MXPA03000209A - Produccion de oxido de zinc a partir de minerales solubles en acido utilizando un metodo de precipitacion. - Google Patents
Produccion de oxido de zinc a partir de minerales solubles en acido utilizando un metodo de precipitacion.Info
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Abstract
La presente invencion se refiere a un aparato y un proceso para producir oxido de zinc a partir de un material que transporta zinc soluble en acido. El proceso de conformidad con la presente invencion comprende las etapas de lixiviar el material de oxido de zinc con acido sulfurico; precipitar el hierro y el silice de la solucion lixiviar usando oxido de calcio; remover el cobre, el cadmio y el cobalto de la solucion lixiviar mediante la cementacion con polvo de zinc; precipitar el oxido de zinc de la solucion lixiviar usando oxido de calcio y mejorar el contenido de zinc en los precipitados de oxido de zinc mediante separar el oxido de zinc del yeso usando una tecnica de dimensionamiento granulometrico o flotacion.
Description
PRODUCCIÓN DE ÓXIDO DE ZINC A PARTIR DE MINERALES SOLUBLES EN ÁCIDO. UTILIZANDO UN MÉTODO DE PRECIPITACIÓN
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN CAMPO DE LA INVENCIÓN La presenta invención se refiere a un método y aparato para la extracción y la recuperación de zinc a partir de materiales que transporta materiales de zinc (soluciones o sólidos) a través de un proceso que se lleva a cabo en un medio de ácido sulfúrico mediante lixiviar el zinc seguido por la precipitación del zinc como óxido y mejorando el contenido de zinc en los precipitados mediante la flotación o el dimensionamiento granulométrico.
ARTE PREVIO Los minerales de zinc solubles en ácido (óxido de zinc, carbonato de zinc, silicato de zinc, etx) se han usado en la producción de metal de zinc desde los inicios de la Industria. La lixiviación de estos minerales y la purificación de las impurezas asociadas con estos minerales están bien establecidas. Word, en un documento publicado en el Diario de Metales, Vol. 29, página 7, Incorporado en este documento como referencia, describe un proceso para el tratamiento hldrometalúrgico del silicato de zinc. La Patente Norteamericana No. 3,954,937, incorporada en este documento como referencia, proporciona un proceso el cual usa una serle de tanques de lixiviación en los cuales la acidez se incrementa progresivamente durante un periodo de al menos tres horas, en el cual una cantidad de dicha acidez final del la solución será de 1.5 a 15 g/l, mientras se mantiene la temperatura de 70° a 90° C, por lo tanto Induciendo a la lixiviación del material y la precipitación simultánea del sílice en una forma cristalina de la cual puede eliminarse mediante filtración. La Patente Norteamericana No. 3,656,941 incorporada en este documento como referencia, describe un proceso para la recuperación de los valores metálicos de un mineral de zinc silíceo en donde el mineral se trata con ácido sulfúrico en una manera continua en tanques agitados. La Patente Norteamericana No. 5,585,079, incorporada en este documento como referencia, describe un método para la recuperación del zinc a partir del material que transporta el óxido de zinc que contiene silicatos. De conformidad con este método, la lixiviación de los compuestos de zinc se lleva a cabo en circunstancias en donde los silicatos permaneces sin disolverse y consecuentemente no causan problemas de filtración. El residuo que transporta el silicato se trata en un proceso Waelz.
Aunque, existen muchos procesos que pueden proporcionar un método para disolver el zinc del mineral de zinc soluble en ácido y las impurezas del precipitado tales como hierro y sílice para hacer el filtrado flltrable, ninguna de las técnicas mencionadas anteriormente se dirigen a un proceso para recuperar el zinc de las soluciones que transportan zinc. La mayoría de los procesos anteriormente mencionados usan un proceso de electrodeposlción para recuperar el zinc de las soluciones de sulfato de zinc. La electrodeposlción es bien conocida en la tecnología, sin embargo, requiere altos costos de capital. Por lo tanto, solamente es apropiada en la tecnología si el valor metálico es significantemente suficiente para construir una planta de electrodeposlción, o de otra manera, un proceso de recuperación tiene que ubicarse e Integrarse en refinerías actuales de zinc.
Otro problema con el proceso de electrodeposlción convencional es que el nivel de concentración del zinc deberá ser mayor que cierto nivel para operarse. Por lo tanto, si la concentración de zinc en el filtrado final de la operación de lixiviación no es lo suficientemente alta, la concentración de zinc en el filtrado de los materiales de zinc solubles en ácido lixiviado tiene que mejorarse.
El zinc en la solución puede concentrarse mediante varios métodos conocidos, tales como la extracción de solventes o el Intercambio de iones. Sin embargo, estos procesos tienen varias desventajas, tales como la limitación de la capacidad de extracción, la contaminación de sustancias orgánicas y el alto costo de capital. Además, estos avances aún requieren un proceso de electrodeposición convencional para recuperar el zinc de la solución que transporta zinc.
Otro avance para recuperar el zinc a partir de la solución que transporta zinc es para precipitar el zinc de una solución por si misma. Ahora el zinc precipitado puede enviarse fácilmente a la refinería de zinc u otras instalaciones que requieren de dichos materiales. El zinc puede precipitarse de la solución de sulfato de zinc como óxido de zinc, hidróxido de zinc o sulfato de zinc básico mediante la adición alcalina. También, el zinc puede precipitarse como sulfido de zinc mediante la adición de sulfido o como carbonato de zinc mediante la adición de dióxido de carbono. Sin embargo, la operación del proceso para producir el sulfido de zinc o el carbonato de zinc es cara. También, la producción de hidróxido de zinc causa severos problemas de filtración y la producción de sulfato de zinc básico resulta en altos costos de transportación dedo que el grado de zinc en el sulfato de zinc básico es muy bajo. La producción de óxido de zinc es el avance más apropiado, pero a menos que se use hidróxido de sodio, que es un reactivo muy caro, el óxido de zinc se contaminará con una gran cantidad de yeso que se co-preciplta durante la precipitación de óxido de zinc.
