NO133192B

NO133192B -

Info

Publication number: NO133192B
Application number: NO2242/72A
Authority: NO
Inventors: W P Engelhard
Original assignee: Prayon
Priority date: 1971-06-23
Filing date: 1972-06-22
Publication date: 1975-12-15
Also published as: FI55524B; NO133192C; ZA724263B; DE2230882A1; AR205430A1; HU164107B; AT326616B; BE768906A; FI55524C; DK136417C; FR2143109A1; FR2143109B1; BR7204071D0; SE379376B; SU528863A3; DK136417B; GB1388160A; SE379376C; IT988556B; IE36419B1

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrorer en fremgangsmåte av den art som er angitt i krav l's ingress. The present invention relates to a method of the kind stated in claim 1's preamble.

Med uttrykket "slam" mener man i beskrivelsen det forholdsvis flytende slam, som dannes ved utfelling av jern fra en jernholdig sinksulfat-opplosning ved en pH-verdi under 4, i form av basisk sulfat, jarositt eller gotitt. The term "sludge" in the description means the relatively liquid sludge, which is formed by precipitation of iron from a ferrous zinc sulphate solution at a pH value below 4, in the form of basic sulphate, jarosite or goethite.

Ved fremstilling av rene sinksulfat-opp16sninger erholdes disse ved å behandle rostet sinkmalm med svovelsyre. Den erholdte oppløsningens pH bringes til 4-5,5 ved å anvende overskudd av rostet sinkmalm. Ved dekantering og filtrering får man således en sinksulfat-opplosning, som inneholder bare en liten mengde jern og en hovedsakelig fast rest, som inneholder nesten alt jern foruten en ikke ubetydelig mengde sink. In the production of pure zinc sulphate solutions, these are obtained by treating roasted zinc ore with sulfuric acid. The pH of the obtained solution is brought to 4-5.5 by using an excess of roasted zinc ore. By decanting and filtering, a zinc sulphate solution is thus obtained, which contains only a small amount of iron and a mainly solid residue, which contains almost all the iron besides a not inconsiderable amount of zinc.

Mange fremgangsmåter er foreslått for å utvinne sink fra det erholdte faste residuum. Many methods have been proposed to extract zinc from the solid residue obtained.

En kjent fremgangsmåte består i å behandle residuet igjen med svovelsyre. Fra den således erholdte oppslemming utvinnes et blyrikt residuum. Jernet i opplbsningen oksyderes, og denne losning noytraliseres med rostet sinkmalm eller eventuelt med sink-oksyder eller -hydroksyder til en pH på 1 - 4, slik at jernet felles ut som basisk jernsulfat. A known method consists in treating the residue again with sulfuric acid. A lead-rich residue is recovered from the thus obtained slurry. The iron in the solution is oxidized, and this solution is neutralized with roasted zinc ore or possibly with zinc oxides or hydroxides to a pH of 1 - 4, so that the iron precipitates as basic iron sulfate.

Ifolge en annen kjent fremgangsmåte er behandlingen den samme, men den skjer i nærvær av alkali-ioner (Na, K, NH4) i tilstrekkelig mengde til å utfelle basisk jernsulfat av KFe3 (304)2 (OH)6-typen. According to another known method, the treatment is the same, but it takes place in the presence of alkali ions (Na, K, NH4) in sufficient quantity to precipitate basic iron sulphate of the KFe3 (304)2 (OH)6 type.

