IT202000016192A1 - Procedimento per il trattamento contemporaneo di residui dell’industria metallurgica non ferrosa, con ottenimento di pigmenti a base di ossidi di ferro ed altri prodotti valorizzabili, in accordo con le strategie dell’economia circolare - Google Patents
Procedimento per il trattamento contemporaneo di residui dell’industria metallurgica non ferrosa, con ottenimento di pigmenti a base di ossidi di ferro ed altri prodotti valorizzabili, in accordo con le strategie dell’economia circolare Download PDFInfo
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Description
Procedimento per il trattamento contemporaneo di residui dell?industria metallurgica non ferrosa, con ottenimento di pigmenti a base di ossidi di ferro ed altri prodotti valorizzabili, in accordo con le strategie dell?economia circolare
La presente invenzione si riferisce al settore tecnico del trattamento di residui solidi generati dall?industria metallurgica non ferrosa, con lo scopo di produrre da essi prodotti valorizzabili e materie prime secondarie e di ridurre drasticamente o eliminare la necessit? di smaltire questi residui in discarica, in accordo con le strategie dell?economia circolare.
In particolare, la presente invenzione ha per oggetto un trattamento contemporaneo di diverse tipologie di residui generati dall?industria della produzione dello zinco e del piombo.
La gestione attuale dei residui generati dalle industrie di produzione dello zinco e del piombo presenta, in termini ambientali, economici e sociali, delle forti criticit?, per le quali sono auspicabili interventi nel breve e medio periodo. Alcuni di questi residui contengono ancora, in misura pi? o meno elevata, elementi potenzialmente valorizzabili ma in forma chimica non adatta per la loro estrazione con i processi industriali comunemente utilizzati (jarosite, goethite, scorie KSS, scorie Waelz, residui derivanti da processi termici di ?fuming? di jarosite, goethite o scorie KSS).
In particolare le scorie Waelz ed i residui derivanti da processi termici di ?fuming? di jarosite, goethite o scorie KSS, oltre a tracce di elementi minoritari in forma combinata, hanno principalmente un contenuto significativo di ferro ossido a basso stato di ossidazione, ma distribuito in maniera uniforme all?interno di una matrice a base di calcioallumino silicati.
Inoltre, poich? le scorie Waelz ed i residui derivanti da processi termici di ?fuming? di jarosite, goethite o scorie KSS escono dall?impianto in forma fusa alla temperatura di circa 1000 ?C e vengono repentinamente spente mediante granulazione ad umido, la matrice ha una forte componente amorfa.
Questa forma chimica rende gli ossidi di ferro non separabili dalla matrice con mezzi meccanici e separazioni magnetiche; d?altra parte, proprio per queste caratteristiche, le scorie Waelz ed i residui derivanti da processi termici di ?fuming? di jarosite, goethite o scorie KSS sono chimicamente inerti e quindi facilmente gestibili come rifiuto.
Tuttavia, se si considera ad esempio che un impianto Waelz di dimensioni medie produce circa 150000 t/anno di scorie, questo comporta un consumo annuo importante dei volumi di discarica ed una perdita del potenziale valore dato dagli ossidi di ferro presenti.
Questa condotta comporta perdita di materiali valorizzabili ed uso non razionale dei volumi di discarica disponibili, ormai sempre pi? scarsi. In aggiunta, viste le politiche ambientali legate alla disincentivazione per la concessione di nuovi spazi di discarica, le industrie rischiano quindi di arrivare, in un futuro ormai prossimo, alla saturazione di questa via di smaltimento, con conseguente necessit? di chiusura e perdita di migliaia di posti di lavoro diretti ed indiretti.
Negli ultimi anni, anche nel settore della produzione dello zinco e del piombo ? subentrata la consapevolezza della necessit? di un passaggio dall?Economia Lineare all?Economia Circolare. Per questo motivo si stanno studiano nuovi processi per ridurre all?origine la quantit? di rifiuti prodotti e, laddove questo non sia possibile, individuare tecniche e trattamenti in grado di minimizzare gli scarti da inviare a smaltimento, recuperando e reimmettendo nei cicli produttivi la maggior quantit? possibile di componenti valorizzabili. Per raggiungere questo scopo, si stanno studiando nuovi processi creati ad hoc, dedicati ai residui attualmente destinati a smaltimento in discarica.