Por lo tanto, es deseable desarrollar un proceso para la producción de óxido de zinc a partir de una solución de sulfato de zinc que se origina de los materiales de zinc solubles en ácido.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN Es un objeto de la invención proporcionar un aparato para la producción de óxido de zinc a partir de un material que contiene zinc soluble en ácido. El aparato comprende una unidad de lixiviación para la lixiviación del material que contiene zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico, una primera unidad de precipitación para la precipitación del hierro, el sílice y otros materiales (Al, As, Sb. etc) de la solución lixiviar usando óxido de calcio (o Ca(OH)2, MgO, ZnO) y remover el cobre, cadmio, níquel y cobalto a partir de la solución lixiviar mediante la cementación con polvo de zinc. Una segunda unidad de precipitación se usa para precipitar el óxido de zinc de la solución lixiviar usando óxido de calcio (o Ca(OH)2). Posteriormente el óxido de zinc precipitado se separa del sulfato de calcio mediante la flotación con colectores catlónlcos tales como clorhidrato de dodecilamina y sulfato de dodecllamlna y/o xantato amil de potasio como un colector. Esta separación del óxido de zinc del sulfato de calcio también puede lograrse mediante el dimensionamiento granulomótrico. Además, una combinación de las dos técnicas (dimenslonamiento y flotación) puede usarse para separar el óxido de zinc del sulfato de calcio. Además, el seguimiento de estas etapas puede reciclarse a la etapa de lixiviación para recuperar el valor de zinc,
Un objeto adicional de la presente invención es proporcionar un proceso para la producción de óxido de zinc a partir de un material que contiene zinc soluble en ácido. El proceso comprende las etapas de lixiviación del material de zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico, la precipitación de hierro, sílice y otros metales (Al, As, Sb, etc.) de la solución lixiviar usando óxido de calcio (o Ca(OH)2, MgO, ZnO), la cementación de cobre, cadmio, níquel y cobalto en la solución lixiviar con polvo de zinc y la precipitación del óxido de zinc de la solución lixiviar usando óxido de calcio (o Ca(OH)2). Posteriormente, el óxido de zinc precipitado se separa del sulfato de calcio mediante la flotación con los colectores tales como clorhidrato de dodecilamina y sulfato de dodecilamina y/o xantato amil de potasio. La separación de óxido de zinc del sulfato de calcio también puede lograrse mediante el dimenslonamiento granulométrico. Además, una combinación de dos técnicas (dimensionamiento granulométrico y flotación) pueden usarse para separar el óxido de zinc del sulfato de calcio. El seguimiento de estas etapas también puede reciclarse a la etapa de lixiviación para recuperar el valor de zinc.
Aún otro objeto de la presente Invención es proporcionar un precipitado de óxido de zinc que es sustanclalmente libre del sulfato de zinc básico mediante la lixiviación de material que contiene zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico. El hierro, sílice y otros materiales (Al, As, Sb, etc.) se precipitan de la solución lixiviar usando óxido de calcio (o Ca(OH)2> MgO, ZnO) y cobre, cadmio, níquel y cobalto se cementan de la solución lixiviar usando polvo de zinc. El óxido de zinc se precipita de la solución lixiviar usando óxido de calcio.
Un objeto adicional de la presante Invención es proporcionar un proceso para recuperar el cobre y el cadmio de un material que contiene zinc soluble en ácido. El proceso comprende las etapas de lixiviación del material de zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico, la precipitación del hierro, sílice y otros materiales (Al, As, Sb, etc.) de la solución lixiviar usando óxido de calcio (o Ca(OH)2, MgO, ZnO) y la recuperación del cobre y el cadmio de la solución lixiviar mediante la cementación con el polvo de zinc.
Aún otro objeto de la presente invención es proporcionar un proceso para la separación del óxido de zinc del yeso, con los precipitados durante la precipitación de óxido de zinc. El proceso comprende las etapas de lixiviar el material que contiene zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico, precipitar el hierro, el sílice y otros metales (Al, As, Sb, etc.) de la solución lixiviar usando óxido de calcio (o Ca(OH)2, MgO, ZnO) y cementar el cobre, el cadmio, el níquel y el cobalto de la solución lixiviar usando polvo de zinc. El óxido de zinc precipitado se separa del yeso co-preclpitado mediante la flotación con los colectores catlónicos tales como clorhidrato de dodecilamina y sulfato de dodecilamina y/o xantato amll de potasio como un colector. La separación del óxido de zinc del sulfato de calcio también puede lograrse mediante el dimenslonamiento granulomótrlco. Además, una combinación de dos técnicas (dlmensionamiento granulomótrico y flotación) pueden usarse para separar el óxido de zinc del sulfato de calcio. El seguimiento de la etapa de flotación también puede reclclarse a la etapa de lixiviación para recuperar el valor del zinc.
La invención se describe en más detalle posteriormente con referencia a las figuras que la acompañan.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La Figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra el proceso preferido para producir el óxido de zinc a partir de un material de zinc soluble en ácido usando el proceso Inventado; en donde: L = lixiviación N = neutralización F = filtración P = precipitación FN = flotación OZ = óxido de zinc A = materiales de zinc solubles en ácido B = cal viva C = colector, espumante D = concentrado T = seguimiento.
La Figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra el proceso preferido para producir el óxido de zinc a partir del material de zinc soluble en ácido usando el proceso Inventado Incluyendo la etapa de dimenslonamlento granulomótrico, en donde: 0 = sobredimensionado. U =tamaño reducido, G = granulomótrico.
