NO163494B

NO163494B - Fremgangsmaate for aa regulere vannbalansen og konsentrasjonen av forurensninger i et elektrolytisk sinkanleggkretsloep

Info

Publication number: NO163494B
Application number: NO821824A
Authority: NO
Inventors: Oliver Michael Griffith Newman; David John Palmer; Robert Vivian Pammenter
Original assignee: Electrolyt Zinc Australasia
Priority date: 1981-06-02
Filing date: 1982-06-01
Publication date: 1990-02-26
Also published as: NO163494C; DE3275435D1; ES8307926A1; EP0067619B1; US4437953A; IN157298B; ES512734A0; NO821824L; EP0067619A3; CA1191813A; EP0067619A2

Description

Oppfinnelsen angår en fremgangsmåte for å regulere vannbalansen og konsentrasjonen av forurensninger i krets-løpet for et sinkelektrolyseanlegg.

Ved den foreliggende fremgangsmåte foretas en

selektiv sinkutfelling som heretter betegnes som SSU.

Oppfinnelsen angår en forbedret fremgangsmåte

for å regulere vannbalansen og konsentrasjonen av forurensninger (I) i et elektrolytisk sinkanlegg-kretsløp, hvor sink utfelles fra en vandig sinksulfat-

holdig oppløsning (A) og fjernes fra kretsløpet under anvendelse av et materiale (R) som inneholder sinkoxyd som utfellinqs-middel, i et selektivt sinkutfellings (SSU)-prosessanlegg, hvorved utfelte faststoffer (S) som inneholder basisk sinksulfat, og en oppløsning (X2) utarmet på sink dannes,

at faststoffene (S) tilbakeføres til kretsløpet og forurensningene (i) er ett eller flere av magnesium, mangan, klorid, natrium og kalium, og at . det anvendte materiale (R) har en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av fra 5

til 150^um, eventuelt fra 0,5 til 5yum,dersom trinn c)

nedenfor utføres,

kirakterisert ved at minst ett av de følgende ytterligere trinn utføres for å redusere volumet til den på sink utarmede oppløsning (X2) som tilbakeføres til kretsløpet assosiert med faststoffene (S):

a) oppløsningen (A) forbehandles i et SSU-prosessanlegg med et kalsiumcarbonatholdig materiale for å utfelle en del av sinken for å danne en på sink delvis utarmet oppløs-ning (XI) som inneholder minst 5g sink pr. liter og som behandles med materialet (R) for utfelling av sink og oppnåelse av det ønskede restsinkinnhold i den på sink utarmede oppløsning (X2), og/eller b) faststoffene (S) blir innført i et faststoff-væskesepareringssystem i hvilket den på sink utarmede opp-løsning (X2) som er assosiert med faststoffene, fortrenges av en sinksulfatholdig oppløsning (B) og fjernes fra kretsløpet, og/eller c) faststoffene (S) fraskilles ved filtrering og sammenpresses for å redusere volumet til oppløsningen (X2) som

i<:>øres med av faststoffene.

I henhold til en foretrukken utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse og ifølge hvilken trinnet b) ut-føres, anvendes det faststoff-væskesepareringssystem som omfatter

i) filtrering med vasking av filterkaken med den sinksulfatholdige oppløsning (B) eller

ii) fortykning med motstrømsdekanteringsvasking av de fortykkede faststoffer med den sinksulfatholdige oppløsning

(B) eller

iii) sedimentering av faststoffene (S) i den sinksulfatholdige oppløsning (B) som strømmer gjennom det nedre avsnitt avÆn faststoffoverføringskolonne.

Oppfinnelsen kan omfatte ett eller flere av de følgende foretrukne særtrekk under oppnåelse av en fremgangsmåte som beskrevet ovenfor, hvor

x den på sink utarmede oppløsning X2 som er assosiert me1<*>.

de faste stoffer S, fortrenges av en sinksulfathold opp-løsning B,

x en på sink utarmet oppløsning anvendes for å vaske faste stoffer som skriver seg fra den nevnte krets,

hvorved fås en vandig vaskeoppløsning med en øket sinksulfatkonsentrasjon, og hvor over 10% av den nevnte vandige vaskeoppløsning blir en oppløsning Å, hvorved fåes i det minste en delvis lukket vaskekirets,

x materialet R er fortrinnsvis dannet fra innførte materialer i kretsen som har den høyeste konsentrasjon av

forurensninger I,

x oppløsningen B inneholder over 50 g sink/liter,

x den på sink delvis utarmede oppløsning XI inneholder minst 10 g sink/liter for å holde manganutfellingen på

et minimum i det første trinn av SSU-prosessanlegget,

x oppløsningen X2 inneholder under 5 g sink/liter for å

holde tapet av oppløst 3ink på et minimum når oppløs-ningen X2 vrakes eller anvendes for å vaske faste stoffer fra kretsen for sinkelektrolyseanlegget,

X materialet R har en gjennomsnittlig partikkelstørrel-se av 7 - 32,um, mer.foretrukket en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av ca. 10 ym,

x materialet R har en gjennomsnittlig partikkelstørrel-se av 0,5 - 150 ym, og de faste stoffer S skilles ved hjelp av en filtreringsmetode hvor de nevnte faste stoffer sammenpresses før de uttømmes, for å holde mengden av oppfanget SSU-oppløsning Y på et minimum som tilbakeføres til kretsen,

x materialet R dannes preferentielt ved å røste sinkkonsentrat på en slik måte at mengden av materialet R som gjenfinnes i sjiktet i røsteren øker, fortrinnsvis slik at hele det røstede produkt tilslutt gjenfinnes i sjiktet i røsteren.

Oppfinnelsens bakgrunn

Den vannmengde som kan anvendes i en krets for et sinkelektrolyseanlegg for å vaske rester og faste stoffer, er for tiden begrenset på grunn av den mengde oppløsning som er blitt vasket fra de faste stoffer (heretter betegnet vaskeoppløsning) som kan tilbakeføres til kretsen. "Krets" er her ment å betegne en krets for et sinkelektrolyseanlegg som kan omfatte avløpsbehandling og vanngjenvinningsanlegg, men som ikke omfatter SSU-prosessanlegg som definert neden-fjr. Vaskeoppløsningen må tilbakeføres til kretsen. Hvis ikke vil sinkinnholdet som primært er tilstede i vaskeopp-løsningen som sinksulfat, gå tapt. Dersom en for stor mengde vaskeoppløsning tilbakeføres til kretsen, blir vannbalansen ikke lenger tilfredsstillende.

En tilfredsstillende vannbalanse er en vannbalanse hvor vannmengden som kommer inn i kretsen i vaskeoppløsnin-gen eller fra andre kilder, er lik den samlede mengde som går tapt fra kretsen. Som angitt av D.M. Liddell ("Handbook of Nonferrous Metallurgy Recovery of the Metals", annen utgave, McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, 1945, s. 405, linjene 10 - 12): "The amount of wash water that can be used is limited by the moisture carried out in the residue and evaporation throughout the plant, unless some solution is discarded for other reasons".

Et eksempel på en vaskekrets for rester for et Sinkelektrolyseanlegg er gitt av G.D. Van Arsdale

("Hydrometallurgy of Base Metals", første utgave, McGraw-Hill Book Co., Inc., New York, 1953, s. 101).

Dersom rester eller produkter ikke vaskes effektivt for å fortrenge inneholdt oppløst zink med den tilgjengelige vannmengde under slike betingelser hvor vannbalansen er tilfredsstillende, må enten denne manglende effektivitet aksep-teres eller alternativt må mer vann fjernes fra kretsen ved ytterligere inndampning eller vraking av oppløsning, slik at mer vaskevann kan anvendes.

Ytterligere inndampning krever en stor varmetilfør-sel, hvilket er både uønsket og kostbart.

To metoder er kjente fra teknikkens stand for å fjerne sinkinnhold fra oppløsninger for erholdelse av på

sink utarmede oppløsninger som er egnede for vraking.