Su residui potenzialmente ?ricchi?, come jarosite, goethite, scorie KSS, sono state individuate diverse possibilit? di separazione di composti e reimmissione nei cicli produttivi; per le scorie Waelz e, talvolta, per i residui derivanti da processi termici di ?fuming? di jarosite, goethite o scorie KSS, le principali possibilit? di reimpiego note in letteratura riguardano un loro utilizzo come inerti per opere civili oppure un recupero del ferro mediante riduzione termica spinta. Riguardo al primo tipo di impiego, quando in passato le scorie Waelz sono state utilizzate tal quali per sottofondi stradali, a contatto con gli agenti atmosferici hanno dato origine a contaminazioni dovute al lento ma costante rilascio di metalli.
Riguardo all?impiego all?interno di matrici cementizie, o nella produzione di materiali ceramici, questa possibilit? al momento ? solamente teoricamente realizzabile, i relativi studi essendo ancora in corso e le applicazioni reali essendo ancora rare.
La separazione del ferro in forma di ghisa, mediante carboriduzione ad alta temperatura, ? nota e possibile con diversi processi. Tuttavia, poich? spesso, assieme al ferro, ? presente una quantit? di rame sufficiente a contaminare la ghisa prodotta, rendendola non commerciabile, questo tipo di recupero non ? universalmente applicabile, ma solo quando il rame ? assente o presente in concentrazione trascurabile.
Dato il valore intrinseco del ferro recuperabile ed il costo dei processi per estrarre selettivamente il rame ed il ferro, tale scelta, per quanto tecnicamente praticabile, non sempre ? sostenibile economicamente.
Esiste pertanto, nello specifico settore, la necessit? di colmare le mancanze dovute allo stato attuale delle tecnologie applicabili al trattamento di scorie Waelz e di residui derivanti da processi termici di ?fuming? di jarosite, goethite o scorie KSS per la produzione di nuove materie prime secondarie, nell?ottica dell?Economica Circolare.
In questo contesto viene ad inserirsi la soluzione secondo la presente invenzione, che si propone di fornire un procedimento articolato, basato su processi termici e idrometallurgici.
Difatti, il procedimento secondo la presente invenzione offre numerosi vantaggi, che risulteranno chiari in seguito.
Il procedimento secondo la presente invenzione si rivolge al trattamento contemporaneo di diverse tipologie di residui generati dall?industria della produzione dello zinco e del piombo.
Nel seguito verr? data una descrizione generale del procedimento secondo l?invenzione, descrivendo, a scopo esemplificativo e non limitativo, l?applicazione al trattamento delle scorie Waelz. Tuttavia, il procedimento secondo la presente invenzione pu? essere applicato ad altri tipi di materiali di partenza, quali ad esempio residui derivanti da processi termici di ?fuming? di jarosite, goethite o scorie KSS che abbiano un contenuto di ferro ossido distribuito in maniera assimilabile, all?interno di una matrice a base di calcioallumino silicati sufficiente a rendere tecnologicamente e economicamente sostenibile il procedimento stesso. Nelle Figura 1 e Figura 2 annesse ? quindi rappresentato schematicamente, a titolo esemplificativo ma non limitativo, uno schema a blocchi del procedimento secondo l?invenzione, applicato al trattamento delle scorie Waelz.
Il procedimento proposto impiega trattamenti termici e idrometallurgici ed ? concettualmente suddiviso in tre fasi:
- pretrattamento meccanico del materiale;
- pretrattamento termico del materiale; e
- trattamenti idrometallurgici.
Il procedimento secondo l?invenzione, che verr? descritto in dettaglio nel seguito a titolo esemplificativo e non limitativo con particolare riferimento a forme preferite di realizzazione, ? in grado di estrarre selettivamente il ferro presente nel materiale, per ottenere un materiale ferroso che pu? essere convertito in prodotti ad alto valore aggiunto. In particolare, secondo la presente invenzione, viene proposto preferibilmente di convertire il materiale ferroso ottenuto in pigmenti a base di ossidi, nel seguito identificati con l?acronimo IOP (Iron Oxide Pigments), il cui valore commerciale rende autosostenibile il costo del processo di trattamento stesso. Si consideri, ad esempio, che da una tonnellata di scoria Waelz si possono ottenere circa 0,25 tonnellate di IOP e che la quotazione minima per tale prodotto ? di circa 1400,00 euro/tonnellata di IOP. La valorizzazione di tale prodotto, per una produzione annua di circa 130000 t/anno di scorie Waelz, ? potenzialmente stimabile in 45 milioni di euro.
