyn hiilen lisääminen hopeapitoisiin sink-kipasutteisiin tai neutraaleihin tai hieman happamiin uutos-jäännöksiin, ja uuttaminen happamella sulfaattiliuoksella lämpötilassa 30 - 85°C ja pH-arvoissa 1-5, jolloin täten samanaikaisesti liuotetaan ja adsorboidaan enemmän kuin 85 % hopeasta aktiivihiileen, ja d) hopeapitoisen hiilen seulonta.

3. Patenttivaatimuksen 1 tai 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että hapan sulfaatti1iuos on laimennettu rikkihappoliuos, jäännöselektrolyytti tai kierrätetty uutos-neste . 87238 12

4. Patenttivaatimuksen 2 mukainen menetelmä, tunnettu siitä, että aktiivihiili imeytetään 1-25 paino-%:sesti tiourealla saattamalla hiili reagoimaan liuoksen kanssa, joka sisältää 1-20 g/1 tioureaa, ajassa 10 minuuttia - 2 tuntia.

5. Menetelmä hopean taiteenottamiseksi sinkkipasutteista tai neutraalista tai matalahappoisista jäännöksistä, tunnet-t u siitä, että menetelmä käsittää vaiheet, joissa a) uutetaan hopeapitoiset sinkkipasutteet tai neutraalit tai hieman happamet uuttamisjätteet ilmakehän paineessa ja aktiivi-hiilen läsnäollessa happamalla sulfaatti1iuoksel1 a, joka sisältää 0,1 - 20 g/1 tioureaa lämpötilassa 30 - 85°C ja pH-arvossa 1-5 samanaikaisesti liuottamalla ja adsorboimalla enemmän kuin 85 % hopeasta aktivoituun hiileen; ja b) seulotaan hopeapitoinen hiili. 13 87238