KR810002044B1 - Process of hydrometallurgical treatment for eliminating impurities from a solution containing dissolved metals - Google Patents

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KR810002044B1
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리스만 데 록커렌트 서지
데 레버 잭키스
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죠지스 베터르만·진 와겐너
홀럭스 에스. 에이.
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes

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Abstract

The method of hydrometallurgical treatment for eliminating metal impurities from zinc sulphate containing Fe+++ is characterized by adding a silicate to the zinc sulphate to form a silicic acid, and then mixing a neutralizing base to it to make pH values between 1.5 and 4.5 and to precipitate metal impurities with the residue of solid state, consisted mainly of ferro silicate.

Description

용해된 금속들을 함유하고 있는 용액으로부터 불순물들을 제거하기 위한 습식야금 처리방법.Wet metallurgical treatment to remove impurities from a solution containing dissolved metals.

제1도는 본 발명에 의한 방법을 구체적으로 설명한 첫번째 블록선도(block diagram)이고,1 is a first block diagram specifically illustrating a method according to the invention,

제2도는 제1도에서 설명한 본 발명의 방법중 한가지를 변형시켜서 구체적으로 설명한 블록선도이다.FIG. 2 is a block diagram specifically illustrated by modifying one of the methods of the present invention described in FIG.

본 발명은 추출하려는 금속류가 용해되어서 포함되어 있는 용액으로 부터 금속 불순물들을 제거하기 위한 습식야금처리법에 관한 것으로, 특히 황산 아연용액으로부터 철불순물들을 제거하기 위한 방법이다.The present invention relates to a wet metallurgical treatment for removing metal impurities from a solution in which the metals to be extracted are dissolved and included, in particular, a method for removing iron impurities from a zinc sulfate solution.

습식야금법에 있어서, 산화된 아연광, 즉 배소된 아연광의 부식물로부터 유출된 황산아연용액에서 쉽게 기우려 따라서(dacantable) 여과할 수 있는 잔류물 상태로 철을 선택적으로 제거하는 방법에는 세가지 주된 공업적 방법이 있다.In the wet metallurgical process, there are three main industrial methods for the selective removal of iron in the form of residues that are easily filterable and therefore filterable in zinc sulphate effluents from the corrosives of oxidized zinc or ie roasted zinc ores. There is a way.

이 잔류물은 원래 관련된 방법에 의하여 자로사이트, 침철광 또는 적철광으로 만들어진다.This residue is originally made of jarosite, goethite or hematite by relevant methods.

그러나 일반적으로 이 잔류물들이 산업적으로나 공업적으로 아무런 가치가 없을뿐만 아니라 심지어는 환경오염의 관점에서 볼때 저장문제가 시급하기 때문에 이러한 방법에는 문제점에 있으며, 또한 이 방법에 필요한 유속과 지속시간을 유지하기 위해서는 비용이 많이 들며 손이 많이가는 기계장치들이 필요하다.However, this method is problematic in general because these residues are not industrially or industrially worthless, and even storage issues are urgent from the point of view of environmental pollution, and also maintain the required flow rates and durations. To do this requires expensive and hand-held machinery.

본 발명의 주된 목적중의 하나는 제거하려고 하는 불순물들을 함유하고 있으며 더 이상의 어떠한 처리를 하지 않고도 산업적으로 이용하거나 건축용구와 같은 공업제품을 제조하는데 원료로써 직접 사용될 수 있는 잔류물을 생성해내는 매우 단순한 방법을 제공하는 것이다.One of the main objectives of the present invention is to contain impurities which are to be removed and to produce residues which can be used directly as raw materials for industrial use or in the manufacture of industrial products such as construction tools without any further treatment. It is to provide a simple way.

본 발명의 방법에 의하여 수득된 잔류물은 뚝을 쌓거나 혹은 시멘트나 콘크리트에 사용되는 응집체로서 사용될 수 있다.Residues obtained by the process of the invention can be used as stacks or as aggregates used in cement or concrete.

본 발명에 대한 기타 상세한 설명과 특징들은 첨부된 도면과 더불어 본 발명의 범위를 제한하기 않은 구체적인 실시예에서 기술한 내용으로 분명하게 알게될 것이다.Other details and features of the present invention will be apparent from the following description taken in conjunction with the accompanying drawings and in the specific embodiments which do not limit the scope of the invention.

첨부된 도면에 있어서 동일한 표시번호들은 동일하거나 유사한 성분들을 가리킨다.Like reference numerals in the accompanying drawings indicate the same or similar components.

일반적으로 본 발명은 금속 형태로 추출하고자 하는 금속들이 용해되어서 함유되어 있는 용액으로 부터 금속불순물들을 제거하기 위한 습식야금처리법에 관한 것이다.Generally, the present invention relates to a wet metallurgical treatment for removing metal impurities from a solution in which metals to be extracted in a metal form are dissolved.

특히, 본 발명은 금속상태로 아연을 추출하기 위하여 전기분해하여서 황산아연의 용액으로부터 금속불순물들, 특히 철을 제거하기 위한 방법에 관한 것이다. 이때 사용되는 용액은 보통 산화된 아연광의 잔류물, 특히 아연광을 침출시켜서 유출되는 배소된 아연광을 황산으로 부식시키므로써 얻어진다.In particular, the present invention relates to a method for removing metal impurities, in particular iron, from a solution of zinc sulfate by electrolysis to extract zinc into the metal state. The solution used here is usually obtained by eroding residues of oxidized zinc ores, especially zinc oxide, which is discharged by leaching zinc ores with sulfuric acid.