Ifdlge en annen kjent fremgangsmåte behandles residuet med svovelsyre, og herved fraskilles bly, og jern reduseres til ferro-tilstand ved tilsetting av rå sinkblende. Residuet som erholdes separeres, hvoretter jernet utfelles ved hjelp av en kombi-nert behandling med luft eller oksygen og rostet sinkmalm eller andre sinkoksyder, såsom gotitt FeO(OH), hvilke dessuten kan være blandet med jarositt og basiske sulfater. Alle nevnte jernpresipitater, som inneholder nesten alt jern fra den behand-lede sinkmalm fås ved en pH som er tilstrekkelig lav, d.v.s. lavere enn 4, til å hindre en utfelling av sink og kobber som fo-rekommer i den ved svovelsyrebehandling av residuet erholdte opplosning. Imidlertid må nevnte pH være hoy nok for å fjerne stort sett alt jern, samt også utfelle uonskede elementer såsom arsen, antimon, tinn o.l. According to another known method, the residue is treated with sulfuric acid, and thereby lead is separated, and iron is reduced to the ferrous state by the addition of raw zinc blende. The residue obtained is separated, after which the iron is precipitated by means of a combined treatment with air or oxygen and roasted zinc ore or other zinc oxides, such as goethite FeO(OH), which may also be mixed with jarosite and basic sulphates. All mentioned iron precipitates, which contain almost all the iron from the treated zinc ore, are obtained at a pH that is sufficiently low, i.e. lower than 4, to prevent a precipitation of zinc and copper which occurs in the solution obtained by sulfuric acid treatment of the residue. However, said pH must be high enough to remove almost all iron, as well as precipitate unwanted elements such as arsenic, antimony, tin etc.

De erholdte jernpresipitater inneholder alltid, og da uansett hvilken av den ovennevnte fremgangsmåte som benyttes ved utvinning av sink, noe sink som vesentlig minsker sinkutbyttet ved rensebehandlingen. The iron precipitates obtained always contain, regardless of which of the above-mentioned methods is used for the extraction of zinc, some zinc which significantly reduces the zinc yield during the purification treatment.

Ifolge kjente fremgangsmåter utfores separasjon av jernpresipitat fra losningen ved pH 1 - 4 ved dobbeltdekantering og filtrering. Den dannede oppslemmingen dekanteres, residuet fra dekanteringskaret filtreres ved hjelp av en filteranordning, hvoretter man eventuelt vasker filteret, og av den erholdte filterkake fremstiller man igjen en oppslemming med vaskevann. Den nye oppslemmingen dekanteres, og residuet fra dekanteringskaret filtreres på nytt. Den ved nevnte filtrering erholdte kake blir vanligvis kassert. According to known methods, separation of iron precipitate from the solution is carried out at pH 1 - 4 by double decantation and filtration. The formed slurry is decanted, the residue from the decanting vessel is filtered using a filter device, after which the filter is possibly washed, and a slurry is again prepared from the filter cake obtained with washing water. The new slurry is decanted, and the residue from the decanting vessel is filtered again. The cake obtained by said filtration is usually discarded.

Denne utforelsesform for væske-faststoff-separering er vanlig i sink-elektrolyse-industrien. Denne behandlingsmåte tilskrives det faktum at filtreringen er vanskelig, og den preliminære de-kanteringen av slammet, som dessuten kan være koagulert, gjor den etterfolgende filtrering lettere, og muliggjor erholdel-se av en opplosning fri for faste stoffer. Dessuten er vaskingen på trommelfilteret ikke særlig effektiv, og det har vært nodvendig å ha tilgang til et system for oppslemming av kaken samt fornyet filtrering. This embodiment of liquid-solid separation is common in the zinc electrolysis industry. This method of treatment is attributed to the fact that the filtration is difficult, and the preliminary decanting of the sludge, which may also be coagulated, makes the subsequent filtration easier, and makes it possible to obtain a solution free of solids. In addition, the washing on the drum filter is not very effective, and it has been necessary to have access to a system for slurrying the cake as well as renewed filtration.

Foreliggende oppfinnelse har som formål å tilveiebringe en fremgangsmåte for rensing av en jernholdig sinksulfat-opplosning slik at man oker sink- og kobber-utbyttet, og fremgangsmåten er særpreget ved det som er angitt i krav l's karak-teriserende del. The purpose of the present invention is to provide a method for purifying a ferrous zinc sulphate solution so that the zinc and copper yields are increased, and the method is characterized by what is stated in the characterizing part of claim 1.