Den første metode er betegnet "brukt stripping" hvor en del av den brukte elektrolytt fra elektroutvirnings-trinnet i sinkelektrolyseprosessen blir ytterligere elektro-lysert for å redusere dens sinkinnhold. Den erholdte oppløs-ning har fremdeles en betydelig sinkkonsentrasjon og en høy svovelsyrekonsentrasjon. Omkostningene for å behandle dette avløp slik at dé ved lov fastsatte grenser oppnås, er derfor høye.

Den annen metode beror på utfelling av sink fra

den vandige s-,inksulfatoppløsning som skal vrakes, i form av en basisk forbindelse som deretter kan anvendes som nøytrali-seringsmiddel i en s-'inkelektrolysekrets. I australsk patentskrift 429 078 er beskrevet at et basisk sinksulfat kan utfelles selektivt fra en oppløsning av vandig sinksulfat med en lang rekke forskjellige utfelningsmidler ved temperaturer innen området fra 40° C til oppløsningens kokepunkt ved atmosfæretrykk.. Kalsinert sinksulf idkonsentrat (heretter betegnet kalsin) og kalksten (kalsiumcarbonat) er blant de utfellingsmidler som er spesifisert i patentskriftet . En artikkel som er- blitt trykket i Metallurgical Transactions B utgitt av the American Society for Metals og the Metallurgical Society of A.I-M.E., Volume 11B, mars 1980, s. 73 - 82, be-skriver at basisk sinksulfat anses å bli utfelt av disse to felningsmidler i overensstemmelse med ligninger av typen hhv.

Som beskrevet i Australsk patentskrift 429 078 kan sink som

er tilstede i en vandig oppløsning av sinksulfat, utfelles under egnede betingelser i form av et basisk sinksulfat,

slik at den sistnevnte får et lavere innhold av uønskede ioner. De uønskede ioner holder seg således i det vesentlige i den behandlede på sink utarmede oppløsning. Utfellingen av sink i form av basisk sinksulfat er derfor selektiv,

og fremgangsmåten hvor denne utfellingsreaksjon anvendes, er blitt betegnet som den Selektive Sink-utfelling (SSU). En lang rekke uønskede ioner er definert i patentskriftet, hvorav magnesium, mangan, klorid, natrium og kalium er av betydning for den foreliggende oppfinnelse. For enkelhets skyld vil et hvilket som helst av de ovennevnte uønskede ioner her betegnes som forurensning I. Det vil forståes at flere enn ett av de ovennevnte uønskede ioner kan være tilstede i oppløsninger behandlet med SSU-prosessen og at denne prosess er i stand til effektivt å kontrollere hvert av de tilstedeværende nevnte uønskede ioner, omenn eventuelt i varierende grad. Påtegnelsen "forurensning I" kan således dekke både

ett eller en lang rekke av uønskede ioner fra gruppen magnesium, mangan, klorid, natrium og kalium. Den behandlede på sink utarmede oppløsning som fåes ved SSU-prosessen, er heretter betegnet som SSU-oppløsning.

SSU-prosessen er derfor istand til å gi kontroll både med vannbalansen og konsentrasjonen av forurensning I i kretsen. I den ovennevnte artikkel er to alternative metoder detaljert beskrevet for vraking av den SSU-oppløsning som er tilbake etter at faste stoffer er blitt fjernet under anvendelse av en faststoff-væskesepareringsmetode. Den første metode går ut på direkte vraking, se artikkelens fig. 1. Selv om den således vrakede SSU-oppløsning vil være utarmet på sink, vil den i alminnelighet ha konsentrasjoner av sink og andre ikke-jernmetaller som ligger over de grenser som loven setter for avløpet fra sinkelektrolyseanlegg. Den vrakede oppløs-ning må derfor utsettes for kostbar ytterligere behandling før den kan vrakes fra anleggsstedet. Den annen metode beror på indirekte vraking og utføres ved å anvende SSU-oppløsningen som blir tilbake etter at faste stoffer er blitt fjernet, for å vaske faste rester som fjernes fra kretsen. Jarositt, gøtitt og blyrest fra et utlutingstrinn med sterk syre ved en restbehandlingsprosess er eksempler på slike rester. Når slike rester vaskes med SSU-oppløsning, vil den sistnevnte fortrenge moderluten med høy sinkkonsentrasjon som er forbundet med de faste rester. Når de faste rester således forlater kretsen, inneholder de betydelige mengder av forurensninger I via medrevet SSU-oppløsning. Konsentrasjonen av forurensning I i kretsen kan derfor kontrolleres på effektiv måte. Den annen vrakmetode byr på den spesielle fordel at behovet for SSU-prosessoppløsning i et avløpsbehandlings-anlegg unngås. Den tilfredsstiller således det generelle mål å skulle oppnå null uttømming av avløp fra metallurgiske prosesser eller fremstillingsprosesser.

Et tiltalende flytskjema som omfatter denne vrake-metode, omfatter resirkulering av vaskeoppløsningen erholdt ved vasking av faste rester med SSU-oppløsning, til SSU-prosessen, dvs. at vaskeoppløsningen blir påmatningsoppløs-ning for SSU-prosessen. Dette spesielle flytskjema er blitt betegnet som vasking i lukket krets og er vist som fig. 2

i artikkelen.

Flytskjema for lukket krets ifølge fig. 2 byr på

en markert fordel når det gjelder vannbalansen sammenlignet med flytskjemaet ifølge fig. 1 som omfatter direkte vraking. Dette er eksemplifisert ved en undersøkelse av den nedenstående tabell 1 som er en tydeliggjort versjon av tabell V

i artikkelen. Størrelsen av SSU-prosessanlegget er uttrykt som mengden av sink i påmatningsoppløsningen til SSU-prosessanlegget, uttrykt som prosent av den samlede mengde sink ekstrahert fra calcin. Detaljer angående spesifike anvendte konstruksjonsparametre er angitt i artikkelen.

Av tabell 1 fremgår det riktignok at magnesiumkonsentrasjonen under konstante driftsbetingelser ved vasking i lukket krets (fig. 2) er høyere enn magnesiumkonsentrasjonen ved prosessen i henhold til flytskjemaet ifølge fig. 1, selv om konsentrasjonen i begge tilfeller ligger markert lavere enn for en krets uten SSU-prosessanlegg.

Bruk av kalsin isteden for kalksten som fellingsmiddel for basisk sinksulfat er tiltalende da kalsin frem-stilles for påfølgende utluting i de fleste av de eksiste-rende kretser for sinkelektrolyseanlegg, og bruk av en del av SSU-prosessanlegget utelukker ikke påfølgende ekstrak-sjon av dets inneholdte sinkinnhold. Kalksten må kjøpes for anvendelse i et SSU-prosessanlegg og kan dessuten fjerne langt mer sulfat enn ønsket er fra kretsen. En eventuelt slik for stor fjernelse av sulfat vil måtte kompenseres ved tilsetning av sulfat til kretsen. I de fleste tilfeller vil svovelsyre være det rimeligste egnede utgangsmateriale for sulfat, men også omkostningene for denne vil være vesentlige. Dessuten vil gips som dannes ved bruk av kalk i SSU-prosessanlegget måtte taes hånd om, og dette kan være vanskelig i praksis. Anvendelse av kalsin isteden for kalksten har imidlertid en uaksepterbar uheldig virkning på vannbalansen, hvilket vil fremgå av flytskjemaet ifølge fig. 1 eller 2 - se tabell 1. Dette skyldes den kjennsgjerning at (a) en stor mengde kalsin er nødvendig for i form av basisk sinksulfat å utfelle 1 kg oppløst sink, og (b) deri erholdte blanding av basisk sinksulfat, kalsinrest og uforbrukt kalsin har et høyt fuktighetsinnhold når den filtreres og inneholder således et stort volum medført SSU-oppløsning. Når blandingen fortykkes, har den igjen et stort volum av medført SSU-oppløsning.