In aggiunta, il procedimento secondo l?invenzione consente di estrarre il manganese presente nel residuo mediante processi di estrazione e purificazione di tipo noto come, a titolo di esempio, solubilizzazione in basi e successiva deposizione elettrochimica, ottenendo ossido di manganese da destinare al mercato di riferimento.
Il procedimento proposto consente, inoltre, di recuperare selettivamente l?argento presente nel residuo tramite processi di estrazione e purificazione di tipo noto come, a titolo di esempio, estrazione con soluzioni saline e precipitazione con reattivi, ottenendo solfuro di argento da inviare al mercato di riferimento o ad ulteriori processi di affinamento.
Il procedimento proposto consente di rigenerare e recuperare flussi di materia all?interno del processo stesso. Questa peculiarit? consente, a meno dei minimi reintegri necessari, di ricircolare i reattivi all?interno del processo, riducendo contemporaneamente i consumi energetici complessivi e l?impatto ambientale, incrementando ulteriormente l?autosostenibilit? del processo secondo i criteri dell?Economia Circolare.
Al termine delle fasi di separazione, il procedimento proposto genera inoltre un materiale chimicamente inerte, a base di calcio/alluminio silicati, idoneo all?impiego come materia prima secondaria, in opere civili e costruzioni. Nel caso meno favorevole che il mercato non sia in grado di assorbire completamente questo materiale, la parte restante ? conforme ai requisiti di smaltibilit? in discarica, senza ulteriori trattamenti.
Il procedimento proposto, nel suo complesso, ? quindi in grado di produrre, dagli scarti originariamente destinati alla discarica, composti ad alto valore aggiunto destinabili ai mercati di riferimento (IOP (Iron Oxide Pigments), manganese, argento, inerte per impieghi in opere civili e costruzioni), andando a ridurre i potenziali rifiuti da smaltire. In uno scenario meno favorevole, laddove non sia possibile, per ragioni di mercato, il riutilizzo della frazione inerte, questa pu? essere facilmente smaltita; anche in questo caso non favorevole, la riduzione ponderale dei rifiuti da smaltire, rispetto alla situazione dei procedimenti attualmente noti, sarebbe almeno del 50%.
Il procedimento proposto, di cui di seguito si dar? una descrizione pi? in dettaglio (le lettere maiuscole tra parentesi riferendosi alle fasi del procedimento riportate nelle figure 1 e 2) impiega trattamenti termici e idrometallurgici ed ? concettualmente suddiviso in tre fasi:
- pretrattamento iniziale (A);
- pretrattamento termico del materiale (B); e
- trattamenti idrometallurgici (C).
In particolare, il procedimento secondo l?invenzione pu? essere applicato a scorie Waelz raffreddate e abbancate in cumulo, a scorie Waelz di nuova produzione, prelevate direttamente a bocca di impianto o a miscele dei due materiali.
Il pretrattamento iniziale (A) secondo il procedimento proposto prevede una macinazione delle scorie Waelz abbancate in cumulo (che generalmente presentano una granulometria ottimizzata per l?abbancamento, troppo grande per il trattamento secondo la presente invenzione) oppure un raffreddamento delle scorie Waelz di nuova produzione prelevate direttamente a bocca di impianto. Qualora si utilizzi una miscela dei due materiali, questi possono essere miscelati prima dello specifico pretrattamento o dopo i pretrattamenti dei singoli materiali.
Il pretrattamento termico (B) secondo il procedimento dell?invenzione ? in grado di ottenere una matrice prevalentemente a base di composti salini altamente solubili in acqua; questa trasformazione serve per conferire alla scoria Waelz cos? trattata delle caratteristiche specifiche per favorire le successive reazioni di lisciviazione, rendendo pi? efficiente il recupero selettivo di specie chimiche di interesse.