Det er fordelaktig å utfore filtrering av slammet kontinuerlig på et filter med plan horisontal overflate. Den erholdte ka-ke vaskes på nevnte filter, og da eventuelt flere ganger i motstrom under tilbakeføring av vaske-væsken til kaken. It is advantageous to carry out filtration of the sludge continuously on a filter with a flat horizontal surface. The resulting cake is washed on said filter, and then possibly several times in a counter current while returning the washing liquid to the cake.

Fremgangsmåten ifolge nærværende oppfinnelse består hovedsakelig i å tilveiebringe en hurtig og meget effektiv vasking av kaken som fås ved filtering av slammet, som kommer fra dekanteringskaret, og som består i det vesentlige av jernpresipitat. The method according to the present invention mainly consists in providing a quick and very effective washing of the cake which is obtained by filtering the sludge, which comes from the decanting vessel, and which consists essentially of iron precipitate.

Ifolge oppfinnelsen har man funnet at hvis man erstatter den kjente filtrering, fornyet oppslemming og fornyet filtrering av den erholdte kake fra den forste filtreringen med en rela-tivt omfattende filtrering og hurtig vasking på et kontinuerlig filter med horisontal overflate, så oppnås et forbedret sink- og kobberutbytte. Med fremgangsmåten ifolge foreliggende oppfinnelse skulle man normalt forvente at det vannlose-lige sinkinnholdet er hoyere enn ved kjente fremgangsmåter når man tar i betraktning den kontinuerlige vaskingen på filteret med plan overflate. According to the invention, it has been found that if one replaces the known filtration, renewed slurrying and renewed filtration of the cake obtained from the first filtration with a relatively extensive filtration and rapid washing on a continuous filter with a horizontal surface, an improved zinc- and copper yields. With the method according to the present invention, one should normally expect that the water-soluble zinc content is higher than with known methods when one takes into account the continuous washing of the filter with a flat surface.

Man har imidlertid også funnet at det vannuopploselige sink-innhold som oppnås ved fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen er lavere enn det som fås ved kjente fremgangsmåter, og det samme gjelder for innholdet av vannuopploselig kobber. Dette må sies å være meget overraskende, da de uopploselige sink- og kobberforekomstene normalt bor være identiske etter en iden-tisk utfellingsbehandling, og skulle ikke være avhengig av faststoff-væske-separasjons-behandlingen. However, it has also been found that the water-insoluble zinc content obtained by the method according to the invention is lower than that obtained by known methods, and the same applies to the water-insoluble copper content. This must be said to be very surprising, as the insoluble zinc and copper deposits should normally be identical after an identical precipitation treatment, and should not be dependent on the solid-liquid separation treatment.

De uventede resultatene kan forklares hvis man antar at den vanlige væske-faststoff-separasjonen forårsaker en gjen-oppslemming i vann av kaken fra den forste filtrering, og der-med hydrolyse av sink- og kobbersulfat samt en utfelling av nevnte forbindelser som basiske sulfater. Nevnte utfelling er ,en langsom reaksjon som kan fortsette under den lange oppholds-tid i dekanteringskaret. Fremgangsmåten ifolge nærværende oppfinnelse eliminerer denne ulempe ved at vaskeprosessen foregår hurtig, og dette bevirker at kaken er fri for opploselig sink og kobber for en eventuell hydrolyse kan gjore disse uopplø-selige som basiske sulfater. The unexpected results can be explained if one assumes that the usual liquid-solid separation causes a re-suspension in water of the cake from the first filtration, and there-with hydrolysis of zinc and copper sulphate as well as a precipitation of said compounds as basic sulphates. Said precipitation is a slow reaction which can continue during the long residence time in the decanting vessel. The method according to the present invention eliminates this disadvantage in that the washing process takes place quickly, and this means that the cake is free of soluble zinc and copper, as possible hydrolysis can make these insoluble as basic sulphates.