La Figura 3 es un diagrama de bloque esquemático representando el aparato de conformidad con la presente invención, en donde: 1 = tanque de lixiviación II = separación de sólidos - líquidos III = filtrador IV = tanque de precipitación V = celda de flotación.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS 1 . Introducción La presenta invención se refiere a un método y aparato para la extracción y la recuperación del zinc a partir de materiales que transportan zinc (soluciones o sólidos) a través de un proceso que se lleva a cabo en un medio de ácido sulfúrico mediante la lixiviación seguida por la precipitación del zinc como óxido y mejorando el contenido de zinc en los precipitados mediante la flotación o el dimenslonamiento granulomótrico. Este mejoramiento de zinc también puede lograrse mediante el uso de una técnica de dlmensionamiento granulométrico. Este proceso también permite la recuperación de otros metales, tales como hierro, cobre, níquel, cobalto, plomo, plata, cadmio, etc. La presente invención además se refiere a un proceso para la producción de óxido de zinc a partir de un material de zinc soluble en ácido, un aparato para realizar el proceso y los procesos para recuperar el hierro, cobre y cadmio de un material de zinc soluble en ácido. Más particularmente, la Invención se refiere a un proceso para la producción de óxido de zinc a partir de un material de zinc soluble en ácido mediante, de preferencia, la lixiviación del material de zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico, seguido por la precipitación del hierro, sílice y otros materiales (Al, As, Sb, etc.) de la solución lixiviar usando óxido de calcio como una mezcla de óxido de sodio y sulfato de calcio. El grado de zinc en la mezcla de óxido de zinc y sulfato de calcio puede mejorarse mediante la flotación y/o las técnicas de dimensionamlento granulomótrico. La novedad de la Invención es la precipitación del óxido de zinc a partir de la solución de sulfato de zinc y el mejoramiento del contenido de zinc mediante las técnicas de flotación y/o dlmensionamiento granulomótrico.
Por la frase "materiales de zinc solubles en ácido" como sa usa en esta descripción se entiende primeramente un mineral de silicato de zinc pero también se intenta que se incluya un mineral de óxido de zinc, mineral de carbonato de zinc y otros materiales de zinc que contienen cantidades sustanciales de zinc soluble en ácido sulfúrico.
El proceso actualmente preferido de la presente invención está comprendido de una serie de etapas, como se describirán en detalle posteriormente.
2. Lixiviación y Neutralización De conformidad con una modalidad preferida de la presente Invención se proporciona un proceso para la recuperación de valores metálicos de un mineral soluble en ácido, en donde el proceso se conduce en una manera concurrente continua. Un proceso que comprende una primer etapa, efectuada en uno o más recipientes, en los cuales dicho mineral se lixivia con ácido sulfúrico acuoso a un pH de punto terminal en el rango de 1.0 a 4.0, de preferencia en el rango de 1.5 a 2.5 para obtener un licor o pulpa lixiviar que contienen los valores de zinc disuelto y otras Impurezas que incluyen sílice y hierro. Una segunda etapa, efectuada en uno o más recipientes, en los cuales el pH del licor o la pulpa de la primera etapa se alcanza, por ejemplo mediante la adición del agente de neutralización a un pH en el rango de 3 a 6, de preferencia en el rango de 3.5 a 4.5, tal como sustanclalmente el total o una parte principal del contenido de sílice de dicho licor o pulpa lixiviar se convierte en una forma en la cual se separa rápidamente mediante técnicas convencionales.
Ambas etapas del proceso pueden operarse exitosamente a temperaturas mayores a los puntos de ebullición de las soluciones en presión atmosférica y también se anticipan las temperaturas de operación entre la temperatura ambiente y aproximadamente 95° C. El ácido sulfúrico acuoso necesario para el tratamiento de los minerales solubles en ácido. El gasto de electrolitos en un proceso convencional para la electrodeposición del zinc o digo gasto de electrolitos fortificados para compensar las pérdidas de ácido, puede usarse convenientemente como un agente de lixiviación. Los tiempos de residencia del licor o de la pulpa en cada una de las etapas del proceso pueden caer en el rango de 30 minutos a 10 horas, con un tiempo de residencia preferido en la primera etapa de 1 -4m horas y el tiempo de residencia preferido en la segunda etapa de 1 a 6 horas.
La pulpa que deja la segunda etapa contiene sílice suspendido e hidróxldo de hierro en forma particulada y se someterá a la separación liquida de sólidos mediante usar el proceso de espesamiento o la tecnología de filtrado convencional. En algunas circunstancias, puede ser deseable las porciones re-circuladas de la pulpa o la pulpa espesada de la segunda etapa a la primera o segunda etapas del proceso.
El filtrado de esta etapa se envía a cementación.
3. Precipitación del óxido de zinc En una tercera etapa, el pH del licor a partir del proceso de separación de líquido-sólido justo después de que se ha alcanzado al segunda etapa, por ejemplo mediante la adición de un agente neutralizador tale como la cal viva, a un pH en un rango de 5 a 14, de preferencia en el rango de 8.5 a 9.5 de manera que sustanclalmente todo el valor metálico que incluye el zinc se precipite cono formas de óxido y el total o la parte principal de las cales vivas se convierta a yeso. La tercera etapa puede operarse exitosamente en temperaturas mayores a los puntos de ebullición de la solución a presión atmosférica, de preferencia en el rango de 60 a 95° C. La pulpa que deja la tercera etapa se envía a la etapa de flotación con o sin le separación líquidos-sólidos. En alguna circunstancia, es deseable para re-circular las porciones de la pulpa espesada o la pulpa de la tercera etapa para el inicio verdadero o en el proceso de las terceras etapas del proceso.
En algunas circunstancias, puede ser deseable purificar el licor antes de la tercera etapa. En este caso, el polvo de zinc puede agregarse en la solución con o sin otro reactivo tal como sulfato de cobre, trióxido de arsénico y/o antimonio. La condición preferible será el pH en el rango de 3 a 6, de preferencia en el rango de 4.0 a 5.0 y la temperatura en el rango de 60 a 95° C. El tiempo de residencia de este proceso puede estar en el rango de 1 a 4 horas.