Nel procedimento secondo l?invenzione, il pretrattamento termico (B) ? realizzato aggiungendo alla scoria Waelz, in opportune quantit?, del solfato di ammonio (oppure acido nitrico e/o acido solforico, in miscela con il solfato di ammonio oppure con un altro reagente in grado di favorire una reazione con le scorie Waelz che consenta di ottenere dapprima la formazione dell?intermedio di reazione solfato acido di ammonio, (NH4)HSO4 e, successivamente ed in sequenza la formazione di solfati solubili di ferro e manganese e lo sviluppo di ammoniaca). Per semplicit? di esposizione, nel seguito il procedimento secondo l?invenzione sar? descritto impiegando come reattivo il solfato di ammonio.
La scoria Waelz miscelata con il solfato di ammonio viene portata ad una temperatura compresa tra 200 ?C e 600 ?C, mediante una qualunque apparecchiatura o insieme di apparecchiature in grado di garantire condizioni di reazione neutro/ossidanti e temperature di lavoro comprese tra 200 ?C e 600 ?C. A titolo esemplificativo ma non limitativo, il pretrattamento termico (B) pu? essere condotto con forni elettrici, forni rotativi a fiamma diretta ed a fiamma indiretta, forni con fluido di scambio ad olio diatermico o a sali fusi, forni a microonde o combinazioni di tali apparecchiature.
Nel procedimento secondo l?invenzione, durante il pretrattamento termico (B), la scoria Waelz unita al solfato di ammonio viene sottoposta ad un trattamento termico in reattore, in ambiente neutro/ossidante, a temperature crescenti, comprese tra 200 ?C fino a 600 ?C.
Il pretrattamento termico cos? descritto permette la conversione delle specie di ferro e manganese presenti nella scoria Waelz in composti quali solfati di ferro e solfati di manganese solubili in acqua e dunque maggiormente lisciviabili nelle successive fasi di estrazione e purificazione. Nel range di temperatura compreso fra 200 ?C e a 600 ?C, il reattivo solfato di ammonio utilizzato si decompone dando origine a solfato acido di ammonio e ammoniaca. Il solfato acido di ammonio reagisce con gli ossidi di ferro e manganese originando i rispettivi solfati ed acqua. Alla temperatura compresa fra 200 ?C e a 600 ?C l?ammoniaca e l?acqua vengono allontanate dal reattore sulla linea off gas e successivamente condensate generando ammoniaca in soluzione concentrata. L?ammoniaca cos? ottenuta viene poi accumulata e utilizzata come reattivo e come correttore di acidit? nelle successive fasi del processo.
Al termine del pretrattamento termico (B) della scoria Waelz con solfato di ammonio si ottiene quindi un flusso di ammoniaca recuperabile e un solido costituito in prevalenza da solfati di ferro e di manganese che subir? i trattamenti idrometallurgici (C).
Nel procedimento secondo l?invenzione, per l?avvio della fase di trattamento idrometallurgico (C), il solido risultante dalla precedente fase di trattamento termico (B) della scoria Waelz, anche definita arrostimento, viene quindi indirizzato ai processi di estrazione. In particolare, il materiale viene messo in contatto con acqua e sottoposto ad agitazione, con lo scopo di favorire il passaggio in soluzione dei solfati di ferro e manganese.
La miscelazione della scoria Waelz pretrattata con acqua pu? essere realizzata industrialmente con un qualsiasi macchinario o apparecchiatura di tipo noto alla tecnologia di settore.
Il solido lavato con acqua viene quindi separato dal liquido e viene convogliato in una successiva fase di processo dedicata al recupero dell?argento (G) che verr? descritto nei paragrafi successivi. Il liquido invece, arricchito selettivamente di ferro e manganese, prosegue il trattamento idrometallurgico.
In particolare, nelle condizioni di reazione secondo l?invenzione, il liquido di lavaggio della scoria Waelz pretrattata termicamente viene sottoposto ad un cambio di acidit? compreso fra pH 2 e 8 in ambiente ossidante (D). In una versione preferita del procedimento secondo l?invenzione, la variazione di pH viene realizzata con l?aggiunta di ammoniaca proveniente dalla precedente fase di pretrattamento termico. In una applicazione preferita dell?invenzione, l?ambiente ossidante pu? essere ottenuto mediante insufflazione di ossigeno, aria, aria arricchita di ossigeno. La variazione di pH e l?ambiente ossidante provocano la precipitazione del ferro inizialmente disciolto nel liquido sotto forma di ossiidrossidi misti. In una versione preferita dell?invenzione, la precipitazione del ferro pu? avvenire ad una temperatura compresa tra 10?C e 150 ?C, con una pressione parziale di ossigeno compresa tra 0 bar e 10 bar ed un tempo di contatto compreso tra 1h e 4h. Il precipitato cos? ottenuto viene separato dalla soluzione e inviato alle linee di purificazione e produzione di IOP (Iron Oxide Pigments) secondo le tecniche note.