본 발명에 의한 방법은 앞에서 기술한 용액에 알칼리토금속과 같은 규산염이나 규산아연을 첨가하여 용해된 규산을 형성하도록 하여서 pH 1.5-4.5 사이에서 금속 불순물들이 침전되어 잘 여과할 수 있고 쉽게 세척할 수 있는 규산염 잔류물을 형성하는 것이 특징이다.The method according to the present invention adds silicate or zinc silicate, such as alkaline earth metal, to the solution described above to form dissolved silicate, so that metal impurities precipitate between pH 1.5-4.5, which can be filtered well and easily washed. It is characterized by the formation of silicate residues.

규산아연을 사용할 경우에는, 먼저 용액의 pH를 1.5 이하로 유지시켜서 규산아연이 빨리 용해되도록 한 후에 알칼리 토금속 규산염(가급적이면 규산칼슘이나 석회)을 첨가하여 pH를 1.5-4.5로 유지시켜 주어서 불순물들이 침전되어 주로 규산철로 이루어진 고체상의 규산염 잔류물을 형성하도록 하였다.If zinc silicate is used, first maintain the pH of the solution below 1.5 so that the zinc silicate dissolves quickly, then add alkaline earth metal silicate (preferably calcium silicate or lime) to maintain the pH at 1.5-4.5 It was precipitated to form a solid silicate residue consisting mainly of iron silicate.

똑같은 경우에 있어서 pH를 1.5 이하로 유지시키기 위해서 또한 산화된 아연광을 사용할 수도 있는데, 규산의 형성은 알칼리토금속 규산염을 첨가하여 이루어지며 앞에서 기술한 불순물들이 침전되도록 pH 1.5-4.5사이를 유지시켰을 때 앞에서 기술한 고체상 규산염 잔류물이 형성되는데, 이것은 충분한 염기성의 규산염이나 석회를 첨가시키므로써 이루어질 수 있다.In the same case, an oxidized zinc ore can also be used to maintain the pH below 1.5. The formation of silicic acid is accomplished by the addition of alkaline earth metal silicates and when the pH is maintained between 1.5 and 4.5 to allow the impurities described above to precipitate. The solid silicate residues described are formed, which can be done by adding sufficient basic silicates or lime.

다른 경우에 있어서, 특히 규산칼슘을 사용할 경우에는 알칼리토금속 규산염만을 사용할 수 있다.In other cases, only alkaline earth metal silicates may be used, especially when calcium silicates are used.

왜냐하면 그러한 규산염들은 pH 1.5-4.5 사이에서 충분히 용해되므로 이들 규산염들이 용해된 후에 제거하려고 하는 이온들의 침전이 이루어지기 때문이다.Because such silicates are sufficiently dissolved between pH 1.5-4.5, precipitation of the ions to be removed occurs after these silicates are dissolved.

이 용액에 용해된 규토의 실제적인 양은 항상 극히 감소된 상태로 남아있다. 왜냐하면 규산염이 용해되어서 철이나 그 밖의 제거하려고 하는 가능한 다른 금속이온들과 순간적으로 반응하여서 pH 1.5-4.5 사이로 유지되었을 때 고체상의 규산염 잔류물들이 형성되기 때문이다. 용액에서 침전이 형성되도록 하기 위한 우선적인 범위는 pH가 2.5-3 사이의 범위이다.The actual amount of silica dissolved in this solution always remains extremely reduced. This is because solid silicate residues form when the silicate dissolves and reacts instantly with iron or other possible metal ions to be removed and remains between pH 1.5-4.5. The preferred range for the precipitation to form in solution is in the range of pH 2.5-3.

침전된 후에도 과량의 용해된 규토가 있게 되는 것을 방지하기 위해서, 첨가하는 규산염의 분량은 제거하려고 하는 불순물들에 대한 화학량론적 분량(stoechiometrical amount)을 초과하지 않도록 하는 것이 발람직하다.In order to prevent excess dissolved silica coming after precipitation, it is advisable that the amount of silicate added does not exceed the stoechiometrical amount for the impurities to be removed.

제1도는 본 발명에 의한 방법의 구체적인 실시예 즉 산화된 아연광으로부터 아연을 추출하기 위해서 필요한 여러가지 단계들을 자세하게 설명한 것이다.Figure 1 illustrates in detail a specific embodiment of the process according to the invention, ie the various steps necessary for extracting zinc from oxidized zinc ores.

이 방법은 광석(1)을 "순환산(return acid)"이라 불리우는 황산(2)으로 부식시켜서 수득한 황산아연을 전기분해하여서 음극에 아연금속을 침전시키는 방법으로 이루어지는데, 이 전기분해단계는 도면에 도시하지 않았다.This method consists of depositing zinc metal on the cathode by electrolysis of zinc sulfate obtained by corrosion of the ore (1) with sulfuric acid (2) called "return acid". Not shown in the drawings.

앞에서 기술한 부식물은 알려진 바와같이 1단계 또는 2단계로 이루어질 수 있다.The corrosives described above can be made in one or two stages as is known.

1단계로 부식물을 만드는 경우에 있어서도, 제1도에서 예시한 바와 같이 중성매질에서 부식이 일어나지 않을 때까지 사용할 수 있도록 과량의 광석을 사용한다.Even in the case of making the corrosive in one step, an excess of ore is used so that it can be used until corrosion does not occur in the neutral medium as illustrated in FIG.