Når nevnte blanding tilbakeføres til kretsen, vil derfor begge faktorer (a) og (b) øke volumet av SSU-oppløs-ning som tilbakeføres til kretsen. For flytskjemaet ifølge fig. 1 er i virkeligheten vannbalansen under dannelse av kalsin dårligere enn vannbalansen i fravær av et SSU-prosessanlegg. Forholdsregler, som bruk av filtere med pressevirkning for å senke fuktighetsinnholdet i filterkaken, kan anvendes, men disse vil ofte være utilstrekke-lige til å rette opp vannbalansen. Som forventet utøver bruk av kalsin istedenfor kalksten en uheldig virkning på magnesiumkonsentrasjonen ved konstante driftsbetingelser. Dette fremgår av tabell 1 selv om kalksten ble antatt å inneholde 0,5 % Mg.

Det er et mål ved den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe en forbedret metode for å anvende kalsin isteden for kalksten, helt eller delvis, som fellingsmiddel for basisk sinksulfat i SSU-prosessanlegget, slik at vannbalansen blir aksepterbar. Det er annet formål ved oppfinnelsen å oppnå en lavere konsentrasjon av forurensning I ved konstante driftsbetingelser enn den som fåes når kalksten eller kalsin anvendes ved kjente fremgangsmåter.

Detaljert beskrivelse av oppfinnelsen

Det har nå vist seg at når egnet malt kalsin anvendes som fellingsmiddel for basisk sinksulfat, oppløses betydelige mengder av magnesiumet, kloridet, natriumet, kaliumet og kadmiumet i kalsinet under SSU-prosesstrinnet. Det er derfor ønskelig at kalsin inneholdende en høyere eller den høyeste konsentrasjon av magnesium, klorid, natrium og kalium avgrenes for anvendelse i SSU-prosessanlegget, mens kalsin med lavere konsentrasjoner av de ovennevnte forurensninger skal avgrenes til det nøytrale utlutingstrinn eller de nøytrale utlutingstrinn i kretsen. Da SSU-oppløsning normalt vil bli vraket, direkte eller indirekte, vil en slik avgrening av kalsin sikre en maksimal vraking av de ovennevnte forurensninger og hindre at de akkumuleres i kretsoppløsningen. Konsentrasjonen av de ovennevnte forurensninger i kretsoppløsningen med konstante driftsbetingelser vil derfor senkes. I avhengighet av om-stendighetene kan den kritiske forurensning være enten nettopp én av de ovennevnte forurensninger eller alternativt må mer enn én av forurensningene taes i betraktning. I de tilfeller hvor den kritiske forurensning (eller de kritiske forurensninger) skriver seg fra sinksulfidkonsentrater, dross eller tilbakeført materiale som røstes i én eller flere hvirvelsjiktrøstere for erholdelse av kalsin, kan det være mulig å oppnå en maksimal konsentrasjon av forurensningene i kals-inet anvendt i SSU-anlegget ved egnet valg av det tilførte materiale til hvirvelsjiktrøsterne, både ved avgrening til én eller flere røstere og ved å røste spesifike materialer på en karapagnebasis. Dette er et særtrekk ved den foreliggende oppfinnelse.

I en rekke tilfeller kan det imidlertid hende at hvirvelsjiktrøtsterne ikke har tilstrekkelig fleksibilitet enten i påmatningssystemene eller i kalsinhåndteringssyste-mene til at denne idé vil kunne anvendes spesielt effektivt. Det vil også forståes at mangan ikke er én av de forurensninger i kalsin som oppløses under SSU-prosesstrinnet, Det er derfor ifølge oppfinnelsen blitt undersøkt og oppdaget nye forbedrede metoder for anvendelse av kalsin i et SSU-anlegg ved erholdelse av en aksepterbar vannbalanse og lavere konsentrasjoner av forurensning I ved konstante driftsbetingelser, enten alene eller i forbindelse med det ovennevnte særtrekk med å oppnå en maksimal konsentrasjon av forurensning I, bortsett fra mangan, i kalsinet anvendt i SSU-prosessanlegget.

For enkelhets skyld vil enhver sinkoxydholdig forbindelse, omfattende kalsin, som er fjernet fra et hvilket som helst sted på en hvirvelsjiktrøster hvori sinksulfidkonsentrater røstes, dross, tilbakeført materiale eller eventuelle andre materialer, heretter bli betegnet med R.

En foretrukken form for R for formålet ifølge oppfinnelsen er kalsin fra sjiktet i en hvirvelsjiktrøster, idet kalsinet fortrinnsvis males før eller under SSU-prosesstrinnet.

Da ordet "kalsin" er mer meningsfylt, er det nedenfor blitt anvendt isteden for R, bortsett fra de steder hvor en mer bred utførelsesform av oppfinnelsen er beskrevet.

Det har nå vist seg at økningen av manganutfellingen ved en økende pH under anvendelse av kalksten som fellingsmiddel fører til et markert tap i selektivitet ved utfellingen ved høye pH-verdier (som klart beskrevet i fig. 3 på side 304 av artikkelen presentert ved Tasmania Conference, 1977, og publisert i mai 1977 av Australasian Institute of Mining and Metallurgy) og at dette i det minste delvis skyldes utfelling av mangancarbonat vied høye pH-verdier. Hvis derfor kalsin anvendes isteden for kalksten, unngås utfelling av mangan ved høye pH-verdier. Dette er et annet særtrekk ved den foreliggende oppfinnelse.

Dersom imidlertid kalsin anvendes som full erstatning for kalksten, bliir vannbalansen uheldig påvirket.

En foretrukket utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse hvor dette særtrekk anvendes, omfatter behandling av påmatningsoppløsningen til SSU-prosessanlegget med nøyaktig en tilstrekkelig mengde kalksten til at konsentrasjonen av oppløst sink reduseres til en konsentrasjon over 5 g/l, fortrinnsvis over 10 g/l, de erholdte faste stoffer fraskilles, og den erholdte SSU-oppløsning behandles med kalsin i et annet trinn under erholdelse av en SSU-sluttoppløsning som inneholder under 10 g sink/l, fortrinnsvis under 5 g sink/l. Selv om pH således kan stige til et høyt nivå

under behandlingen med kalsin for erholdelse av en SSU-sluttoppløsning med en lav sinkkonsentrasjon, vil således omfanget av manganutfelling være null eller neglisjerbart sammenlignet med manganutfellingen ved anvendelse av kalksten, under oppnåelse av den samme sinkkonsentrasjon i SSU-sluttoppløsningen.

Fraskillelsen av faste stoffer mellom de to trinn beskrevet ovenfor kan om ønsket sløyfes, men hvis dette gjøres, kan manganutfellingen øke i det annet trinn ved anvendetse av kalsin. Bruk av kalksten i et første trinn av SSU-prosessanlegget reduserer den sinkmengde som skal utfelles av kalsin i det annet trinn, mens unngåelsen av manganutfelling vil nedsette til et minimum den oppløsnings-mengde som skal behandles i SSU-prosessanlegget for å regulere mangankonsentrasjonen ved konstante driftsbetingelser til et aksepterbart nivå. Ved begge utførelsesformer, reduseres til et minimum den kalsinmengde som anvendes, og dermed også de uheldige virkninger som anvendelse av dette har på vannbalansen. Den ovenfor Beskrevne foretrukne utførelsesform er for enkelhets skyld betegnet som trinn (a). Trinn (a) omfatter også bruk av egne SSU-prosessanlegg såvel som et enkelt flertrinns SSU-prosessanlegg. Trinn (a) omfatter også bruk av andre fellingsmidler (f.eks. kalk) som inneholder endel carbonater i det første trinn av SSU-prosessanlegget.

For enkelhets skyld vil SSU-oppløsningene dannet

i trinn 1 av et flertrinns SSU-prosessanlegg bli betegnet med XI, hvor f.eks. SSU-oppløsningen fra trinn 1, XI, behandles i trinn 2 under erholdelse av SSU-oppløsningen X2.