El uso de CaCO como el agente neutralizador resulta, teóricamente en las reacciones siguientes: ZnS04 + H20 ? ZnO + H2S04 (hidrólisis) (1 ) H2S04 + CaO ? Ca S04 + H20 (neutralización) (2) ZnS04 + CaO ? ZnO + CaS04 (total) (3) Esta serie de reacciones representa un proceso de neutralización convencional con el objeto de generar un producto ZnO de alta pureza.
4. Flotación La siguiente etapa es en donde la pulpa de la tercera etapa o la torta re-pastada de la separación líquidos-sólidos se somete a la etapa de flotación. La flotación es un proceso para la separación finamente de materiales de tierra a partir de su ganga asociada. Este proceso se usa usualmente para separar un sólido de otro mediante usar la afinidad de las burbujas de aire a sólidos. En esta etapa, el óxido de zinc Incluyendo los óxidos metálicos o idróxldos se recupera mediante el concentrado de flotación y el yeso se recupera como seguimiento. Los colectores catiónicos, tales como el clorhidrato de dodecilamina, se usan como agentes de flotación. El xantato amll de potasio o el sulfato de dodecilamina pueden usarse para este propósito. Cualquier espumante podría usarse, pero se encontró útil el Dowfroth 250. El proceso de flotación puede operarse a temperatura ambiente y también exitosamente a una temperatura mayor a 90° C y la pulpa de la tercera etapa puede usarse sin ninguna etapa de calentamiento o enfriamiento. El yeso de la etapa de flotación puede reciclarse para las etapas de neutralización o lixiviación.
El producto de ZnO obtenido de conformidad con la presente invención podría introducirse en un circuito totalmente independiente en una refinería de zinc, o podría introducirse en un circuito de planta existente para Incrementar la capacidad de la planta a través de la operación completa de una celda compón. El producto ZnO puede disolverse muy fácilmente al pasar el electrolito a temperatura ambiente y el zinc disuelto puede recuperarse mediante el método de electrodeposición.
5. Dimenslonamlento granulométrlco Esta operación puede usarse junto con, o como una alternativa a la flotación. El dimensionamiento puede realizarse mediante cualquier método, ya sea individualmente o en combinación. Por ejemplo, el dimenslonamlento puede realizarse mediante usar una o mas de las siguientes técnicas: clasificación, elutrlaclón, establecimiento, análisis, tablas y ciclones. Un clasificador es un dispositivo para someter minerales triturados a la acción del agua de tal manera que una división de la partícula del mineral se hace de dos o más productos de conformidad con las corrientes de establecimiento relativas. Los ciclones son dispositivos primeramente usados para la separación de sólidos de fluidos. Los ciclones se oponen a las fuerzas centrifugas collneales para dragar el fluido, sustancialmente en ángulos derechos para una rápida corriente de transporte. Dado que dicha separación depende del tamaño de partícula relativo y la gravedad especifica, puede usarse para la separación de sólidos uno del otro.
A partir de la etapa de precipitación del óxido de zinc, el óxido de zinc en la lechada precipitada puede separarse del yeso mediante una tecnología de análisis que usa tamices apropiados. En esta etapa, la lechada precipitada se tamiza en húmedo con una serie de tamices y los materiales no deseados se colectan para el producto final. Los materiales sobre-dlmenslonados se colectan y reciclan para la etapa de neutralización o lixiviación. También, los materiales sobre-dimensionados pueden lixiviarse con ácido sulfúrico para disolver el zinc. Posteriormente, la solución que transporta zinc puede reclclarse a la etapa de precipitación, neutralización o lixiviación para recuperar el zinc. El residuo lixiviado puede lavarse y recuperarse como yeso puro. Los materiales de tamaño reducido también pueden tratarse adicionalmente mediante flotación o la operación granulomótrica, como se describió en las secciones previas para Incrementar el grado de zinc.
La Figura 3 representa un aparato de la presente invención. El Tanque de Lixiviación 2 se usa para lixiviar un material que contiene zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico. Después de la separación en el Tanque de Separación de Líquidos-Sólidos 4, la solución lixiviar posteriormente se envía al Tanque de Precipitación 6, en donde la precipitación se realiza. Después de que la solución de precipitados se envía a la Celda de Flotación 8 para separar el óxido de zinc precipitado del yeso, que se co-preclplta durante el proceso de precipitación. Sin embargo, se entiende que el aparato no se limita a la modalidad descrita. Las personas expertas en la técnica conocen que muchos diferentes aparatos pueden construirse con arreglos equivalente y aún estar dentro del alcance y espíritu de las reivindicaciones anexas. Por ejemplo, los medios de precipitación toman lugar en uno o más tanques (recipientes). Además, los medios para transportar el material de cada uno de estos tanques son numerosos y bien conocidos en la técnica.
Ejemplos La presenta invención ahora se describirá con referencia a los siguientes ejemplos. Deberá notarse que aunque un proceso completo descrito en este documento es aplicable para cualquier solución de lixiviación que transporta zinc, los siguientes ejemplos se enfocan en la precipitación del óxido de zinc a partir de las soluciones de lixiviación originadas de minerales de óxido de zinc.
Ejemplo 1 Un mineral de óxido de zinc que contiene 31.4% de zinc total, 5.06% de sílice y 2.49% de hierro se trato mediante el proceso continuo de dos etapas de conformidad con la invención usando solución de ácido sulfúrico. Las pruebas de remoción de sílice (segunda etapa) y de lixiviación (primera etapa) se condujeron en un reactor 4,0 L equipado con una placa de desviación. El pH de la pulpa se mantuvo mediante la adición de ácido sulfúrico a 2.0 y la temperatura de lixiviación se controló a 50° C por 4 horas. La velocidad de agitación se estableció a 750 rpm. La segunda etapa se realizó en el mismo reactor sin la separación líquidos-sólidos previa usando Ca(OH)2 para la neutralización del pH 4.0 por 3 horas. La velocidad de agitación se estableció a 900 rpm. Después de la neutralización, la lechada se filtró y el filtrado se guardo para la prueba de precipitación.