La soluzione acquosa ottenuta dopo la precipitazione del ferro contiene ancora solfato di manganese. Inoltre ? presente solfato di ammonio prodotto a seguito della conversione del ferro solfato in ossi-idrossidi di ferro misti.
Nel procedimento secondo l?invenzione, la soluzione acquosa cos? descritta viene trattata per recuperare in forma valorizzabile il manganese (E). Per ottenere questo risultato alla soluzione viene aggiunto bicarbonato di ammonio che provoca la precipitazione di carbonato di manganese e la formazione di ulteriore solfato di ammonio. In una realizzazione preferita del procedimento secondo l?invenzione, il bicarbonato di ammonio pu? essere ottenuto dalla carbonatazione dell?ammoniaca in soluzione ottenuta dalla sezione di pretrattamento termico (B). La soluzione contenente solfato di ammonio viene inviata ad una sezione dedicata nella quale viene prodotto solfato di ammonio solido e acqua, secondo procedimenti noti. Il solfato di ammonio solido viene utilizzato come additivo nella fase di pretrattamento termico (B) mentre l?acqua separata viene indirizzata in testa alle sezioni di idrometallurgia.
Il carbonato di manganese ottenuto viene successivamente trasformato in ossido di manganese commercializzabile mediante processi di solubilizzazione ed elettrodeposizione (F).
Il solido residuo ottenuto durante la solubilizzazione di ferro solfato e manganese solfato nella fase di trattamento idrometallurgico (C) contiene ancora argento come elemento valorizzabile e viene indirizzato al ciclo di recupero dedicato (G). In particolare, il materiale viene messo in contatto con acido solforico in soluzione acquosa e sottoposto ad agitazione con lo scopo di favorire il passaggio in soluzione di eventuali elementi interferenti per il recupero dell?argento. Dalla separazione solido/liquido (H) si ottengono due flussi. La soluzione acquosa a base di acido solforico solubilizza i residui di ferro e manganese ancora eventualmente presenti sul solido e viene rilanciata sulla linea di recupero di ferro e manganese (D).
Il solido restante, contenente argento, viene sottoposto a lisciviazione (I) con una soluzione di cloruro di sodio concentrato, in modo da ottenere, in specifiche condizioni di esercizio un policloruro di argento solubile (nel seguito indicato come cloruro di argento).
In una applicazione del procedimento secondo l?invenzione, la temperatura alla quale viene condotta la lisciviazione (I) ? compresa tra 25?C e 50?C. L?argento viene successivamente recuperato in forma di argento solfuro addizionando solfuro di sodio alla soluzione di cloruro di argento precedentemente ottenuta (L).
Il residuo solido prodotto al termine dei processi idrometallurgici descritti ? un materiale chimicamente inerte, a base di calcio/alluminio silicati, idoneo all?impiego come materia prima secondaria, in opere civili e costruzioni. Nel caso meno favorevole che il mercato non sia in grado di assorbire completamente questo materiale, la parte restante ? conforme ai requisiti di smaltibilit? in discarica, senza ulteriori trattamenti.
Il procedimento proposto, nel suo complesso, ? quindi in grado di produrre, dagli scarti originariamente destinati alla discarica, composti ad alto valore aggiunto destinabili ai mercati di riferimento (IOP (Iron Oxide Pigments), manganese, argento, inerte per impieghi in opere civili e costruzioni), andando ad ridurre i potenziali rifiuti da smaltire; in uno scenario meno favorevole, laddove non sia possibile, per ragioni di mercato, il riutilizzo della frazione inerte, questa pu? essere facilmente smaltita. Anche in questo caso non favorevole, la riduzione ponderale dei rifiuti da smaltire, rispetto alla situazione attuale, sarebbe almeno del 50%.