Når kalksten eller kalsin anvendes som et fellingsmiddel for basisk sinksulfat i et enkelt trinns eller flertrinns SSU-prosessanlegg, har det ifølge oppfinnelsen vist seg at det er mulig å fortrenge en betydelig del av SSU-oppløsningen som ledsager det basiske sinksulfat og tilknyttede andre faste stoffer (blandingen av basisk sinksulfat og tilknyttede andre faste stoffer er heretter betegnet som faste stoffer S), under anvendelse av en oppløsning som er blitt fjernet fra kretsen (som i dette tilfelle kan omfatte ferskvann), idet den sistnevnte oppløsning heretter er betegnet som oppløsning B og i alminnelighet fortrinnsvis vil inneholde over 50 g sink/l. Når de faste stoffer S tilbakeføres til kretsen, vil derfor en langt mindre mengde av SSU-oppløsning som ledsager de faste stoffer S, bli samtidig tilbakeført til kretsen da en stor del av oppløsningen som ledsager de faste stoffer S, er blitt fjernet fra kretsen og ikke SSU-prosessanlegget. Fortrengning av en betydelig del av SSU-oppløsningen som ledsager de faste stoffer S, under anvendelse av oppløsningen B utøver således en gunstig virkning på vannbalansen i kretsen. Fortrengningen av SSU-oppløsningen som ledsager de faste stoffer S, ved hjelp av oppløsningen B er et ytterligere særtrekk ved den foreliggende oppfinnelse og er heretter for enkelhets skyld betegnet som trinn (b).

Det har ifølge oppfinnelsen vist seg at SSU-oppløsningen som ledsager de faste stoffer S, kan fortrenges uavhengig av valget av faststoff-væskesepareringssysternet. Avhengig av det valgte faststoff-væskesepareringssystem kan fortrengningen av SSU-oppløsningen som ledsager de faste stoffer S, finne sted under eller etter faststoff-væske-separeringen. Dersom fortrengningen finner sted i fast-stof f -væskesepareringssystemet, kan en del av oppløsningen B gjenfinnes sammen med SSU-oppløsningen som er blitt skilt fra de faste stoffer S, og selv om dette kanskje ikke vil inntreffe, vil det ofte være en viss risiko for at det vil inntreffe. Dersom fortrengningen finner sted etter fast-stof f-væskesepareringen , vil det ikke foreligge risiko for at oppløsningen B vil forurense i det minste den del av SSU-oppløsningen som på forhånd er blitt skilt fra de faste stoffer S i faststoff-væskesepareringssystemet.

Den fortrengte SSU-oppløsning vil normalt utgjøre 5-200 vol% av den samlede dannede SSU-oppløsning i avhengighet av valget av faststoff-væskesepareringssystem, det punkt hvori fortrengningen av SSU-oppløsningen som ledsager de faste stoffer S utføres, og effektiviteten av fortrengningen.

Dersom den fortrengte SSU-oppløsning utgjør mindre enn 30 % av den samlede dannede SSU-oppløsning og er forurenset med over 10 % av oppløsningen B anvendt for fortrengningen, foretrekkes det å resirkulere den fortrengte SSU-oppløsning til SSU-prosessanlegget for videre behandling. I en rekke tilfeller hvor den fortrengte SSU-oppløsning kan være forurenset med en del av oppløsningen B anvendt for fortrengningen, vil sinkkonsentrasjonen ikke være tilstrekkelig høy til å hindre at den kan anvendes for vasking av faste stoffer eller rester som er blitt fjernet fra kretsen. Den nevnte forurensede, fortrengte SSU-oppløsning kan anvendes for vasking direkte eller efter blanding med vann, SSU-oppløsning fjernet fra faststoff-væskesepareringssystemet eller andre oppløsninger fjernet fra

(a) andre trinn av et flertrinns SSU-prosessanlegg,

(b) kretsen eller

(c) utenfor kretsen.

Alternativt, men mindre foretrukket, kan den fortrengte SSU-oppløsning vrakes.

Når filtrering er det valgte faststoff-væskesepareringssystem, kan normalt over 20 % av SSU-oppløsningen som ledsager de faste stoffer S, fraskilles i form av et filtrat på det trinn hvor filterkaken dannes. Forsøk med et vakuum-trommelfilter har vist at minst to forskjellige metoder effektivt vil fortrenge en høy andel av SSU-oppløsningen som ledsager de faste stoffer S, som oppløsning oppfanget i filterkaken." Ved den første metode anvendtes 1 til 4 lag av filtstrimler anbragt slik at enden av hver seksjon akku-rat berørte filterkaken som beveget seg på undersiden. Den annen ende av hvert lag med filt var neddykket i en beholder som inneholdt oppløsningen B. Denne ble derfor ved hjelp av kapillærvirkning trukket opp og deretter ned i filten og ble til slutt ved hjelp av vakuum fjernet fra filten og gjennom filterkaken.

Ved den annen metode som ble anvendt med godt resultat, ble et rør med åpen ende beveget frem og tilbake over overflaten av filterkaken, og.den mengde av oppløs-ningen B som strømmet gjennom og ut av røret, ble regulert slik at oppløsningen B strømmet ned langs filterkakens overflate i en tilstrekkelig mengde til å fortrenge den nødven-dige mengde av SSU-oppløsning, men samtidig i en utilstrekkelig mengde til at oppløsningen B kom inn i formnings-tanken. Andre alternative metoder med å spre oppløsningen B, f.eks. sprøyting, vil være selvklare for fagmannen.

Det er av viktighet å spre oppløsningen B

jevnt ov^r filterkaken for å unngå at filterkaken tørker inn og sprekker. En sprekkdannelse vil gjøre at det fås en ueffektiv fortrengning og gjennomstrømning av en uaksepterbar mengde av oppløsningen B gjennom filterkaken, idet den gjennomstrømmede mengde av oppløsning B vil gjenfinnes i den fortrengte SSU-oppløsning. Dersom sprøyting av horison-tale vakuumfiltre anvendes, vil en tildekning eller over-svømmelse av filterkaken med oppløsningen B umiddelbart etter at filterkaken er blitt dannet, undertrykke sprekkdannelse. Med anvendelse av vakuumbladfiltere av typen Moore kan det være nødvendig å suspendere endel faststoffer

i oppløsningen B for å blokkere sprekker som dannes når bladene fjernes fra dannelseskaret og overføres inn i karet som inneholder oppløsningen B for påfølgende fortrengning av den medrevne SSU-oppløsning.

Dersom filtrering er det valgte f aststof f> - væskeseparer-ringssystem, vil det i alminnelighet være å foretrekke at oppløsningen Ber varm da en slik oppløsning vil ha lavere viskositet og derfor hurtigere fortrenge den medrevne SSU-oppløsning. I slike tilfeller kan oppløsningen B enten forvarmes eller taes fra en varm seksjon av kretsen eller begge.

Når fortykning er det valgte faststoff-væskesepareringssystem, har det ifølge oppfinnelsen vist seg at det er mulig å fortrenge SSU-oppløsningen som ledsager de faste stoffer S, ved hjelp av et fortykkende avhellings-system under anvendelse av oppløsningen B. Når en slik metode anvendes, vil det i alminnelighet være å foretrekke å anvende et motstrømavhellingssystem med minst to og fortrinnsvis tre trinn. Det vil også i alminnelighet være å foretrekke at oppløsningen B er varm da den da vil ha lavere viskositet, og viskositetene for blandede oppløsninger som skriver seg fra de to oppløsninger som kommer inn i det fortykkende motstrømsavhellingssystem, dvs. oppløsningen B og SSU-oppløsningen som ledsager de faste stoffer S, vil også være lavere. Av den samme grunn bør oppslemningen som fjernes fra SSU-prosessanlegget, ikke avkjøles før det fortykkende motstrømsavhellingssystem. Det kan i virkeligheten oppnås en tilstrekkelig fordel ved en økning i settlingshastigheten for de faste stoffer S til å berettige at oppslemningen fra SSU-prosessanlegget oppvarmes dersom det sistnevnte drives ved temperaturer under 90° C, eller endog å drive SSU-prosessanlegget som sådant ved en høyere temperatur enn hva som ellers ville ha vært berettiget.