La extracción de zinc fue el 90% y el consumo del ácido fue de 2.52 t/t del zinc extraído. El consumo del Ca(OH)¡ para la neutralización fue de 0.18 t/t del zinc extraído. El filtrado final contuvo 47.1 g/l de zinc y 119 mg/l de sílice.
La prueba de precipitación de zinc (tercera etapa) se condujo en un reactor 2.0 L equipado con una placa de desviación. El pH se monltoreo y se controló a 9.5 con un medidor de pH. La temperatura de precipitación se controló a 90° C y la velocidad de agitación a 750 rpm. Las pruebas se condujeron en un modo continuo por tres veces de retención de 30 minutos, para la duración total de la prueba de 90 minutos. La prueba consistió en una solución de ZnSO, de neutralización a partir de la segunda etapa con Ca(OH)2. La solución de sulfato de zinc en 47.1 g/L de Zn se bombeo continuamente a 50.0 ml/mln en un reactor de 2.0 L. La solución de zinc se neutralizó a un pH de 9.5 con una lechada de hidróxido de calcio a 20%. Durante la prueba 500 mi de ZnS04 a 47.1 g/l de Zn se neutralizaron de la lechada de cal viva en 20% de producción de 923 g del precipitado. Los resultados mostraron una remoción completa del Zn (más del 99.9%) de la solución de ZnS04 con una concentración de Zn residual en el filtrado de 1.6 mg/l. Los sólidos producidos fueron aproximadamente 25% de Zn, este contenido de Zn indicó la producción de buena calidad de ZnO y CaS04.2H20 dado que el contenido de Zn de mezcla pura de ZnO y CaS04.2H20 es 26%. Además, el análisis de los sólidos mediante Difracción de Rayos X confirmó la presenica de Zlnclta hexagonal (ZnO) y Yeso monocllnico (CaS04.2H2) como fases principales. El cálculo estequiometrico basado en la ecuación (3) mostró que solo el 4% de exceso de Ca(OH)2 se usó para precipitar el contenido de Zn del volumen total de la solución de ZnS04 tratada. Además, la masa calculada de ZnO + CaSo4.2H20 que se produjo de conformidad con la ecuación (3) y se baso en el Zn tratado serta 954 g o 103% de la masa del precipitado medido.
El sólido de la tercera etapa (precipitación de zinc) se mezcló con el filtrado de la prueba de precipitación y se agitó mecánicamente para obtener una lechada. El peso del sólido tomado en una base seca fue de 166.0 g. La prueba de flotación se condujo en una celda de flotación Denver de laboratorio de 1 litro a 1200 rpm. La solución del colector del DDA requerido (clorhidrato de dodecllamlna, C12H23NH2HCI) se mezcló con pulpa de flotación. El volumen del colector agregado fue de 3 mg seguido por la adición de 0.05 mi del espumante, Dowfroth 250C. El concentrado se colectó por 3 minutos y se filtró, secó y se pesó. Los resultados mostraron 77.5% de zinc que se recuperó y el grado del concentrado fue de 41.2% de zinc. La cantidad de zinc en el seguimiento se encontró que fue 10,8%, sin embargo, este zinc puede reclclarse a la primera etapa para la recuperación.
Ejemplo 2 Del mismo sólido de la tercera etapa del Ejemplo 1 , la lechada se analizó con un tamiz de
400 mesh. El material de tamaño reducido es el 48% de Zn y la recuperación del zinc fue 92%. El material sobre-dimensionado es 22,7 % Ca y 3.8 % Zn. La misma muestra se analizó con un tamiz 635 mesh. El material de tamaño reducido fue 56.5% y la recuperación de zinc fue 87,4%.
Mientras que la presente Invención se ha descrito para lo que se consideran las modalidades preferidas, la invención no se limita a las mismas. Por el contrario, la invención se intenta que cubra varias modificaciones y arreglos equivalentes que se Incluyen dentro del alcance y espíritu de las reivindicaciones anexas. El alcance de las siguientes reivindicaciones esta de acuerdo a la interpretación amplia de manera que abarque todas las dichas modificaciones y las funciones y estructuras equivalentes.
Claims (95)
1. Un método para la producción de óxido de zinc a partir de un material que contiene zinc soluble en ácido, que comprende: lixiviar el material que contiene zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico y precipitar el hierro y el sílice a partir de la solución lixiviar mediante usar cualquiera de óxido de calcio, Ca(OH)2, MgO y ZnO y precipitar el óxido de zinc a partir de la solución de la precipitación de sílice y hierro mediante usar óxido de calcio o Ca(OH)2 y separar dicho óxido de zinc precipitado a partir del yeso, que se co-precipita durante la etapa de precipitación del óxido de zinc, mediante flotación.
2. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde dicho material que contiene el zinc soluble en ácido se lixivia con ácido sulfúrico a un pH de punto final que está sustanclalmente entre un pH 1 .5 y sustancialmente un pH 2.5.
3. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el óxido de calcio se usa para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar.
4. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde Ca(OH)2 se usa para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar.
5. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde MgO se usa para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar.
6. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde ZnO se usa para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar. 16
7. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la etapa de precipitar hierro y sílice produce el punto terminal de pH de la solución lixiviar para entre sustanciaimente un pH de 3.5 y un pH de 4.5.
8. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la solución de precipitación de sílice y hierro se somete a un proceso de separación de líquidos sólidos y se cementa con polvo de zinc para remover cualquier cobre, cadmio, níquel y cobalto.
9. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la etapa de precipitación de óxido de zinc produce el pH de punto terminal entre sustanciaimente un pH 8.5 y sustanciaimente un pH de 9.5.
10. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el óxido de calcio se usa para precipitar el óxido de zinc.
11. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde Ca(OH)2 se usa para precipitar el óxido de zinc.
12. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde la etapa de flotación incluye usar un colector catiónico.
13. Un método de conformidad con la reivindicación 12, en donde el colector catiónico es clorhidrato de dodecilamina.
14. Un método de conformidad con la reivindicación 12, en donde el colector catiónico es sulfato de dodecilamina. 17
15. Un método de conformidad con la reivindicación 12, en donde el colector catiónico es xantato amil de potasio.
16. Un método de conformidad con la reivindicación 1 , en donde el seguimiento de la etapa de flotación se recicla a la etapa de lixiviación para recuperar el valor del zinc.
17. Un método para producir óxido de zinc a partir de un material que contiene zinc soluble en ácido, que comprende: lixiviar el material que contiene zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico y precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar mediante usar cualquiera de óxido de calcio, Ca(OH)2l MgO y ZnO y precipitar el óxido de zinc de la solución de precipitación de sílice y hierro mediante usar óxido de calcio o Ca(OH)2 y separar dicho óxido de zinc precipitado del yeso, que se co-precipita durante la etapa de precipitación del óxido de zinc mediante el dimenslonamiento granulomótrlco.
18. Un método de conformidad con la reivindicación 17, en donde el óxido de calcio se usa para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar.
19. Un método de conformidad con la reivindicación 17, en donde Ca(OH)2 se usa para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar.
20. Un método de conformidad con la reivindicación 17, en donde MgO se usa para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar.
21. Un método de conformidad con la reivindicación 17, en donde ZnO se usa para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar. 18
22. Un método de conformidad con la reivindicación 17, en donde dicho material que contiene zinc soluble en ácido se lixivia con ácido sulfúrico a un pH de punto final que está entre sustancialmente un pH 1.5 y sustancialmente un pH 2.5.
23. Un método de conformidad con la reivindicación 7, en donde la etapa de precipitación de hierro y sílice produce el pH de punto terminal de la solución lixiviar para entre sustancialmente un pH 3.5 y un pH 4.5.
24. Un método de conformidad con la reivindicación 17, en donde la solución de precipitación de sílice y hierro se somete a un proceso de separación de líquidos sólidos y se cementa con polvo de zinc para remover cualquier cobre, cadmio, níquel y cobalto.
25. Un método de conformidad con la reivindicación 17, en donde la etapa de precipitar óxido de zinc produce el pH de punto terminal para entre sustancialmente un pH de 8.5 y sustancialmente un pH 9.5.
26. Un método de conformidad con la reivindicación 17, en donde el óxido de calcio se usa para precipitar el óxido de zinc.
27. Un método de conformidad con la reivindicación 17, en donde Ca(OH)2 se usa para precipitar el óxido de zinc.
28. Un método de conformidad con la reivindicación 17, en donde el método de dimenslonamiento granulomótrlco se realiza mediante cualquier clasificado, elutrlaclón, establecimiento, análisis y ciclones.
29. Un método de conformidad con la reivindicación 17, en donde la separación de dicho óxido de zinc precipitado incluye una etapa de flotación que usa un colector catiónlco. 19
30. Un método de conformidad con la reivindicación 29, en donde el colector catlónico es clorhidrato de dodecilamina.
31. Un método de conformidad con la reivindicación 29, en donde el colector catlónico es sulfato de dodecilamina.
32. Un método de conformidad con la reivindicación 29, en donde el colector catiónico es xantato amil de potasio.
33. Un método de conformidad con la reivindicación 17, en donde el seguimiento de la etapa de flotación se rédela a la etapa de lixiviación pare recuperar el valor del zinc.
34. Un método para recuperar cualquier cobre y cadmio de un material que contiene zinc soluble en ácido, que comprende las etapas de: lixiviar el material que contiene zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico y precipitar los metales, incluyendo cobre y cadmio de la solución lixiviar usando cualquiera de óxido de calcio, Ca(OH)2, gOy ZnO y recuperar cualquier cobre y cadmio de dicha solución lixiviar mediante la cementación con polvo de zinc.
35. Un método de conformidad con la reivindicación 34, en donde dicho material que contiene zinc soluble en ácido se lixivia con ácido sulfúrico a un pH de punto terminal que está entre sustanclalmente un pH de 1.5 y sustancialmente un pH de 2.5.
36. Un método de conformidad con la reivindicación 34, en donde la etapa de precipitar el hierro y el sílice produce el pH de punto terminal de la solución lixiviar para entre sustancialmente un pH 3.5 y un pH 4.5. 20
37. Un método de conformidad con la reivindicación 34, en donde la solución de precipitación de hierro y sílice se somete a un proceso de separación de líquidos - sólidos.
38. Un método para producir óxido de zinc a partir de un material que contiene zinc soluble en ácido, que comprende: lixiviar el material que contiene zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico a un pH de punto terminal que está entre sustancialmente un pH 1 .5 y sustancialmente un pH 2.5 y precipitar el hierro y silice de la solución lixiviar mediante usar cualquiera de óxido de calcio, Ca(OH)2, MgO y ZnO para producir el pH de punto terminal de la solución lixiviar para entre sustancialmente un pH de 3.5 y un pH de 4.5 y precipitar el óxido de zinc de la solución de precipitación de sllica y hierro mediante usar cualquiera de óxido de calcio o Ca(OH)2 y separar dicho óxido de zinc precipitado del yeso , que se co-preclpitó durante la etapa de precipitación del óxido de zinc, mediante flotación.
39. Un método de conformidad con la reivindicación 38, en donde el óxido de calcio se usa para precipitar el óxido de zinc.