(Ⅱ)에서 기우려 따라서 분리한 황산아연을 함유하고 잇는 용액(3)을 정제한 후에 앞에서 언급한 전기분해단계로 보내는 반면에 기우려 따라서 분리한 나머지 잔류물 즉 200-400g/l의 고체상의 농도를 갖고 있으며 일반적으로 "중성잔류물"이라고 불리우는 잔류물(4)를 보통 85-95℃의 온도에서 아연준강자성체들을 용해시기 위해서 더 농축된 산으로 부식시켰다.The solution (3) containing zinc sulfate isolated according to (II) was purified and sent to the above-mentioned electrolysis step, while the remaining residue separated from it (ie 200-400 g / l solid phase) was purified. The residue (4), which has a concentration and is commonly called “neutral residue”, was corroded with a more concentrated acid to dissolve the zinc ferromagnetics at temperatures typically 85-95 ° C.

이러한 중성 잔류물을 산으로 부식시키는 것은 1개 또는 그 이상의 역류단계를 사용하여 일어나게 할 수 있다.Corrosion of such neutral residues with acids can occur using one or more counterflow steps.

제 1도는 두단계 부식에 관해 도시한 것이다.Figure 1 illustrates two stage corrosion.

(Ⅲ)에서 중성잔류물(4)를 더 농축된 산(10)과 순환산(2)을 이용하여 부식시킨 후에, (Ⅳ)에서 기우려 따라서 철이 용해되어있는 용액(5)와 농도가 짙어진 잔류물(6)으로 분리한 후 이 잔류물을 앞단계에서 사용한 산보다 더 농축된 산인 약 98의 산(7)과 순환산(2)을 이용하여 다시 부식시킨 후, 이 반응생성물을 (Ⅵ)에서 여과한 다음, 여과된 물질을 세척수(8)로 처리하여서 광석(1)에 존재 할 수 있는 귀금속류와 납이 풍부한 고체잔류물(9)을 수득하었다.In (III), the neutral residue (4) is corroded using more concentrated acid (10) and circulating acid (2), and then in (IV), so that iron is dissolved in solution (5) and concentration is high. After separation into a residue (6), the residue was corroded again with about 98 acids (7) and circulating acid (2), which were more concentrated than those used in the previous step. After filtering in VI), the filtered material was treated with washing water (8) to obtain noble metals and lead-rich solid residues (9) which may be present in the ore (1).

(Ⅵ)에서 형성된 더 농축된 산인 여과액의 일부(10)은 부식시키는데 사용하기 위해서 (Ⅲ)으로 재순환시키는 반면에 나머지 여과액을 세척수(8)과 용액(5)로 희석하여 산도가 H256SO41ℓ당 5-250g 즉 가급적이면 H2SO41ℓ당 30-60g, 본 발명에 의하여 가장 바람직하기는 H2SO41ℓ당 30-45g으로 만든 액(11)은 (Ⅶ)에서 pH가 1.5 이하 즉 0.5-1.5 사이가 될때까지 산화된 아연광(12)을 중화시켰다.Part 10 of the filtrate, the more concentrated acid formed in (VI), is recycled to (III) for use in corrosion, while the remaining filtrate is diluted with wash water (8) and solution (5) so that the acidity is H 256. SO 4 per 1ℓ 5-250g that is possible if the H 2 SO 4 1ℓ per 30-60g, most preferably by the present invention is liquid (11) made of 30-45g per H 2 SO 4 1ℓ is the pH at (ⅶ) The oxidized zinc ore 12 was neutralized until less than 1.5, that is, between 0.5 and 1.5.

(Ⅷ)에서 용액을 기우려 따라내어서 잔류물(13)을 분리하여 필요에 따라서 아연 준강자성체가 가용화(solubilize)되도록 하기 위하여 중성잔류물이 부식되도록 (Ⅲ)으로 되돌려보냈다.The solution was decanted in (iii) to separate the residue (13) and returned to (III) to corrode the neutral residue in order to solubilize the zinc ferromagnetic material as needed.

또한 (Ⅷ)에서 기우려 따라내어서 만든 산성용액(14)에 pH를 1.5-4.5, 가능한한 2.5-3을 유지하면서 규산칼슘 즉 슬랙(slag)과 같은 염기성 규산염의 충분한 양(15)을 첨가하여서 본 발명에 의하여 규산상태로된 용해된 규토를 (Ⅸ)에서 형성하여서 불순물들, 특히 철을 함유하고 있는 규산염잔류물들을 침전시켰다. 이러한 침전과정을 산화매질, 예를들면 공기나 산소(16)을 유입시키거나 필요에 따라 HnO2와 같은 산화제(17)를 넣어주어서 이루어진 산화매질에서 일어나게할 때에 용액내에 존재할 수 있는 Fe+++로 산화된 후에 Fe++도 침전된다.In addition, a sufficient amount (15) of basic silicate, such as calcium silicate, or slag, is added to the acidic solution (14) prepared by decanting in (iii), while maintaining a pH of 1.5-4.5 and 2.5-3 as much as possible. Thus, in the present invention, dissolved silica soil in the silicic acid state was formed in (i) to precipitate the silicate residues containing impurities, especially iron. Fe +++ which may be present in the solution when this precipitation takes place in an oxidizing medium, for example by introducing an oxidizing medium, for example air or oxygen 16 or by adding an oxidant 17 such as HnO 2 as necessary. After oxidation, Fe ++ also precipitates.

(Ⅸ)에서 부식하는데 걸리는 시간은 일반적으로 약 1-4시간 정도이며 이것은 Fe++이온의 존재에 따라 좌우된다.Corrosion time in (iii) is generally about 1-4 hours, depending on the presence of Fe ++ ions.

