NO133327B - - Google Patents

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte ved rensning av sink-sulfatoppldsninger erholdt ved utluting av sinkmalmer og- beregnet for bruk ved elektrolyttisk fremstilling av sink.

Det er kjent at tilstedeværelsen av meget lave konsentrasjoner av visse forurensninger i elektrolyttopplosninger av sinksulfat kan fore til store vanskeligheter under den elektrolyttiskeprosess da forurensningene har en ugunstig virkning på stromutbyttet.De elektro-lyttiske opplosninger inneholder dessuten andre forurensninger i slike konsentrasjoner at den fremstilte sink ville ha vært sterkt forurenset

•dersom forurensningene ikke på forhånd var blitt fjernet.

To typer av metoder anvendes som regel etter hverandre for

å rense sinksulfatopplosninger erholdt 'Ved utluting av sinkmalmer.

Den forste type av disse metoder omfatter rensning av sink-sulfatopplosningen ved oxydasjon og hydrolyse. Under utlutingen oxy-deres og samutfelles alle forurensninger som har en lavere hydrolyse-pH enn sink { 5 ^ under vanlige arbeidsbetingelser) ved anvendelse av treverdig jern som utfellingsmiddel. Derved muliggjores fjernelse av mesteparten av jernet, arsenet, antimonet, germaniumet, tinnet og visse andre elementer. Den utlutede sinksulfatopplosning inneholder imidlertid fremdeles noen av disse forurensninger, spesielt antimon, i betrak-telige mengder og dessuten andre forurensninger som det ikke er mulig

å fjerne ved hjelp av oxydasjon og hydrolyse, f.eks. kobber, kadmium,, kobolt, nikkel og thallium.

Ved hjelp av den annen type av disse metoder forsokes det

å fjerne disse gjenværende forurensninger. Denne annen metode omfatter sementering av de elementer som skal fjernes fra oppløsningen,

ved hjelp av sinkpulver. De metalliske elementer som fremdeles er tilstede som forurensninger, er betraktelig mer elektropositive enn sink, og det byr. derfor ikke på storre vanskeligheter å sementere disse.

En sementering av nikkel og, spesielt, kobolt er imidlertid vanskelig og krever visse forholdsregler. Således kan kobolt ikke sementeres i teknisk målestokk med sinkpulver uten at det anvendes en forholdsvis hoy temperatur (70 - 100°C) og et overskudd av sink og andre elementer som er istand til å påskynde omsetningen.

Det er blitt fastslått at en tilstedeværelse av kobber, sammen med antimon, arsen eller tinn er nodvendig for å kunne fjerne kobolt. De mest vanlig anvendte par av elementer er kobber og antimon, eller kobber og arsen. Nødvendigheten av at kobber er tilstede- for å kunne fjerne kobolt byr imidlertid på store problemer, spesielt under den påfolgende behandling av sementproduktet. Industriopplosninger som er erholdt- ved utluting av malmer og som må renses, inneholder som regel slike elementer som kobber og kadmium. Dersom det er onsket å beholde opplost kobber som katalysator for fjernelsen av kobolt, vil alle elementer som er mer elektronegative enn kobber, spesielt kadmium, også beholdes opplost.

Det er blitt foreslått å fjerne kobber og kadmium fullstendig ved sementering med sinkpulver fulgt av en egen tilsetning av den kobbertnengde som er nodvendig for sementering av kobolt i opplbselig form, som f.eks. sulfat. Denne metode er imidlertid kostbar og omsten-delig og sjelden anvendt. Betydelige kobbermengder er således nodvendig for å fjerne kobolt. Kobber bor f.eks. være tilstede i en mengde av 200 mg/l når kobber og antimon anvendes, og i en mengde av over

500 mg/l når kobber og arsen anvendes.

Det sementerte produkt inneholder derfor kobber, kadmium og kobolt og dessuten sink som tilsettes i overskudd. Den påfolgende behandling av det sementerte produkt er ikke enkel selv om .det er oko-nomisk onsket separat å utvinne sink, kadmium og kobber fra det sementerte produkt. Ved opplosning i fortynnet syre finner den folgende omsetning sted:

Kobberet som er elektropositivt, opploses ikke ved en slik omsetning i fravær av et oxydasjonsmiddel. Av de tre andre elementer kan størsteparten av sinkoverskuddet opploses uten for store vanskeligheter. Separering av kadmium fra kobolt er imidlertid vanskeligere da disse to elementer har standard elektrokjemiske potensialer som ligger meget nær hverandre slik at de ikke opploses selektivt i syre. Det må derfor tolereres at den ferdigbehandlede kobbersement fremdeles inneholder kadmium mens den kadmiumholdige opplosning inneholder en ikke ubetydelig mengde kobolt. Den kadmiumholdige opp.losning må etter utvinning av kadmiumet ofte behandles videre for å fjerne kobolt dersom mengden av kobolt i den gjenværende opplosning skal holdes under en aksepterbar verdi.