Et foretrukket faststoff-væskesepareringssystem som omfatter fortrengning av SSU-oppløsningen som ledsager faststoffer S i ett trinn, er å overføre de faste stoffer til oppløsningen B ved settling under innvirkning av tyngde-kraften. Dette er et ytterligere særtrekk ved den foreliggende oppfinnelse.

Ifølge én enkel utførelsesform av utstyr som kan tjene som et eksempel på dette system, innføres de faste stoffer S pluss en del eller hele mengden av SSU-oppløsnin-gen fra SSU-prosessanlegget (dvs. en del av SSU-oppløsningen fra SSU-prosessanlegget kan om ønsket skilles fra de faste stoffer S ved hjelp av et forutgående f aststof f-væskesepareringssystem) i den øvre sone 2 av en vertikal sylindrisk kolonne

f

1, som vist på fig. 1. Den spesifike vekt for SSU-oppløs-ningen som innføres i den øvre sone 2, vil i alminnelighet være lavere enn den spesifike vekt for oppløsningen B som innføres i den lavere sone 4 ifølge fig. 1, da den sistnevnte i alminnelighet vil ha en betydelig høyere sinkkonsentras jon enn SSU-oppløsningen. Det foreligger derfor ingen vanskelighet med å opprettholde en grenseflate mellom de to oppløsninger på et egnet nivå i kolonnen, forutsatt at oppslemninger og oppløsninger innføres og fjernes fra kolonnen i regulerte og balanserte mengder pr. tidsenhet og at bevegelsen i kolonnen som skyldes innføring eller fjernelse av oppslemninger eller oppløsninger, ikke er for sterk. Agitatorer eller rakemekanismer som kan være innført i kolonnen for å lette bevegelse av faste stoffer på tvers av grei*seflaten mellom sone 2 og sone 4 eller mellom sone 3 og sone 4 eller for å lette fjernelse av oppløsning B og faste stoffer S fra bunnen av kolonnen, bør være slik konstruert at en for sterk forstyrrelse i kolonnen unngås.

Settlingshastigheten for faste stoffer S i den øvre sone 2 vil i alminnelighet være hurtigere enn i den lavere sone 4 på grunn av den lavere spesifike vekt og viskositet for SSU-oppløsningen sammenlignet med oppløsningen B. Denne forskjell i setlingshastighet blir større enn dersom SSU-oppløsningens temperatur er høyere enn temperaturen for opp-løsningen B. Forskjellen i.settlingshastighet kan føre til at det dannes en akkumuleringssone 3 mellom sonene 2 og 4, idet grenseflaten mellom SSU-oppløsningen og oppløsningen B da vil befinne seg henimot eller generelt ved bunnen av akkumuleringssonen 3. Dannelsen av en akkumuleringssone øker også i tilfeller hvor de faste stoffers inntrengningshastig-het gjennom grenseflaten er langsommere enn deres setlingshastighet i SSU-oppløsningen eller oppløsningen B. Forekoms-ten av en akkumuleringssone med begrenset høyde, f.eks. opp til 20 cm, kan være fordelaktig ved at fnokker med høyere densitet dannes som er i stand til lettere å trenge gjennom grenseflaten for deretter å avsettes hurtigere i den lavere sone 4. Den mest direkte metode for å regulere høyden av akkumuleringssonen 3 er ved å variere påmatningshastigheten for de faste stoffer S, med ledsagende SSU-oppløsning, til kolonnen.

Den fordel som kan oppnås ved bruk av flokkule-ringsmidler, f.eks. polyacrylamider, for å danne fnokker med høy densitet og med høyere settlingshastighet og øket evne til å trenge gjennom grenseflaten må undersøkes eksperimentelt da det her ikke kan gis noe generelt anvendbart råd i denne forbindelse. Virkningen av forskjellige flokkulerings-midler, forskjellige tilsetningshastigheter for flokkule-ringsmidler og drift av kolonnen med et vidt område av på-matningshastigheter, slik at kolonnen drives under betingelser som gir fri bunnavsetning, dvs. uten en akkumuleringssone 3 og dessuten med hindrede bunnavsetningsbetingelser med en akkumuleringssone 3, anbefales for å oppnå de optimale betingelser for de spesielle faststoffer S og oppløsninger som skal håndteres ved den foreliggende fremgangsmåte.

Det har ifølge oppfinnelsen blitt påvist at de faste stoffer S som fåes ved anvendelse av kalksten eller kalsin som fellingsmiddel for basisk sinksulfat, kan håndteres i et faststoff-væskesepareringssystem av den ovenfor beskrevne type. Systemet kan i virkeligheten anvendes med den største fordel i forbindelse med faste stoffer som dannes når kalsin er fellingsmidlet for basisk sinksulfat, da det i dette tilfelle normalt vil være en høyere forholdsvis mengde av SSU-oppløsning som ledsager de erholdte faste stoffer og det derfor vil kunne vinnes mer når det gjelder å regulere vannbalansen og konsentrasjonen av forurensningen I

i kretsen.

Det vil også være klart for fagmannen at en lang rekke typer av utstyr som er forskjellig fra den enkle type som er vist som et eksempel på fig. 1, vil være egnede for å anvendes som det foretrukne faststoff-væskesepareringssystem. Det vil også være klart for fagmannen at en lang rekke alternative forholdsregler kan tilgripes for å forbedre effektiviteten av det foretrukne faststoff-væskesepareringssystem, f.eks. bruk av en horisontal plate under innløps-stedet for de faste stoffer S og SSU-oppløsningen for å dispergere disse horisontalt på tvers av kolonnens tverr-snittsareal.

Når kalsin anvendes som fellingsmiddel for basisk sinksulfat, er det i den ovennevnte artikkel beskrevet at et sjikt med kalsin, dvs. det som fåes ved overløp eller fjernelse fra sjiktet i en hvirvelsjiktrøster, er et mer effektivt sinkfellingsmiddel enn det kalsin med lignende partik-kelstørrelse som gjenfinnes i kjeler, sykloner eller elektro-statiske utfellere i motsetning til i sjiktet. Det er også beskrevet at nedmaling øker kalsinets overflateareal, hvorved også utfellingshastigheten øker.

Typisk skriver mindre enn 70 %, og ofte så lite som 30 %, av kalsinet dannet i en hvirvelsjiktrøster seg fra sjiktet. Mengden av foretrukket kalsin, dvs. kalsin fra sjiktet i en hvirvelsjiktrøster og som er blitt nedmalt, kan derfor være utilstrekkelig til på tilfredsstillende måte å regulere vannbalansen eller konsentrasjonen av forurensningen I i kretsen. Denne utilstrekkelighet vil bli mer fremherskende dersom kalsinet er utilstrekkelig nedmalt.

Mengden av SSU-oppløsning som tilbakeføres til kretsen, kan reduseres betydelig ved å anvende trinn (b) ifølge den foreliggende oppfinnelse dersom den tilbakeførte mengde av SSU-oppløsning utgjør den begrensende faktor.

Dette vil på sin side redusere den oppløsningsmengde som

skal behandles i SSU-prosessanlegget, og derfor den nødven-dige kalsinmengde. Anvendelsen av trinn (b) øker således muligheten for å kunne akseptere et utilstrekkelig nedmalt kalsin fra et hvirvelsjikt. Det har ,ifølge oppfinnelsen vist seg at en gjennomsnittlig partikkelstørrelse opptil 150^um kan være aksepterbar, men kalsinet bør fortrinnsvis ha en par-tikkelstørrelse av 32 ym eller derunder, og nedmaling til 32 ym eller derunder er foretrukket for de fleste anvendelser for å oppnå den maksimale mengde utfelt sink pr. tonn nedmalt kalsin fra hvirvelsjiktet. Den gjennomsnittlige partikkel-størrelse er definert som den størrelse en åpning har gjennom hvilken 50 vekt% vil passere.