(Ⅸ)에서 형성된 반응 생성물은 (Ⅹ)에서 기우려 따라 내에서 농도가 짙어진 생성물(18)을 (ⅩI)에서 여과한 후 세척수(19)로 처리하고, (ⅩI)에서 기우려 따라낸 용액(20)과 (ⅩI)에서 세척수(19)로 희석된 여과액(21)과 용액(3)이 합쳐져서 아연을 추출하기 위하여 전기분해 단계로 넘어간다.The reaction product formed in (iii) was filtered in (x) and treated with washing water (19), followed by filtration in (x), whereby the concentrated product (18) was concentrated in (x). In (20) and (XI), the filtrate 21 and the solution 3 diluted with the wash water 19 are combined to proceed to the electrolysis step to extract zinc.

(Ⅹ)에서 기우려 따르는 단계는 여러 경우에 있어서 생략할 수도 있다. 왜냐하면 일반적으로 고체상의 농도가 비교적 높기 때문이다.Steps to follow in (iii) may be omitted in many cases. This is because the concentration of the solid phase is generally relatively high.

그러므로 (Ⅸ)에서 형성된 반응혼합물을 직접(ⅩI)에서 여과할 수 있다.Therefore, the reaction mixture formed in (iii) can be filtered directly.

(ⅩI)에서 형성된 여과물질(22)는 전기분해 단계로 보내어야할 황산아연 용액으로 부터 제거하려고 하는 모든 불순물들이 함유되어 있는 고체상 규산염 잔류물이므로 이 물질은 일반적으로 아연광에 존재하고 있는 안티몬, 비소, 알루미늄, 주석 및 게르마늄 특히 철과 같은 불순물을 함유하고 있다.The filtrate (22) formed in (XI) is a solid silicate residue containing all impurities to be removed from the zinc sulphate solution to be sent to the electrolysis step, so the substance is usually antimony or arsenic present in zinc ore. , Impurities such as aluminum, tin and germanium, especially iron.

제2도는 제1도에 예시된 구체적인 실시형의 한가지 변형을 도시한 것인데, 이것은 앞에서 기술된 부식단계가 중성화 작용단계(Ⅶ)로 부터 생성된 잔류물을 분리하지 않고 이루어진다는 사실이 제1도에서 예시한 방법과 다르다.FIG. 2 shows one variation of the specific embodiment illustrated in FIG. 1, which is the fact that the corrosion step described above is achieved without separating the residue produced from the neutralization step. This is different from the method illustrated in.

이 변형에 있어서, 앞에서 기술된 단계 (Ⅶ)과 (Ⅸ)에서 불순물들을 침전시키기 위하여 알칼리토금속의 염기성규산염 즉 슬랙과 같은 규산칼슘이나 필요에 따라 슬랙, 산화아연 또는 석회로 만들어지는 규산화된 아연광을 사용하는 것이 좋으며 고체상 규산염잔류물들이 형성된 후에는 제1도에 예시된 방법과 동일한방 법으로 분리시킨다.In this variant, the basic silicates of alkaline earth metals, i.e. calcium silicates, such as slack, or silicate zinc oxides made of slack, zinc oxide or lime as necessary to precipitate impurities in steps (iii) and (iii) described above It is recommended to use and after the solid silicate residues are formed, it is separated in the same manner as illustrated in FIG.

다음에 몇가지 실험을 기술하였는데, 이 실험은 본 발명에 의한 방법을 수행하기 위한 화학적 반응조건들을 결정하기 위하여 실시한 것이다.Several experiments have been described below, which have been carried out to determine the chemical reaction conditions for carrying out the process according to the invention.

[실시예 1]Example 1

10g/l의 Fe, 150g/l의 Zn 및 5.4g/l의 Mg를 함유하고 있는 침출액(300㎖)와 슬랙(29g)을 철은 전혀 함유되어 있지 않지만 그외의 다른 불순물들이 함량이 똑 같이 포함되어 있는 침출액(100㎖)가 들어있는 반응기에 첨가시켰다.No leaching of leach (300 ml) and slack (29 g) containing 10 g / l Fe, 150 g / l Zn and 5.4 g / l Mg but no other impurities. It was added to the reactor containing the leach solution (100ml).

반응하는 동안 pH를 5 이상을 유지시키기 위하여 반응물들을 규칙적으로 첨가시켰다.The reactants were added regularly to maintain the pH above 5 during the reaction.

반응혼합물을 섭씨 70-80도에서 나선형 교반기인 헬릭스(helix)로 교반한 후 진공 상태에서 따뜻한 혼합물을 여과하였다.The reaction mixture was stirred with a helix (helix), a spiral stirrer at 70-80 degrees Celsius, and the warm mixture was filtered under vacuum.

여과액의 조성은 다음과 같다 ; Zn, 149.8g/l;Mg, 7g/l;Al, 0.05g/l;Fe, 0.7g/l.The composition of the filtrate is as follows; Zn, 149.8 g / l; Mg, 7 g / l; Al, 0.05 g / l; Fe, 0.7 g / l.

[실시예 2]Example 2

10g의 Fe와 150g의 Zn과 8.4g의 Mg과 미량의 Cu를 함유하고 있는 침출액(300㎖)와 슬랙(26g)을 철은 전혀 함유되어 있지 않지만 그외의 다른 불순물의 함량이 같은 침출액(100㎖)가 들어 있는 반응기에 첨가시켰다.A leachate containing 10g of Fe, 150g of Zn, 8.4g of Mg, and a small amount of Cu (300ml), and a slack (26g) containing no iron but with the same content of other impurities (100ml ) Was added to the reactor containing.

반응되는 동안 pH를 1.5 이상으로 유지시키기 위하여 반응물을 규칙적으로 혼합시켰으며 또한 공기를 주입시켜서 산화시키는 조건을 유지하게 하였다.During the reaction, the reactants were mixed regularly to maintain the pH above 1.5, and air was injected to maintain the oxidizing conditions.