Det nedenstående flytskjema nr. 1 viser summarisk den vanlige rensemetode for sinksulfatopplbsninger ved hjelp av sementering.

Det forutsettes ifolge flytskjema nr. 1 at de malmer som behandles, inneholder en tilstrekkelig mengde kobber til at det fåes oppløsninger med en kobberkonsentrasjon over 200 mg/l som nødvendig-gjor en forhåndssementering for å regulere kobbermengden til denne

konsentrasjon under selve rensingen.

Det tilveiebringes ifolge oppfinnelsen en fremgangsmåte ved rensing av sinksulfatopplosninger erholdt fra utluting av sinkmalmer og på forhånd renset ved tilsetning av jernhydroxyd for utfelling av hydrolyserbare forurensninger, fulgt av tilsetning av metallisk sinkpulver til den på forhånd rensede opplosning for dannelse av en kobber- og kadmiumsement som fjernes ved filtrering,

og fremgangsmåten er særpreget ved at det erholdte filtrat oppvarmes til en temperatur mellom 80°C og dets kokepunkt, og Sb20^

og sinkpulver settes til filtratet i den nodvendige mengde for å utfelle koboltinnholdet og de ovrige forurensninger som derefter fjernes fra opplosningen ved filtrering.

Det er derfor ved den foreliggende fremgangsmåte ikke nodvendig at kobber- er tilstede for å fjerne kobolt ved sementering ved hjelp av sinkpulver.

Det er fordelaktig å sette .sinkpulveret til opplosningen

i form av en suspensjon i en liten mengde vann.

Under disse betingelser fjernes kobolt og de andre fremdeles tilstedeværende forurensninger fullstendig, som regel på under 2 timer. Etter fraskillelsen av den. koboltholdige sement kan sinksulfat-opplosningen, straks den er blitt avkjolt, elektrolyseres for utvinning av sink.

Den tilsatte mengde antimon i form av Sb20^ og sinkpulver er spesielt avhengig av den koboltmengde som skal fjernes og det anvendte sinkpulvers kvalitet. Forholdet mellom tilsatt mengde antimon og tilsatt mengde sinkpulver er fortrinnsvis 0,1:1000 - 1:1000.

Den til den etter fjernelse av kobber og kadmium rensede opplosning tilsatte mengde sinkpulver er 1 - 6 g/l„

Sementeringen av kobolt kan utfores ved som sinkpulver å anvende pulver erholdt ved kondensasjon av sinkdamp eller pulver erhold ved dispergering av en strbm av flytende sink i forskjellige fluida, f.eks. luft.

Det er onsket at sinkpulverne inneholder en viss mengde bly, fortrinnsvis 0,5-2 vekt%, og helst ca. 1 vekt%.

Blyet i form av opploselig eller uopploselig salt forbed-rer spesielt fjernelsen av antimon og thallium.

Dersom sinkpulveret ikke inneholder bly eller dersom den i sinkpulveret tilstedeværende blymengde er utilstrekkelig, kan bly i form av salter, f.eks. blysulfater, settes til opplosningen samtidig med antimonet, men for tilsetningen av sinkpulveret. En egnet mengde

tilsatt blysulfat er 100 mg/l.

Det nedenstående flytskjema nr. 2 illustrerer summarisk den foreliggende fremgangsmåte ved rensning av sinksulfatopplosninger.

Oppfinnelsen vil bli nærmere beskrevet ved hjelp av de nedenstående eksempler.

Eksempel 1

En samlet mengde sinkpulver av 2 g/l ble i fire porsjoner med 10 minutters mellomrom satt til en opplosning erholdt ved utluting av sinkmalmer idet opplosningen ble holdt på en temperatur av 50 C.

Opplosningen ble omrort i 30 minutter etter at den siste sinkporsjon var blitt tilsatt, og den erholdte sement ble skilt fra opplosningen ved filtrering.

Mengden av de forskjellige elementer i opplosningen for og etter det ovennevnte trinn var som folger:

Den erholdte sement hadde folgende analyse: Zn 35 %, Cu 6 % og Cd 7 %.

Den filtrerte opplosning ble deretter oppvarmet til 90°C. Antimon ble satt til opplosningen i form av Sb20^ i en mengde av 1,2 mg/1 sammen med h g/l sinkpulver inneholdende 0,9 % bly og erholdt ved kondensasjon av sinkdamper. Opplosningen ble .omrbrt i 2 timer for å fjerne mesteparten av innholdet av kobolt, og konsentrasjonen av kobolt i den gjenværende opplosning var under 0,05 g/l. Omrbringen:ble avsluttet og en sement inneholdende kobolt ble fraskilt ved filtrering.