Ved kjente fremgansmåter er det naturligvis mulig å unngå nevnte utfelling av kobber og sink ved enten å anvende en tilstrekkelig hoy pH fra begynnelsen av, eller ved å tilsette syre sam-men med vannet som brukes til gjen-oppslemming. Herved risike-rer man imidlertid at man ikke får en tilstrekkelig utfelling, eller igjen bringer skadelige forurensninger såsom jern, arsen og antimon, i opplosningen. With known procedures, it is of course possible to avoid said precipitation of copper and zinc by either using a sufficiently high pH from the beginning, or by adding acid together with the water used for re-slurry. In doing so, however, there is a risk that you will not get a sufficient precipitation, or again bring harmful contaminants such as iron, arsenic and antimony into the solution.

For på en bedre måte å illustrere fordelene ved fremgangsmåten ifolge nærværende oppfinnelse sammenlignet med kjente prosesser, så skal i det folgende resultater fra begge fremgangsmåter og med samme sinkmalm sammenlignes. In order to better illustrate the advantages of the method according to the present invention compared to known processes, in the following the results from both methods and with the same zinc ore will be compared.

En oppslemming av jern-residuum (slam fra dekanteringskaret) som erholdes ifolge en kjent fremgangsmåte, har folgende sammenset-ning : A slurry of iron residue (sludge from the decanting vessel) which is obtained according to a known method, has the following composition:

Den kjente fremgangsmåten med filtrering/gjen-oppslemming/ filtrering gir folgende jernresiduum: The known method of filtration/re-suspension/filtration yields the following iron residue:

Fremgangsmåten ifolge nærværende oppfinnelse med filtrering vasking på planhorisontalt filter gir folgende resultater: The method according to the present invention with filtering and washing on a plano-horizontal filter gives the following results:

Dette gir en minskning på 2,9 - 0,8 = 2,1% av det totale sinkinnholdet. This gives a reduction of 2.9 - 0.8 = 2.1% of the total zinc content.

For en malm som inneholder 12% jern og 56% sink så er påvirk-ningen av sinkutbyttet ca. 12 x 2,<1> = 15%. Kobbertapet minsker med 75%. <56> x 0,3 For an ore containing 12% iron and 56% zinc, the effect on the zinc yield is approx. 12 x 2,<1> = 15%. The copper loss is reduced by 75%. <56> x 0.3

ker med 75%. ' ker with 75%. '

Mengden vaskevann velges lik i begge tilfeller slik at man kan sammenligne resultatene. The amount of washing water is chosen the same in both cases so that the results can be compared.

Filtrene med planhorisontal overflate som egner seg for utfo-relse av fremgangsmåten ifolge oppfinnelsen, tillater vanligvis en enkel vasking med vann eller flere motstromsvaskinger, hvorved man tilbakeforer vaskeopplosningene til kaken. Nevnte vaskinger er meget effektive, og utbytte på 99% og hoyere oppnås normalt ved utvinning av oppldselige elementer som fo-rekommer i slammet. Kontinuerlig arbeidende filtre med planhorisontal overflate er beskrevet og vist i "Industrie und Technik + Maschinenwelt11 (hefte 1/1959) . The filters with plano-horizontal surface which are suitable for carrying out the method according to the invention, usually allow a simple washing with water or several countercurrent washings, whereby the washing solutions are fed back to the cake. Said washings are very effective, and yields of 99% and higher are normally achieved by extracting soluble elements that occur in the sludge. Continuously working filters with plano-horizontal surface are described and shown in "Industrie und Technik + Maschinenwelt11 (booklet 1/1959).

Claims

1. Method for cleaning an iron-containing zinc sulfate solution, which comprises precipitating iron by adjusting the pH of the solution to below 4, and separating the thus obtained iron-containing sludge and filtering this while forming a filter cake, characterized in that the sludge is poured onto a horizontal filter plate, forming a liquid

clay layer on its surface, whereby a filter cake is gradually formed by displacing the mother liquor from the filter cake, and that the filter cake thus obtained is immediately afterwards washed with water which is poured onto the remaining cake on the filter surface, the water forming a liquid layer over the cake, and thereby continuously renews the liquid inside the cake until the cake contains no more than 2% water-soluble zinc and copper compounds.

2. Method according to claim 1, characterized in that one washes in a counter current several times by recirculating the washing liquid to the filter cake.