Det vil være klart at materialet R kan være nedmalt på forhånd eller at den kan nedmales på stedet i løpet av reaksjonen. I det sistnevnte tilfelle er størrelsen for materialet R definert som den gjennomsnittlige størrelse på tidspunktet for reaksjonen. I praksis kan R som definert ovenfor måles ved å bestemme den gjennomsnittlige størrelse for de faste stoffer S.

Det har nå vist seg at nedmaling ikke bare øker reaksjonshastigheten, men også den sinkmengde som kan utfelles med en gitt kalsinmengde før reaksjonen blir langsommere etter hvert som likevekt nåes. Det har imidlertid mer over-raskende vist seg at fordelen ved å nedmale kalsin bare gjelder ned til en størrelse av 5 ym og at en fortsatt nedmaling til en gjennomsnittlig størrelse under 5 ym ikke byr på ytterligere fordeler hva gjelder den sinkmengde som kan utfelles med en gitt mengde kalsin. En gjennomsnittlig partikkel-størrelse av ca. 10 ym synes å være optimal. Selv om så lave størrelser som 5 ym i virkeligheten kan anvendes, vil slike størrelser i alminnelighet øke nedmalingsomkostningene og den mengde SSU-oppløsning som ledsager de faste stoffer S som tilbakeføres til kretsen. Etter hvert som kalsinet males til stadig finere partikkelstørrelse, vil fuktighetsinnholdet i de faste stoffer S (fraskilt f.eks. som en filterkake) *ke, hvorved den mengde SSU-oppløsning som ledsager en gitt mengde faste stoffer S, vil øke.

Bruk av et materiale R som inneholder sinkoxyd med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av 5 - 150 ym, er derfor et ytterligere særtrekk ved oppfinnelsen. Dette særtrekk er definert som trinn (c) av den foreliggende fremgangsmåte. Materialet R er imidlertid fortrinnsvis et nedmalt kalsin fra hvirvelsjikt med en gjennomsnittlig partikkel-størrelse av 7 - 32 ym, og mer foretrukket ca. 10 ym.

Ytterligere undersøkelser ifølge oppfinnelsen har ført til modifikasjoner hvor filterkaken sammenpresses for å øke utstøtningen av SSU-oppløsning Y som ledsager de faste stoffer S.

I den umiddelbart ovenstående omtale av kalsin-størrelsen som er basert på tidligere forsøksarbeide, er det angitt at etter hvert som kalsinet nedmales til en stadig finere partikkelstørrelse, vil fuktighetsinnholdet i de faste stoffer S øke, og denne variable innebærer en begrensning for minimumsstørrelsen til 5 pm under hvilken ingen ytterligere fordel oppnås hva gjelder den sinkmengde som kan utfelles med en gitt mengde kalsin.

Senere undersøkelser har vist at ved å sammenpresse filterkaken for å fjerne SSU-oppløsning unngås den ovennevnte begrensning, og det er mulig å anvende en forbindelse R som er blitt malt til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse under 5 ym.

De senere undersøkelser har vist at det kan ligge en fordel hva gjelder effektiv utnyttelse av forbindelsen R for utfelling av oppløst sink, i å nedmale forbindelsen R til en størrelse under 5 ym. Selv om det her ikke er ønsket å være bundet til noen fremsatt eller hypotetisk mekanisme for de iaktatte gunstige virkninger, antas det at under visse betingelser vil sinkutfellingskinetikken begunstige en mer fullstendig utnyttelse av forbindelsen R, og det synes også som metoden med å nedmale forbindelse R kan være av en viss betydning.

Ifølge et ytterligere særtrekk ved den foreliggende oppfinnelse kan derfor forbindelsen R ha en gjennomsnittlig partikkelstørrelse innen området 0,5 - 150 ym, forutsatt at de faste stoffer S sammenpresses før de uttøm-mes , for å nedsette til et minimum den mengde medrevet SSU-oppløsning Y som tilbakeføres til kretsen.

Som omtalt ovenfor kan tilgjengeligheten av forbindelse R i den foretrukne form kalsin fra sjiktet i en hvirvelsjiktrøster være begrenset. Det finnes imidlertid metoder for å røste sinksulfidkonsentrat, hvori det samlede kalsinerte produkt til slutt gjenfinnes i sjiktet i hvirvel-sjiktrøsteren. En slik metode er beskrevet i en artikkel av R. Denoiseux i Erzmetall, 3_3, nr. 7/8, 1980, s. 366 - 371. Ved denne metode blandes sinksulfidkonsentratet med findelt kalsin som er blitt utvakset fra sjiktet og deretter pellet-tisert. De erholdte pellets ble deretter røstet i en hvirvel-sjiktrøster.

Ytterligere undersøkelser ifølge oppfinnelsen har vist at sjiktkalsinet fremstilt ved en slik røstemetode er, når det er blitt malt, minst like effektivt for anvendelse i et SSU-prosessanlegg som det sjiktkalsin som dannes i en hvirvelsjiktrøster uten pelletisering, dvs. det sjiktkalsin som dannes ved anvendelse av metoder av den type som er beskrevet av R. Lightfoot (artikler presentert ved Tasmania Conference, 1977, s. 359 - 365, utgitt av the Australasian Institute of Mining and Metallurgy). Dersom intet annet er angitt, skal bruk av sjiktkalsin som her beskrevet gjelde materiale fremstilt ved den beskrivelse som er gitt av Lightfoot. Det er således et annet særtrekk ved oppfinnelsen at det anvendes et materiale R som preferensielt er blitt dannet ved røsting av sinkkonsentrat på en slik måte

at den mengde av materialet R som gjenfinnes i sjiktet i røsteren, øker, fortrinnsvis slik at hele det røstede produkt til slutt gjenfinnes i røsterens sjikt.

Ifølge en hovedutførelsesform av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes således en fremgangsmåte for å regulere vannbalansen og konsentrasjonen av forurensning I

i en sinkelektrolyseanleggskrets hvor sink blir selektivt utfelt fra en vandig oppløsning A som inneholder sinksulfat, under anvendelse av en forbindelse R som inneholder sinkoxyd som utfellingsmiddel, hvorved fåes utfelte faste stoffer S som inneholder basisk sinksulfat, og en på sink utarmet opp-løsning Y, idet de faste stoffer S tilbakeføres til den nevnte krets og forurensning I er fra gruppen mangesium, mangan, klorid, natrium og kalium, og fremgangsmåten er særpreget ved at volumet av den på sink utarmede oppløsning Y som daglig tilbakeføres til den nevnte krets ledsaget av faste stoffer S, reduseres ved en metode som omfatter minst ett av de nedenfor presiserte trinn (a) - (c), dvs.

trinn (a) hvor en del av det i oppløsningen A tilstedeværende sink utfelles selektivt som et basisk sinksulfat under anvendelse av en forbindelse som inneholder kalsiumcarbonat som utfellingsraiddel, for erholdelse av en på sink delvis utarmet oppløsning XI som innehol-

der minst 5 g sink/l, fortrinnsvis minst 10 g sink/l,

men som senere krever en mindre mengde av forbindelsen R som inneholder sinkoxyd, for selektivt å utfelle en tilstrekkelig mengde av den gjenværende sink, i form av et basisk sinksulfat, for å oppnå en sluttkonsentrasjon som er under 10 g sink/l i en oppløsning X2, fortrinns-

vis under 5 g sink/l,

trinn (b) hvor 10 - 100 % av de faste stoffer fra et trinn i hvilket sink utfelles selektivt som et basisk sinksulfat, overføres til et faststoffsepareringssystem i hvilket på sink utarmet oppløsning som ledsager de nevnte faste stoffer, fortrenges med en sinksulfatholdig oppløsning B tatt fra nevnte krets og fortrinnsvis inneholdende over

50 g sink/l, idet faststoffsepareringssystemet er fra gru.ppen

(i) filtrering med vasking av filterkaken-med oppløs-ningen B, (ii) fortykning med motstrøms dekanteringsvasking av de fortykkede faste stoffer med oppløsningen B, og (iii) sedimentering av de nevnte faste stoffer i oppløsningen B som strømmer gjennom den lavere seksjon av en fast-stoffoverføringskolonne, og

trinn (c) hvor en forbindelse R anvendes som har en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av 5 - 150 ym, fortrinnsvis 7-32 ym.