40. Un método de conformidad con la reivindicación 38, en donde Ca(OH)2 se usa para precipitar el óxido de zinc.
41. Un método de conformidad con la reivindicación 38, en donde la etapa de flotación incluye usar un colector catiónico,
42. Un método de conformidad con la reivindicación 41 , en donde el colector catiónico es clorhidrato de dodecllamlna. 21
43. Un método de conformidad con la reivindicación 41 , en donde el colector catiónlco es sulfato de dodecilamlna.
44. Un método de conformidad con la reivindicación 41 , en donde el colector catiónlco es xantato amil de potasio,
45. Un método de conformidad con la reivindicación 38, en donde el seguimiento de la etapa de flotación se rédela a la etapa de lixiviación pare recuperar el valor del zinc.
46. Un aparato para producir óxido de zinc a partir de un material que contiene zinc soluble en ácido, que comprende: medios de lixiviación para lixiviar un material que contiene zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico y primeros medios de precipitación para precipitar hierro y sdice, usando cualquiera de óxido de calcio, Ca(OH)2, MgO y ZnO de un a solución lixiviar que se obtiene de dichos medios de lixiviación y segundos medios de precipitación para precipitar el óxido de zinc, usando cualquiera de óxido de calcio y Ca(OH)2 de la solución de precipitación de sfllce y hierro obtenida de dichos primeros medios de precipitación y medios de separación para separar el óxido de zinc precipitado del yeso, que se co-preclpitó en los segundos medios de precipitación, mediante flotación.
47, Un aparato de conformidad con la reivindicación 46, en donde dichos primeros medios de precipitación usan óxido de calcio para precipitar el hierro y sílice de la solución lixiviar.
48, Un aparato de conformidad con la reivindicación 46, en donde dichos primeros medios de precipitación usan Ca(OH)2 para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar. 22
49. Un aparato de conformidad con la reivindicación 46, en donde dichos primeros medios de precipitación usan gO para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar.
50. Un aparato de conformidad con la reivindicación 46, en donde dichos primeros medios de precipitación usan ZnO para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar.
51. Un aparato de conformidad con la reivindicación 46, en donde dichos segundos medios de precipitación usan óxido de calcio para precipitar el óxido de zinc.
52. Un aparato de conformidad con la reivindicación 46, en donde dichos segundos medios de precipitación usan Ca(OH)2 para precipitar el óxido de zinc.
53. Un aparato de conformidad con la reivindicación 46, en donde la solución de precipitación de hierro y sílice también se somete a un proceso de separación de líquidos - sólidos y se cementan con polvo de zinc para remover cualquier cobre, cadmio, níquel y cobalto.
54. Un aparato de conformidad con la reivindicación 46, en donde el seguimiento de los medios de separación se rédela a los medios de lixiviación para recuperar el valor del zinc,
55. Un aparato de conformidad con la reivindicación 46, en donde la flotación de dichos medios de separación usa un colector catiónico.
56, Un aparato de conformidad con la reivindicación 46, en donde el colector catiónico es clorhidrato de dodecilamina.
57. Un aparato de conformidad con la reivindicación 55, en donde el colector catiónico es sulfato de dodecilamina. 23
58. Un aparato de conformidad con la reivindicación 55, en donde el colector catlónico es xantato amil de potasio.
59. Un aparato para producir óxido de zinc a partir de un material que contiene zinc soluble en ácido, que comprende: medios de lixiviación para lixiviar un material que contiene zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico y primeros medios de precipitación para precipitar hierro y sílice, usando cualquiera de óxido de calcio, Ca(OH)2, MgO y ZnO de una solución de lixiviación que se obtiene de dichos medios de lixiviación y segundos medios de precipitación para precipitar el óxido de zinc, usando óxido de calcio de la solución de precipitación de sílice y hierro obtenida de los primeros medios de precipitación y medios de separación para separar el óxido de zinc precipitado del yeso, que se co-preclpitó en los segundos medios de precipitación mediante el dimenslonamiento granulométrico.
60. Un aparato de conformidad con la reivindicación 59, en donde dichos primeros medios de precipitación usan óxido de calcio para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar.
61. Un aparato de conformidad con la reivindicación 59, en donde dichos primeros medios de precipitación usan Ca(OH)2 para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar.
62. Un aparato de conformidad con la reivindicación 59, en donde dichos primeros medios de precipitación usan MgO para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar.
63. Un aparato de conformidad con la reivindicación 59, en donde dichos primeros medios de precipitación usan ZnO para precipitar hierro y sílice de la solución lixiviar. 24
64. Un aparato de conformidad con la reivindicación 59, en donde el resultado de dichos primeros medios de precipitación se someten a un proceso de separación de líquidos - sólidos y se cementan con polvo de zinc para remover cualquier cobre, cadmio, níquel y cobalto.
65. Un aparato de conformidad con la reivindicación 59, en donde dichos segundos medios de precipitación usa óxido de calcio para precipitar el óxido de zinc.
66. Un aparato de conformidad con la reivindicación 59, en donde dichos segundos medios de precipitación usan Ca(OH)2 para precipitar el óxido de zinc.
67. Un aparato de conformidad con la reivindicación 59, en donde los medios de separación se realizan mediante una técnica de dimensionamlento granulométrlco.
68. Un aparato de conformidad con la reivindicación 67, en donde la técnica de dimensionamlento granulométrlco es cualquier clasificador, elutriación, establecimiento, análisis y ciclones.
69. Un aparato de conformidad con la reivindicación 59, en donde la separación del óxido de zinc precipitado mediante dichos medios de separación también incluye una etapa de flotación que usa un colector catiónlco.
70. Un aparato de conformidad con la reivindicación 69, en donde el colector catiónico es clorhidrato de dodecilamina.
71. Un aparato de conformidad con la reivindicación 69, en donde el colector catiónlco es sulfato de dodecilamina. 25
72. Un aparato de conformidad con la reivindicación 69, en donde el colector catiónico es xantato amil de potasio.
73. Un aparato de conformidad con la reivindicación 59, en donde el seguimiento de los medios de separación se rédela a los medios de lixiviación para recuperar el valor del zinc.