Den på denne måte rensede sinksulfatopplbsning var egnet for anvendelse ved elektrolyttisk fremstilling av sink. De to erholdte sementer ble påny behandlet som folger: a) Sementen fra den fbrste rensning og inneholdende 35 % Zn, 6 % Cu og 7 % Cd ble omsatt med svovelsyre for opplosning av kadmiumet ved en temperatur av 60°C og en sluttsurhet av 7,5 g/l idet omsetningen varte i ^8 timer.

Etter denne behandling ble opplosningen inneholdende kadmiumet skilt fra sementen som inneholdt kobberet.

En analyse av den kadmiumholdige opplosning ga folgende resultat: Cu = 0,22 mg/l og Cd = 28,3 g/l.

En analyse av den omsatte sement ga det folgende resultat: Cu = ^2,6 %, Zn = 7,78 % og Cd = 0,65 %.

Det fremgår av de to ovenstående analyser at over 99 % av kadmiumet ble gjenvunnet. b) Sementen fra den annen rensning og som inneholdt sink og kobolt, ble behandlet som folger: Sementen erholdt fra 3^ liter opplosning hvortil h g/l' sinkpulver var blitt tilsatt for å ekstrahere koboltet, ble behandlet med svovelsyre i 6,5 timer ved en temperatur av 60°C og en pH av 2 - 3,5- Etter denne behandling ble g sement inneholdende 38,5 % kobolt og 17 % Zn og 2,90 liter opplosning inneholdende 9 mg/l kobolt oppnådd.

Det fremgår derfor at under 2 % av koboltet var blitt gjenopplost og at mer enn 99 % av den i form av pulver tilsatte sink var blitt gjenopplost.

Eksempel 2

Sammenligning_av sinkpulvere_ _for_ sementering..av .kobolt Forsok ble utfort med en handelstilgjengelig sinksulfatopplosning hvorfra kobber og kadmium var blitt fjernet, som i eksempel 1.

Fire forskjellige pulvere ble anvendt som folger:

Pulver A:' Et pulver erholdt ved kondensasjon av sinkdamp og uten innhold av bly.

Pulver B: Et pulver erholdt ved kondensasjon av sinkdamp og inneholdende 0,91 % bly.

Pulver C: Et pulver erholdt ved dispergering av en stråle av flytende sink og uten innhold av bly.

Pulver D: Et pulver erholdt ved dispergering av en stråle av flytende sink og inneholdende 0,97 % bly.

Forsøksresultater

Eksempel 3

Sammenligning av sinkpulver ikke inneholdende bly og etter tils_etni_ng_ a_v _bly _________

Forsok ble utfort med den handelstilgjengelige opplosning pulver C ifolge eksempel 2.

Forsøksresultatene viser'tydelig at tilstedeværelsen av bly letter en hurtigere og mer fullstendig fjernelse av kobolt.

Eksempel k

Virkningen av koboltmengde i opplosning på mengden av antimon ogjog sink_som_må tilsettes _ _ _

Forsok ble utfort ved anvendelse av pulver B i forbindelse med en handelstilgjengelig sinksulfatopplosning hvorfra kobber og kadmium var blitt fjernet.

Det fremgår tydelig av den ovenstående tabell at det er gunstig å oke den tilsatte mengde sink (sammenlign tredje og fjerde kolonne) og at det er ennu mer fordelaktig å oke konsentrasjonen av Sb2Cy

Eksempel 5

Virkningen av tilsetning av blysalt på fjernelsen av andre f orur_ensninger_veji_sejneji^rJ.ng _av kobolt_

Disse forsok ble utfort under anvendelse av pulver D som inneholdt 0,97 % bly.

Det fremgår at tilsetning av et blysalt i en opplosning av pulveret D har en gunstig virkning på fjernelsen av andre forurensninger enn kobolt, spesielt thallium og antimon, under sementeringen av kobolt. Dette er overraskende tatt i betraktning at pulveret D alle-rede inneholder 0,97 % bly.

Claims (1)

1. Fremgangsmåte ved rensing av sinksulfatopplbsninger erholdt fra utluting av sinkmalmer og på forhånd renset ved tilsetning av jernhydroxyd for utfelling av hydrolyserbare forurensninger, fulgt av tilsetning av metallisk sinkpulver til den på forhånd rensede opplosning for dannelse av en kobber- og kadmiumsement som fjernes ved filtrering, karakterisert ved at det erholdte filtrat oppvarmes til en temperatur mellom 80°C og dets kokepunkt, og Sb20. og sinkpulver settes til filtratet i den nodvendige

   mengde for å utfelle koboltinnholdet og de ovrige forurensninger som derefter fjernes fra opplosningen ved filtrering»