Il successivo esempio descrive una forma di realizzazione del procedimento secondo l?invenzione.
Esempio
L?esempio illustra nella pratica una applicazione del procedimento oggetto dell?invenzione.
Si illustra una forma di applicazione del procedimento secondo l?invenzione al trattamento di una scoria Waelz, prodotta dalla linea di produzione dello zinco secondo il processo Waelz.
Nella successiva Tabella 1 ? riportata l?analisi elementare della scoria Waelz utilizzata per la prova.
Tabella 1
La scoria Waelz utilizzata per prova ? una scoria raffreddata e abbancata in cumulo, che ? stata sottoposta a una macinazione in modo da incrementare l?omogeneit? del materiale. Nell?esempio descritto, viene creata una miscela 1:1 tra la scoria Waelz macinata e solfato di ammonio solido. Questa miscela ? stata sottoposta a pretrattamento termico in ambiente neutro/ossidante ad una temperatura di 400?C per 2 ore. In questa applicazione, il reattore di pretrattamento termico utilizzato ? un forno elettrico a muffola. Durante il pretrattamento termico, ? stata osservata la produzione di ammoniaca che tuttavia, nell?esempio descritto, non ? stata a recuperata. Al termine del pretrattamento della scoria Waelz, si sono formati solfato di ferro e solfato di manganese, assieme ad altri solfati degli elementi principali presenti, come si pu? vedere dai dati riportati in Tabella 2, che si riferisce alla composizione cristallografica del solido pretrattato.
Tabella 2
Il materiale cos? ottenuto ? stato sottoposto ai trattamenti idrometallurgici.
In questo esempio di applicazione dell?invenzione, il materiale prodotto al termine del pretrattamento della scoria Waelz ? stato quindi sottoposto a lisciviazione con acqua, utilizzando un rapporto liquido/solido (L/S) pari a 10 ed un tempo di contatto di 1 ora alla temperatura di 25?C. Per la lisciviazione ? stato usato un reattore agitato a pressione atmosferica. Al termine dell?intervallo di tempo indicato, si ? proceduto a separare il solido residuo dalla soluzione acquosa mediante filtrazione sotto vuoto. Il solido cos? ottenuto ? stato asciugato in stufa termostatata a 70?C in attesa di essere sottoposto ai trattamenti mirati al recupero dell?argento.
Nella successiva Tabella 3 ? illustrata la composizione della soluzione acquosa ottenuta al termine della lisciviazione con acqua della scoria Waelz pretrattata termicamente.
Tabella 3
Rispetto alla scoria Waelz iniziale, a seguito della lisciviazione con acqua si ? ottenuta un?estrazione selettiva di ferro e manganese rispettivamente del 46,8% e del 44,0%.
La soluzione acquosa cos? ottenuta ? stata sottoposta ad una correzione di pH fino al raggiungimento di pH 4.5 mediante aggiunta di ammoniaca, in modo da provocare la precipitazione selettiva dei composti del ferro come ossi-idrossidi che sono stati separati per filtrazione e sottoposti a ulteriori trattamenti termici per ottenere IOP (Iron Oxide Pigments). In questa fase, la precipitazione del ferro originariamente in soluzione ? superiore al 99%. A seguito della variazione di pH, ? stato ottenuto anche solfato di ammonio in soluzione.
Dopo la separazione degli osso-idrossidi di ferro, la soluzione acquosa contenente, oltre al solfato di ammonio, ancora il manganese ? stata sottoposta ai trattamenti idrometallurgici finalizzati al suo recupero. Il manganese, ? stato quindi convertito in carbonato di manganese, portando la soluzione a pH 7 mediante aggiunta di bicarbonato di ammonio e, successivamente, separato per precipitazione. Il manganese carbonato cos? ottenuto pu? essere in seguito trasformato in manganese ossido per elettrodeposizione previa solubilizzazione in acidi.
Durante la fase di precipitazione del manganese si forma ulteriore solfato di ammonio in soluzione. Il liquido risultante viene inviato al ciclo di recupero del solfato di ammonio solido mediante processi termici. Questi danno luogo a solfato di ammonio solido e acqua che sono reintrodotti nelle fasi (B) e (C) rispettivamente.