74. Un aparato para producir óxido de zinc a partir de un material que contiene zinc soluble en ácido, que comprende: medios de lixiviación para lixiviar un material que contiene zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico, en donde dicho material que contiene zinc soluble en ácido se lixivia con ácido sulfúrico para un pH a punto final que está entre sustancialmente un pH de 1.5 y sustancialmente un pH de 2.5 y primeros medios de precipitación para precipitar hierro y sílice, usando cualquiera de óxido de calcio, Ca(OH)2, MgO y ZnO a partir de una solución lixiviar que se obtiene de dichos medios de lixiviación, en donde los primeros medios de precipitación producen el pH de punto final de la solución lixiviar para entre sustancialmente el pH 3.5 y el pH 4.5 y segundos medios de precipitación para precipitar el óxido de zinc, usando cualquiera de óxido de calcio y Ca(OH)2, a partir de la solución de precipitación de sílice y hierro obtenida de dichos primeros medios de precipitación y medios de separación para separar el óxido de zinc precipitado del yeso, que se co-preclpitó en los segundos medios de precipitación, mediante flotación.
75. Un aparato de conformidad con la reivindicación 74, en donde dichos segundos medios de precipitación usan óxido de calcio para precipitar el óxido de zinc.
76. Un aparato de conformidad con la reivindicación 74, en donde dichos segundos medios de precipitación usan Ca(OH)2 para precipitar el óxido de zinc. 26
77. Un aparato de conformidad con la reivindicación 74, en donde la flotación de dichos medios de separación usan un colector catiónlco.
78. Un aparato de conformidad con la reivindicación 77, en donde el colector catiónico es clorhidrato de dodecilamlna.
79. Un aparato de conformidad con la reivindicación 77, en donde el colector catiónico es sulfato de dodecilamlna.
80. Un aparato de conformidad con la reivindicación 77, en donde el colector catiónico es xantato amll de potasio.
81. Un aparato de conformidad con la reivindicación 74, en donde el seguimiento de los medios de separación se recicla a los medios de lixiviación para recuperar el valor del zinc.
82. Un aparato para producir óxido de zinc a partir de un material que contiene zinc soluble en ácido, que comprende: medios de lixiviación para lixiviar un material que contiene zinc soluble en ácido con ácido sulfúrico, en donde dicho material que contiene zinc soluble en ácido se lixivia con ácido sulfúrico para un pH a punto final que está entre sustancialmente un pH de 1.5 y sustancialmente un pH de 2.5 y primeros medios de precipitación para precipitar hierro y sílice, usando cualquiera de óxido de calcio, Ca(OH)2, MgO y ZnO a partir de una solución lixiviar que se obtiene de dichos medios de lixiviación, en donde los primeros medios de precipitación producen el pH de punto final de la solución lixiviar para entre sustancialmente el pH 3.5 y el pH 4.5 y segundos medios de precipitación para precipitar el óxido de zinc, usando cualquiera de óxido de calcio y Ca(OH)2, a partir de la solución de precipitación de sílice y hierro obtenida de dichos primeros medios de precipitación y 27 medios de separación para separar el óxido de zinc precipitado del yeso, que se co-precipitó en los segundos medios de precipitación, mediante dimensionamlento granulométrico.
83. Un aparato de conformidad con la reivindicación 82, en donde dichos segundos medios de precipitación usan óxido de calcio para precipitar el óxido de zinc.
84. Un aparato de conformidad con la reivindicación 82, en donde dichos segundos medios de precipitación usan Ca(OH)2 para precipitar el óxido de zinc.
85. Un aparato de conformidad con la reivindicación 82. en donde la separación del óxido de zinc precipitado mediante dichos medios de separación también incluye la etapa de flotación que usa un colector catiónico.
86. Un aparato de conformidad con la reivindicación 85, en donde el colector catiónico es clorhidrato de dodecilamlna.
87. Un aparato de conformidad con la reivindicación 85, en donde el colector catiónico es sulfato de dodecilamlna.
88. Un aparato de conformidad con la reivindicación 85, en donde el colector catiónico es xantato amil de potasio.
89. Un aparato de conformidad con la reivindicación 82, en donde el seguimiento de los medios de separación se recicla a los medios de lixiviación para recuperar el valor del zinc.
90. Un aparato de conformidad con la reivindicación 82, en donde los medios de separación se realizan mediante una técnica de dimensionamiento granulométrico. * * 28
91. Un aparato de conformidad con la reivindicación 90, en donde la técnica de dimensionamiento granulométrico es cualquier clasificador, elutriación, establecimiento, análisis y ciclones. 5
92. Un aparato para recuperar cualquier cobre y cadmio de un material que contiene zinc soluble en ácido, que comprende: medios de lixiviación para lixiviar el material que contiene zinc soluble en zinc con ácido sulfúrico y medios de precipitación para precipitar metales, Incluyendo hierro y cadmio de la solución 10 lixiviar mediante usar cualquiera de óxido de calcio, Ca(OH)2, MgO y ZnO y medios de recuperación para recuperar cualquier hierro y cadmio de dicha solución lixiviar mediante la cementación con polvo de zinc.
93. Un aparato de conformidad con la reivindicación 92, en donde dichos medios de 15 lixiviación alcanzan un pH de punto final de la solución que contiene zinc soluble en ácido que esté entre sustancialmente un pH de 1.5 y sustancialmente un pH de 2.5.
94. Un aparato de conformidad con la reivindicación 92, en donde dichos medios de precipitación producen el pH de punto final de la solución lixiviar para entre sustancialmente un pH 20 de 3.5 y un pH de 4.5.
95. Un aparato de conformidad con la reivindicación 92, en donde el producto resultante de dichos medios de precipitación se somete a un proceso de separación de líquidos - sólidos.
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