Ifølge en foretrukken utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse tilveiebringes en fremgangsmåte hvor trinn (b) alene anvendes for de faste stoffer S som skriver seg fra behandling av den på sink delvis utarmede oppløsning XI som inneholder minst 5 g sink/l, med forbindelsen R som inneholder sinkoxyd, for erholdelse av en oppløsning X2 som inneholder under 10 g sink/l. Som R anvendes fortrinnsvis nedmalt sjiktkalsin.

En mer foretrukket utførelsesform er å utføre

trinn (b) ved å ta 10 - 100 % av de faste stoffer S som skriver seg fra behandling av oppløsningen XI med nedmalt sjiktkalsin, og å la de nevnte faste stoffer setle i oppløs-ningen B mens den sistnevnte strømmer gjennom den lavere seksjon av en faststoffoverføringskolonne, hvorved oppnås en fortrengning av på sink utarmet oppløsning X2 med oppløsnin-gen B.

En annen foretrukken utførelsesform er å anvende forbindelsen R når denne er. blitt preferentielt dannet fra materialer som er blitt innført i kretsen og som har den høyeste konsentrasjon av forurensningen I.

En ytterligere foretrukken utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse er å anvende den på sink utarméde oppløsning X2 fremstilt ved den foreliggende fremgangsmåte, for vasking av faste stoffer som skriver seg fra kretsen, hvorved fåes en vaskeoppløsning, f.eks. et vaskefiltrat, med en øket sinksulfatkonsentrasjon, hvoretter en del eller hele mengden av vaskeoppløsningen innføres i et SSU-prosessanlegg, idet den nevnte vaskeoppløsning blir oppløsning A som beskrevet ovenfor. Et flowsheet for en slik prosess er vist skje-matisk på fig. 2, og det fremgår av denne at en lukket vaskekrets er blitt oppnådd. Det vil i alminnelighet være ønskelig å tilbakeføre over 10 % av den nevnte vaskeoppløsning som oppløsning A til SSU-prosessanlegget. I enkelte tilfeller hvor de faste stoffer vaskes i to trinn på f.eks. trommel-filtre, kan det imidlertid være bedre å avgrene vaskefiltratet fra det første trinn til kretsen og å innføre bare vaskefiltratet fra det annet trinn i SSU-prosessanlegget.

Ifølge en annen foretrukken utførelsesform av oppfinnelsen anvendes oppløsningen B for å vaske filterkakefast-stof f S ved en flertrinnsfiltrering. For eksempel anvendes oppløsningen B i en to-trinns filtrering for å gjenoppslemme de faste stoffer S fra det første filtreringstrinn, og filtratet fra det annet filtreringstrinn resirkuleres for behandling med SSU og blir f.eks. en del av oppløsningen A. Oppløsningen Y som kommer fra det annet filtreringstrinn og som inneholder de faste stoffer S, tilbakeføres til kretsen.

En annen foretrukken utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse er å sammenpresse de faste stoffer S

før de uttømmes, hvorved utstøtningen av SSU-opplønsingen fra filterkaken blir maksimal og mengden av SSU-opplønsing X2 som tillikeføres til kretsen sammen med de faste stoffer S, blir minimal. En bekvem metode for å lage en sammenpresset kake er å skille de faste stoffer ved trykkfiltrering for deretter å presse den dannede kake sammen med et ekspanderbart diafragma før uttømning. Ved denne utførelsesform kan fortrengningsvaskingen av de faste stoffer S med opplønsingen B eventuelt innføres før eller etter at kaken er blitt sammenpresset, for å oppnå ytterligere utstøtning av SSU-oppløs-ningen fra kaken som omfatter faste stoffer S, og slike metoder som friksjonsnedmaling kan med fordel anvendes for sterkt å finmale forbindelsen R.

En annen foretrukken utførelsesform av den foreliggende oppfinnelse er å danne , forbindelsen R ved å røste sinkkonsentrat på en slik måte at den mengde av forbindelse R som gjenfinnes i røsterens sjikt, øker, fortrinnsvis slik at hele det røstede produkt til slutt gjenfinnes i røsterens sjikt. Dersom to forskjellige røstemetoder anvendes for å fremstille forbindelsen R i form av kalsinert sinkkonsentrat fra røstersjiktet, vil det normalt være fordelaktig preferensielt å behandle de sinksulfidkonsentratmaterialer som har det høyeste innhold av forurensning I i røsteanlegget som gir den største andel av dets produkt R i form av kalsin fra røsterens sjikt.

Det skal her understrekes at det finnes flere måter for å integrere de forskjellige særtrekk eller trinn ved den foreliggende fremgangsmåte med en krets som omfatter i det minste ett SSU-prosessanlegg, idet det sistnevnte inneholder ett eller flere trinn. Således kan f.eks. oppløsning A behandlet ved den foreliggende fremgangsmåte, fjernes fra forskjellige steder i kretsen og i varierende mengder. Vann eller andre oppløsninger kan innarbeides i oppløsningen A eller tilsettes senere under eller ved slutten av ett eller flere trinn i SSU-prosessanlegget. Oppløsningen A kan inneholde 0 - 100 % av vaskeoppløsningen erholdt ved vasking av faste stoffer, idet den sistnevnte betegnelse er ment å omfatte bunnfall, sementer, sementater eller rester dannet i eller fjernet fra kretsen. Faste stoffer kan f.eks. vaskes med vann, på sink utarmet oppløsning dannet i et trinn av et SSU-prosessanlegg, eller andre oppløsninger fjernet fra kretsen eller fra andre steder, alene eller som blandinger.

Alle de ovennevnte måter er bare eksempler på noen få av de mange måter som den foreliggende fremgangsmåte kan anvendes på og integreres med kretsen.

Den foreliggende fremgangsmåte er nærmere beskrevet ved hjelp av de nedenstående ikke-begrensende eksempler.

Eksempel 1

En prøve av sjiktkalsin fra en hvirvelsjiktrøster og inneholdende 60 % Zn ble malt i vann inntil 94 % av denne passerte gjennom en 38 ym sikt. Den gjennomsnittlige partik-kelstørrelse var 10 ym. Oppslemningen av malt kalsin bl>." kontinuerlig innført i den første reaktor av en rekke på tre. Ved forsøk A ble en oppløsning som inneholdt 24,0 g Zn/l kontinuerlig innført i den første reaktor og i forsøk B en opp-løsning som inneholdt 11,6 g Zn/l. Arbeidstemperaturene i hver reaktor ble regulert til 50 + 1° C under hvert forsøk. Da en konstant tilstand var blitt nådd, ble prøver av oppslemningen tatt fra hver reaktor og filtrert, og filtratet ble undersøkt for å fastslå sinkinnholdet. Resultatene er gjengitt i den nedenstående tabell 2 og viser at over 85 % av den oppløste sink som ble innført med oppløsningen, ble utfelt som basisk sinksulfat.

Filterkaken fra filtreringen av oppslemningen fra den tredje reaktor ble vasket og deretter analysert for å fastslå forskjellige elementer. Basert på analysene ble innført kalsin og vaskede faste stoffer, mengden av forskjellige ioner som ble oppløst fra kalsin under utfelling av basisk sinksulfat, beregnet og ble gjengitt i Tabell 3.

Det fremgår at en betydelig oppløsning av magnesium, kadmium, natrium, kalium og klor fant sted, men ikke av mangan, fra malt kalsin. Den negative oppløsning i forsøk A antyder at en del mangan ble utfelt fra oppløsningen.

Eksempel 2

Oppløsninger inneholdende forskjellige konsentrasjoner av sink, mangan og magnesium ble behandlet satsvis med kalsiumcarbonat, sinkoxyd, malt sjiktkalsin med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av ca. 30 ym eller natriumcarbonat. Forsøksbetingelsen og -resultatene er gjengitt i den nedenstående tabell 4.