전체 반응물을 섭씨 70-80도에서 교반한 다음 진공상태에서 따뜻한 반응 혼합물을 여과하여서 얻은 여과액의 조성은 다음과 같다.The composition of the filtrate obtained by stirring the whole reactant at 70-80 degrees Celsius and then filtering the warm reaction mixture in vacuum.

Zn, 149.8g/l; Mg, 8.3g/l; Al, 0.1g/l.Zn, 149.8 g / l; Mg, 8.3 g / l; Al, 0.1 g / l.

[실시예 3]Example 3

10g의 Fe, 150g의 Zn 및 11.4g의 Mg을 함유하고 있는 침출액(300㎖)와 슬랙(26g)을 철은 전혀 포함되지 않았지만 그외의 불순물이 함량이 같은 침출액(100㎖)가 들어 있는 반응기에 첨가시키는데, 이때 반응되는 동안 pH를 1.5 이상 유지시키기 위하여 반응물을 규칙적으로 첨가시켰다.A leachate (300 mL) and slack (26 g) containing 10 g of Fe, 150 g of Zn, and 11.4 g of Mg were placed in a reactor containing leachate (100 mL) containing no iron but the same impurities. During which the reaction was added regularly to maintain a pH of at least 1.5 during the reaction.

여기에 유기성이나 무기성 산화제를 약간 첨가시킨후 반응매질을 섭씨 70-80도에서 헬릭스로 교반하였다. 이 따뜻한 혼합물을 진공상태에서 여과하여 얻은 여과액의 조성은 다음과 같다.After slightly adding an organic or inorganic oxidizing agent, the reaction medium was stirred with helix at 70-80 degrees Celsius. The composition of the filtrate obtained by filtering this warm mixture in vacuum is as follows.

Zn, 149.8g/l; Mg, 10.4g/l; Al, 0.2g/l.Zn, 149.8 g / l; Mg, 10.4 g / l; Al, 0.2 g / l.

이 세가지 실시예에서 다음과 같은 결론을 얻을 수 있다.In these three embodiments, the following conclusions can be drawn.

-실질적으로 모든 철분 즉 2가 철뿐만 아니라 3가 철도 제거시킬 수 있다.Practically all iron, ie bivalent iron, as well as trivalent rail can be removed.

-Mg의 농도는 일정한 한계치 이하로 유지된다.The concentration of -Mg is kept below a certain threshold.

제1도와 제2도의 블록선도에 기초를 둔 본 발명에 의한 공정의 한가지 실질적인 공업적 실시예로써 다음과 같은 실시예를 만들었다.As one practical industrial embodiment of the process according to the invention based on the block diagrams of FIGS. 1 and 2, the following examples were made.

다음과 같은 분석치를 갖고 있는 배소된 아연광(시간당 측정치 15.5톤)을 H2SO4176g/l의 농도를 가지는 순환산(2)(시간당 79입방미터)으로 (I)에서 접촉시켰다.The roasted zinc ore (measured at 15.5 tonnes per hour) with the following analyses was contacted in (I) with circulating acid (2) (79 cubic meters per hour) with a concentration of 176 g / l H 2 SO 4 .

Zn Fe Pb Al2O3 Zn Fe Pb Al 2 O 3

60% 9% 1.77% 0.249%60% 9% 1.77% 0.249%

(II)에서 분리하여 얻은 고체상의 농도가 400g/l인 아연 준강자성체를 함유하고 있는 농도가 짙어진 잔류물을 (Ⅲ)에서 섭씨 90-95도에서 뜨거운 산으로 부식시키고 또한 여기에서 (Ⅵ)에서 여과하여 얻어진 여과액의 대부분을 형성하고 있는 재순환 된 산(10)과 순환산(2)을 첨가시켜서 약 30g/l의 평균산도를 얻도록 하였다.The thickened residue containing the zinc ferromagnetic substance having a concentration of 400 g / l solid phase obtained in (II) was corroded by hot acid at (90) to (95) in (III) and (VI) Recycled acid (10) and circulating acid (2), which form most of the filtrate obtained by filtration, were added to obtain an average acidity of about 30 g / l.

준강자성체의 일부가 제거되어 농도가 짙어진 잔류물(6)을 (Ⅴ)에서 순환산(2)와 약 98%로 농축된 깨끗한 황산(7)을 유입시켜서 이루어진 더 산도가 강한 용액(매리터당 100-500g의 속도)으로 재처리하였다.Part of the ferromagnetic material was removed, and the concentrated residue (6) was introduced from (V) by introducing a circulating acid (2) and clean sulfuric acid (7) concentrated to about 98% (per ml) Reprocessed at a rate of 100-500 g).

이렇게 부식되어서 생긴 잔류물(9)은 실질적으로 모든 아연이 제거되는 반면에 처리된 광석에 존재하는 모든 납과 귀금속들을 포함하게 된다.This corroded residue 9 contains substantially all of the lead and precious metals present in the treated ore while substantially all of the zinc is removed.

여과액의 일부분(11)은 세척수(8)로 희석되어서 약 30-40g/l의 H2SO4를 함유하고 있는 산성용액을 만들기 위하여 기우려 따라낸 액(5)에 첨가된다.A portion 11 of the filtrate is diluted with wash water 8 and added to the decanted solution 5 to produce an acidic solution containing about 30-40 g / l of H 2 SO 4 .

아연 이외에도 용해된 철과 전기분해에 유해한 다른 금속들을 높은 농도로 함유하고 있는 이 용액은 용액내에 있는 모든 아연을 실질적으로 그대로 유지시키면서, 철과 그밖의 유해한 금속들을 침전시키기 위하여 본 발명에 의거한 적절한 처리를 받게 된다.In addition to zinc, this solution, which contains a high concentration of dissolved iron and other metals that are harmful to electrolysis, is suitable for precipitating iron and other harmful metals while substantially maintaining all zinc in the solution. Will be processed.