Il solido residuo ottenuto in (C) dalla lisciviazione della scoria Waelz ? stato inviato in testa al ciclo di recupero dell?argento (G).
In questa sezione ? stato sottoposto a lisciviazione con una soluzione acquosa di acido solforico 0.1M in rapporto L/S (liquido/solido) 10 per 1 ora a 45?C con lo scopo di concentrare l?argento nella frazione solida ed eliminare eventuali interferenti. Il liquido risultante, contenente anche ferro e manganese, viene inviato in D. Dalla lisciviazione del solido arricchito in argento con una soluzione salina di cloruro di sodio 5M, ? stata ottenuta un?estrazione dell?argento in soluzione del 60%. Per aggiunta di solfuro di sodio alla soluzione salina contente argento, ? stato recuperato per precipitazione oltre il 99% di argento come solfuro di argento.
La presente invenzione ? stata descritta a titolo illustrativo, ma non limitativo, secondo sue forme preferite di realizzazione, ma ? da intendersi che variazioni e/o modifiche potranno essere apportate dagli esperti nel ramo senza per questo uscire dal relativo ambito di protezione, come definito dalle rivendicazioni allegate.
Claims (10)
1. Procedimento per il trattamento di residui dell?industria metallurgica non ferrosa, in particolare scorie Waelz e residui derivanti da processi termici di ?fuming? di jarosite, goethite o scorie KSS, comprendente le seguenti fasi:
- eventuale pretrattamento iniziale (A) del materiale da trattare, per ottenere caratteristiche di granulometria omogenea e temperatura inferiore a;
- pretrattamento termico (B) mediante aggiunta di solfato di ammonio (oppure acido nitrico e/o acido solforico, in miscela con il solfato di ammonio oppure con un altro reagente in grado di favorire una reazione con le scorie Waelz che consenta di ottenere dapprima la formazione dell?intermedio di reazione solfato acido di ammonio, (NH4)HSO4 e, successivamente ed in sequenza la formazione di solfati solubili di ferro e manganese e lo sviluppo di ammoniaca) e innalzamento di temperature crescenti da 200 a 600?C, in ambiente neutro/ossidante, per ottenere la conversione delle specie di ferro e, se presenti di manganese, presenti nel materiale, in composti quali solfati di ferro, e, eventualmente, solfati di manganese, solubili in acqua, con formazione di ammoniaca; e
- trattamenti idrometallurgici (C), secondo le seguenti sottofasi:
- aggiunta di acqua e miscelazione,
- correzione dell?acidit? fino a pH compreso da 2 a 8 in ambiente ossidante,
per ottenere la precipitazione del ferro sotto forma di ossiidrossidi misti.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che detta fase di correzione dell?acidit? ? ottenuta mediante aggiunta di ammoniaca ottenuta dalla fase di pretrattamento termico (B).
3. Procedimento secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzato dal fatto che detto ambiente ossidante ? ottenuto mediante insufflazione di ossigeno, aria o aria arricchita con ossigeno.
4. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che detta precipitazione del ferro viene ottenuta ad una temperatura compresa tra 10?C e 150 ?C, con una pressione parziale di ossigeno compresa tra 0 bar e 10 bar ed un tempo di contatto compreso tra 1h e 4h.
5. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che alla soluzione ottenuta dopo la precipitazione del ferro viene aggiunto bicarbonato di ammonio per provocare la precipitazione di carbonato di manganese e la formazione di ulteriore solfato di ammonio.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che detto bicarbonato di ammonio ? ottenuto dalla carbonatazione dell?ammoniaca ottenuta nella fase di pretrattamento termico (B).
7. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che il solfato di ammonio ottenibile mediante separazione dalla soluzione ottenuta dopo la precipitazione del ferro e, se presente, del manganese, ? utilizzato come additivo nella fase di pretrattamento termico (B).
8. Procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che comprende ulteriori fasi per il recupero dell?argento eventualmente presente nel solido residuo ottenuto durante la solubilizzazione di ferro solfato e manganese solfato.
9. Uso del ferro precipitato sotto forma di ossi-idrossidi misti nel procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8, previa separazione dalla soluzione e purificazione, per la produzione di pigmenti a base di ossidi di ferro.
10. Uso del carbonato di manganese ottenuto nel procedimento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-8, per la produzione di ossido di manganese.
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