제2도에 도시한 두번째 변형에 의거하여 pH를 1.5-4.5로 유지시키기 위하여 이 용액에 규산칼슘(12), (15)를 첨가시키는데, 만일 필요하다면 석회와 같은 다른 염기성 물질들을 첨가시켜 주고 또한 용액의 증발을 더욱 촉진시키기 위해서 산화제(16)과 산화성 공기(17)를 주입시켜 주므로써 용해된 CaSO4의 존재량이 감소된다.Calcium silicate (12), (15) is added to this solution to maintain the pH at 1.5-4.5 based on the second variant shown in FIG. 2, and if necessary, other basic substances such as lime are also added. In order to further promote the evaporation of the solution, the amount of dissolved CaSO 4 is reduced by injecting the oxidant 16 and the oxidizing air 17.

F+++의 침전반응은 매우 빠르므로 실질적으로 1시간 후에는 완결된다. 그러나 광석과 슬랙내에 함유되어 있는 유황으로부터 발생되어 나올 수 있는 F++을 산화시키기 위하여 (Ⅸ)에서의 반응시간을 약 4시간까지 연장시키는 것이 바람직하다.The precipitation reaction of F +++ is so fast that it is virtually complete after 1 hour. However, it is desirable to extend the reaction time in (i) to about 4 hours in order to oxidize F ++ which may be generated from sulfur contained in ore and slack.

사실상 Fe++가 Fe+++로 산화하는 것은 비교적 완만하게 일어난다.In fact, the oxidation of Fe ++ to Fe +++ occurs relatively slowly.

철의 침전종말단계에서 얻어진 용액의 pH가 침출액에서 얻은 용액(I에서)의 pH와 비슷하게 하여서 전기분해 단계로 들어가기 전에 거치는 정제단계에서 직접 사용할 수 있도록 한다.The pH of the solution obtained at the end of the precipitation of iron should be similar to the pH of the solution (at I) obtained in the leachate, so that it can be used directly in the purification step prior to entering the electrolysis step.

(ⅩI)에서 여과될 용액의 pH는 3-4 정도인 비교적 낮은 산도이기 때문에 이미 공지된 정제방법들에서 보다 덜 비싼 재료들을 사용할 수가 있으며 이때 아연추출의 효율은 약 99.5%이다.Since the pH of the solution to be filtered in (XI) is a relatively low acidity of about 3-4, less expensive materials can be used than previously known purification methods, and the efficiency of zinc extraction is about 99.5%.

이렇게 수득된 규산염자류물이 여과가 매우 잘되며 역류세척을 철저하게 할 수 있다는 것이 발견되었다.It was found that the silicates obtained in this way are very well filtered and can be thoroughly backwashed.

이 잔류물들은 매우 안정하며 비유득성 물질일 뿐만 아니라 더 나아가서는 본 발명에 의하여 시멘트에서의 응집체나 건축용블록을 제조하기 위한 시동물질로써 또한 뚝을 쌓는데 사용되는 물질로써 사용될 수 있는 특징들을 갖고 있다.These residues are not only very stable and unprofitable materials but also have features that can be used by the present invention as starting materials for producing aggregates or building blocks in cement and also as materials used for stacking.

이 잔류물은 또한 공업적 규모로 용이하게 다룰 수 있는 형태로써 철을 함유하고 있다는 사실로 인하여 시멘트 분야에서 특히 활발하게 이용할 수 있다는 사실이 발견되었다. 더구나 산성용액에 존재하는 황산의 슬랙으로 중화작용시키므로써 생기는 석고와 주로 슬랙으로부터 유출되지만 또한 처리된 용액으로부터 부분적으로 유출될 수 있는 규토 및 알루미나(alumina)등이 존재하는 생성물을 용광로 내에 삽입시키기 전이나 삽입시킨 후에 사용하는 시동물질의 첨가제로써 특히 시멘트분야에 유용한 생성물로 만들었다.This residue has also been found to be particularly active in the cement industry due to the fact that it contains iron in a form that can be easily handled on an industrial scale. Furthermore, before inserting into the furnace a product containing gypsum produced by neutralizing the sulfuric acid slack in the acidic solution and silica, alumina, etc., which are mainly released from the slag but also partially released from the treated solution. It is an additive to the starting materials that are used after insertion, but is especially useful for cement applications.

그러므로 본 발명은 또한 앞에서 기술한 방법으로 부터 얻어지는 여과시키지 않거나 건조시켜서 형성된 생성물과 그 생성물의 유용한 응용, 특히 시멘트 분야에서의 응용뿐만 아니라 앞에서 언급한 성분들을 함유하고 있는 생성물을 소모시킬 수 있는 어떠한 산업에서의 응용도 분명히 포함된다. 또한 관찰된바에 의하면, 지금까지 위에서 기술한 실험에서 얻어진바와 같이 아연 전기분해를 해야할 용액 내에 있는 마그네슘 용액은 규산염 유도체, 특히 규산철과 공침전되므로써 감소될 수 있다.The present invention therefore also contemplates any industry which is capable of consuming the product formed by the above-mentioned methods without filtration or drying and the product containing the aforementioned components as well as useful applications of the product, in particular in the field of cement. The application in It has also been observed that the magnesium solution in the solution to be subjected to zinc electrolysis as has been obtained so far in the experiments described above can be reduced by coprecipitation with silicate derivatives, in particular iron silicate.

이미 앞에서 언급된 바와 같이 매질 내에 농축된 규산은 항상 매우 낮은 농도이며 침전과정이 일어나는 동안 실질적으로 불변한다.As already mentioned earlier, silicic acid concentrated in the medium is always at very low concentrations and is substantially constant during the precipitation process.

알칼리 토금속류의 규산염류, 특히 슬랙의 반응성이 매우 높기 때문에 pH조건을 변화시켜 가면서 회분법으로 반응시킬 필요가 없다.Since the reactivity of alkaline earth metal silicates, especially slack, is very high, it is not necessary to react by the batch method by changing pH conditions.

이렇게 하여 만들어진 규산은 철에 의하여 즉시 침전되어서 이미 앞에서 언급한 바와 같이 마그네슘 같은 다른 유해금속류를 따라 전기분해 단계로 옮겨간다.The silicic acid thus produced is immediately precipitated by iron and transferred to the electrolysis step along with other harmful metals such as magnesium, as mentioned previously.

pH가 약 1.5에 이를 때까지의 첫번째 중화단계를 산화되었거나 규산화 된 아연광과 같이 진행시키는 것이 본 방법의 잇점을 더욱 증진시켜 주는 것이다.Advancing the first neutralization step with oxidized or silicified zinc ore until the pH reaches about 1.5 further enhances the advantages of the process.

만일 산화아연을 사용하였다면 최종 규산염 잔류물의 질은 더욱 상당하게 떨어진다.If zinc oxide was used, the quality of the final silicate residues is much lower.

게다가 첫번째 단계에서 규산아연을 도입하는 것은 규산염 광석을 위하여 특별히 마련된 방법에 의하여 어렵게 처리되는 광석으로 부터 아연을 추출하기 위한 매우 실질적인 방법이다.In addition, the introduction of zinc silicate in the first stage is a very practical method for extracting zinc from ores that are difficult to treat by methods specially prepared for silicate ores.

사실상 매질의 pH가 1.5 이상을 초과하지 않는한 규산아연의 용해반응은 빨리 완결되고, 그렇게 형성된 잔류물은 정말로 잘 여과될 수 있다는 것이 밝혀졌으며, pH가 더 높은 용액의 경우에는 일반적으로 그렇지 못하다. 한가지 실예로써, 용액이 알루미늄을 포함하고 있을 경우에 pH 약 3에서 규산아연 입자들의 표면에 규소-알루미나 형태로 침전되는 경향이 있으며 또한 규산아연 입자들의 용해 반응을 억제하게 된다. 그러므로 공업적인 규모로써 1.5 이상의 pH에서 실질적으로 반응속도와 아연 수득률을 감소시키지 않고 용액내에 있는 금속불순물들을 침전시키기 위하여 알칼리토금속류의 규산염 대신에 규산화된 아연을사용할 수 없다는 것이 밝혀졌다.In fact it has been found that the dissolution reaction of zinc silicate can be completed quickly and the residue thus formed can be filtered really well, unless the pH of the medium exceeds 1.5 or more, and generally not so with higher pH solutions. As an example, when the solution contains aluminum, it tends to precipitate in the form of silicon-alumina on the surface of the zinc silicate particles at pH about 3 and also inhibits the dissolution reaction of the zinc silicate particles. It has therefore been found that on industrial scale it is not possible to use zinc silicate in place of silicates of alkaline earth metals to precipitate metal impurities in solution without substantially reducing the reaction rate and zinc yield at pH above 1.5.

이러한 문제점은 규산칼슘의 함량이 높은 슬랙을 사용할 경우에는 존재하지 않는다. 왜냐하면 이 규산염은 pH 1.4-4.5 사이에서 높은 반응성을 나타내기 때문이다.This problem does not exist when using a slag having a high content of calcium silicate. This silicate is highly reactive between pH 1.4-4.5.

또한 본 발명이 아연광의 침출액으로 부터 유출되는 황산아연 용액의 정제나 앞에서 기술한 변형들에만 국한되는 것이 아니라는 것을 주목하여야 한다.It should also be noted that the present invention is not limited to the purification of zinc sulfate solution flowing out of the leachate of zinc ores or the modifications described above.

그러므로 지금까지 앞에서 명확하게 기술되었던 것 보다 본 발명의 방법에 대한 더 많은 변형들에 따라서 많은 다른 습식야금법으로 규산염 잔류물과 같은 유해한 불순물들을 침전시킬 수 있다.Therefore, many other wet metallurgy methods can precipitate harmful impurities, such as silicate residues, according to more variations of the process of the present invention than have been clearly described so far.

규산염 잔류물을 침전시키기 위한 산성조건들은 제거하려고 하는 불순물의 종류와 전기분해하여서 추출하고자 하는 금속의 종류나 유출된 산의 종류에 따라서 또는 선택적으로 분류하여서 얻기 위한 또다른 추출과정에 따라서 결정된다.The acidic conditions for the precipitation of the silicate residues depend on the type of impurities to be removed and the type of metals to be extracted by electrolysis or the type of acid released or another extraction process to obtain selective sorting.

첨부된 도면에 예시된 바와 같이 방법들에 대한 여러 단계의 변형들은 2번이나 2번 이상의 단계로 나눌 수 있는데 이 단계로는 예를들어 염기성 규산염과 같은 염기성 물질을 첨가하여 먼저 규산을 형성한후 이 슬랙에서 완전히 부식되지 않은 염기성 물질을 분리시킬 수 있도록 하는 (Ⅸ)에서의 부식의 경우와 두번째로 철분을 최대한도로 침전시키기 위하여 산화성매질에 예를들어 과량의 석회를 첨가하는 경우가 될 수 있다.As illustrated in the accompanying drawings, several steps of modifications to the methods can be divided into two or more than two steps, for example, after the formation of silicic acid by first adding a basic material such as a basic silicate. It may be the case of corrosion in (i), which allows the separation of basic materials that are not completely corroded in this slack, and secondly, for example, the addition of excess lime to the oxidizing medium in order to precipitate iron to the maximum. .

본 발명에 의한 방법 이전의 몇몇 통상적인 단계들과 비교하여 볼 때 본 발명에 의한 방법의 몇가지 장점 중에는 아연광의 침출물에서 유출된 잔류물을 처리하는 방법이 있는데, 이 방법에서는 비교적 많은 양의 SO4이온의 유출이 전체반응에 있어서 황산의 양을 조절하고, 농축된 산이 희석되므로써 그리고 부식되는 동안에 발생되는 열의 덕택으로 농축된 용액들을 수득할 수 있도록 한다는 것을 유의하여야 한다.Some of the advantages of the process according to the invention compared to some conventional steps prior to the process according to the invention include the treatment of residues from the leaching of zinc ore, in which a relatively large amount of SO 4 It should be noted that the outflow of ions controls the amount of sulfuric acid in the overall reaction and makes it possible to obtain concentrated solutions by diluting the concentrated acid and by virtue of the heat generated during corrosion.

본 발명에 의한 방법을 앞에서 기술하여본 결과, 본 발명에 의한 방법은 제거하려고 하는 철분을 함유하고 있는 용액을 정제시키는데 특히 유용하다.As a result of the foregoing description of the process according to the invention, the process according to the invention is particularly useful for purifying a solution containing iron to be removed.

본 발명은 사실상 용액에서 일어나는 화학적 및 침전현상에 철이 중요한 역할을 한다는 사실에 그 근거를 두고 있다. 그러므로 1.5 이하의 pH에서 규산화된 아연광을 용해시킨 후에 비교적 높은 온도를 유지하면서 용액의 pH를 1.5 이상으로 올려서 용해된 규토를 침전시켜서 규산화된 아연광으로 부터 규토를 제거하는 방식의 침전 메카니즘은 본 발명에 의한 방법과 상당히 다르다.The present invention is based on the fact that iron plays an important role in the chemical and precipitation phenomena occurring in solution. Therefore, after dissolving the siliceous zinc ore at a pH of 1.5 or less, the precipitation mechanism of the method of removing silica from the siliceous zinc ore by precipitating the dissolved silica by raising the pH of the solution to 1.5 or more while maintaining a relatively high temperature. It is quite different from the method according to the invention.

이 경우에 있어서는 중합 반응에 의하여 규토가 응고되는 반면에 본 발명에 의한 방법에서는 높은 온도를 전체조건으로 하지 않아도 규산화철이 형성된다.In this case, while the silica is solidified by the polymerization reaction, iron silicate is formed in the method according to the present invention even if the high temperature is not set as a whole condition.

정제하려고 하는 용액내에 마그네슘 함량이 어떤 한계치를 초과했을때 이 마그네슘의 일부는 형성된 규산화철과 공침된다는 예기치 않은 중요한 사실을 전반에 걸쳐 주위하여야한다. 그러한 방법에 있어서, pH를 1.5 이상의 상태로 올려서 사용한 석회내의 마그네슘의 존재는 어떤 특별한 결점을 갖고 있지 않는다.It is important to note throughout the unexpected important fact that when the magnesium content in the solution to be purified exceeds some threshold, some of this magnesium co-precipitates with the formed iron silicate. In such a method, the presence of magnesium in lime used at elevated pH above 1.5 does not have any particular drawbacks.

본 발명에 의한 몇몇 경우에 있어서, 만일 광석내에 마그네슘이나 규산염의 함량이 비교적 높다면, 잘 여과되고 잘 세척되는 잔류물을 얻기 위하여 필요한 규산화철의 충분한 양을 형성하고 용액내에 존재하는 다른 불순물들이 충분히 공침되도록 하기 위해서는 앞에서 언급된 용액의 pH를 1.5 이상으로 올려준 후에 이 용액에 철이온을 일정량 첨가하는 것이 유용할 수도 있다.In some cases according to the present invention, if the content of magnesium or silicate in the ore is relatively high, it forms a sufficient amount of iron silicate which is necessary to obtain a well filtered and well washed residue and the other impurities present in the solution are sufficient. In order to be co-precipitated, it may be useful to raise the pH of the above-mentioned solution to above 1.5 and then add a certain amount of iron ions to the solution.

첨가된 철의 양은 실질적으로 용액내에서 용해될 수 있거나 용해된 규토에 대하여 가급적 화학량론적양이어야 한다.The amount of iron added should be substantially stoichiometric, preferably with respect to dissolved silica, dissolved or dissolved in solution.

Claims (1)

Fe+++이온을 함유하고 있는 황산아연 용액으로 부터 금속불순물을 제거하기 위한 습식야금 처리방법에 있어서, 황산아연 용액에 규산염을 가하여 용해시켜서 규산을 형성시킨 다음 pH 1.5-4.5가 되도록 중화염기를 가하여 금속불순물들이 규산화철을 주체로 한 고체상 잔류물로 침전되게 함을 특징으로하는 Fe+++이온을 함유하고 있는 황산아연 용액에서 금속불순물들을 제거하기 위한 습식야금 처리방법.In the wet metallurgical treatment for removing metal impurities from a zinc sulfate solution containing Fe +++ ions, silicate is added to a zinc sulfate solution to dissolve it to form silicic acid, and then neutralized base to pH 1.5-4.5. A wet metallurgical treatment for removing metal impurities from a zinc sulphate solution containing Fe +++ ions, wherein the metal impurities are precipitated as a solid residue mainly composed of iron silicate.
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