Resultatene i tabell 4 viser at en betydelig mangan-utf elling fant sted ved høye pH-verdier, ekvivalente med lave sinkkonsentrasjoner, når kalsiumcarbonat anvendes som fellingsmiddel for basisk sinksulfat. Når sinkoxyd eller kalsin anvendes som fellingsmiddel, er manganutfellingen ubetydelig selv når sinksluttkonsentrasjoner av ca. 1 g/l nåes.Bunnfallet erholdt ved anvendelse av natriumcarbonat ble undersøkt ved røntgendiffraksjon og nærvær av MnCO^ påvist (A.S.T.M. pulverdiffraksjon tall 7/268). De samme topper ble også identifisert i bunnfallene fra et kommersielt SSU-prosessanlegg hvor kalksten ble anvendt. Det antas derfor at i det minste innen området av de undersøkte pH-verdier ved de ovenfor beskrevne forsøk er utfellingen av mangancarbonat i det minste delvis ansvarlig for utfellingen av mangan når carbonater, som kalksten, anvendes for å utfelle basisk sinksulfat.

Det er imidlertid av større betydning at de ovenstående resultater viser at når kalksten anvendes, blir man-ganutf ellingen av betydning bare når sinkkonsentrasjonen er under ca. 20 g Zn/l. Når oppslemningen spyles med luft eller nitrogen, kan sinkkonsentrasjonen reduseres til ca. 10 g/l før manganutfellingen begynner å bli av betydning. Spyling vil senke konsentrasjonen av carbondioxyd i oppslemningen, og dette hindrer antagelig utfelning av mangancarbonat inntil lavere sinkkonsentrasjoner nåes.

Dersom manganreguleringen er av betydning, men ikke av avgjørende betydning, kan det være mulig å tolerere et mindre selektivitetstap hva gjelder mangan. Det kan for eksempel være aksepterbart å anvende kalsiumcarbonat for å minske sinkkonsentrasjonen til f.eks. 5 g/l, fulgt av bruk av kalsin for å oppnå en lavere sinkkonsentrasjon av f.eks. 1 g/l. Ut fra resultatene ved forsøk 1 er det tydelig at kalsiumcarbonat kan anvendes for å utfelle 92 % av sinken samtidig som bare 16 % av manganet utfelles, idet sinkslutt-konsentras jonen er 6,75 g/l.

Eksempel 3

A. Fortrengningsvasking på et skråstilt pannefilter

De faste stoffer S som ble dannet da sink ble utfelt i form av basisk sinksulfat fra en sinksulfatoppløsning med et overskudd av kalksten eller malt sjiktkalsin, ble filtrert på et 0,05 m 2 skråstilt pannefilter. Straks filter-kakeoverflaten var avvannet, ble kaken utsatt for fortrengningsvasking ved anvendelse av en oppløsning med høyt sinksulf atinnhold . Filtreringsdataene er gjengitt i tabell 5, og resultatene for fortrengningsvasking er gjengitt i tabel-lne 6 og 7 hhv. ved bruk av kalksten og kalsin som sinkutfelningsmiddel.

Det fremgår av tabell 6 at bare 57 % av SSU-oppløs-ningen rapportert som primært filtrat og dermed 43 % av SSU-oppløsningen vil tilbakeføres til kretsen i de faste stoffer S i fravær av fortrengningsvasking av kaken. Dersom imidlertid kaken vaskes med en oppløsning med tilstrekkelig høyt innhold av sink av 95 g/l under dannelse av et volum med vaskefiltrat svarende til 83 % av volumet av fortrengbar SSU-oppløsning i filterkaken, inneholder de kombinerte primære og vaskefiltrater 92 % av den samlede SSU-oppløsning. Bare 8 % av SSU-oppløsningen blir derfor tilbakeført til kretsen sammen med de faste stoffer S i den vaskede filterkake. Under fortrengningsvaskingen anvendes en oppløsning med høyt sinkinnhold for å vaske kaken, og vaskefiltratet forurenses, og sinkkonsentrasjonen i de kombinerte primære . og vaskefiltrater er 2,4 g/l sammenlignet med 1,6 g/l i det primære vaskefiltrat. Økningen i sinkkonsentrasjonen er imidlertid antagelig utilstrekkelig til å gjøre de kombinerte primære og vaskefiltrater uegnede for anvendelse for å vaske faste stoffer.som skriver seg fra kretsen, eller for vraking. Dersom vaskefiltratet inneholder uaksepterbare høye sinkkonsentras joner, bør en del eller hele mengden av vaskefiltratet sirkuleres og anvendes for å fortynne oppløsningen A som innføres i SSU-prosessanlegget.

Det fremgår av tabell 7 at bare 20 % av SSU-opp-løsningen rapportert som primært filtrat og dermed 80 % av SSU-oppløsningen vil tilbakeføres til kretsen i fravær av fortrengningsvasking av kaken. Dersom imidlertid kaken vaskes med en oppløsning med et tilstrekkelig høyt innhold av sink av 120 g/l under dannelse av et volum av vaskefiltrat svarende til 85 % av volumet av fortrengbar SSU-oppløs-ning i filterkaken, vil de kombinerte primære og vaskefiltrater inneholde 85 % av den samlede SSU-oppløsning. Bare 15 % av SSU-oppløsningen tilbakeføres deretter til kretsen sammen med de faste stoffer S i den vaskede filterkake. Under fortrengningsvaskemetoden vil oppløsningen med et tilstrekkelig høyt sinkinnhold som anvendes for å vaske kaken, forurense vaskefiltratet og øke sinkinnholdet i de kombinerte primære og vaskefiltrater til 4,0 g/l.

En konsentrasjon av 4,0 g/l sink kan betraktes som tilstrekkelig lav til at de kombinerte filtrater vil kunne anvendes for å vaske faste stoffer som skriver seg fra kretsen i en lukket vaskeprosess. Alternativt kan en del eller hele mengden av vaskefiltratet resirkuleres til trinnet for utfelning av basisk sinksulfat for å fortynne oppløsningen A som behandles i SSU-prosessanlegget. Når en slik prosess med vaskefiltrat resirkuleres,vil volumet av primært filtrat som har et lavere sinkinnhold av 0,74 g/l sammenlignet med 4,0 g/l i kombinerte filtrater, økes med en mengde som tilnærmet er lik volumet av vaskefiltratet som resirkuleres.

Det fremgår av tabell 7 at den prosentuelle mengde av fortrengbar SSU-oppløsning som vaskes bort fra kaken, i alminnelighet vil øke med økende volum av oppløsningen med høyt sinkinnhold som anvendes for å vaske kaken. Når imidlertid den prosentuelle mengde av fortrengbar SSU-oppløsning som vaskes bort fra kaken, nærmer seg 100 %, vil stadig større volum av oppløsning som anvendes for å vaske kaken, forurense vaskefiltratet og øke dets sinkinnhold til konsentrasjoner som vil stille seg hindrende til en anvendelse av filtratet for vasking av faste stoffer som skriver seg fra kretsen, og nødvendiggjøre at vaskefiltratet resirkuleres til SSU-prosessanlegget.

Tabell 7 viser at en liten mengde oppløsning med høyt sinkinnhold som anvendes for å vaske kaken, bryter igjennom ved begynnelsen av fortrengningsvasking. Det antas at et slikt gjennombrudd er en følge av at oppløsningen som anvendes for å vaske kaken, kortslutter kaken ved at den passerer gjennom sprekker i denne som deretter tilstoppes når oppløsningen som anvendes for å vaske kaken, spyler kakefaststoffer inn i sprekkene. Når et slikt gjennombrudd av oppløsningen finner sted, kan det være gunstig å suspendere en del kakefaststoffer i oppløsningen med høyt sinkinnhold. B. Fortrengningsvasking på et beltetrommelfilter for uttømning

Faste stoffer S dannet ved bruk av kalsin som sinkutfelningsmiddel for SSU ble skilt fra SSU-oppløsningen ved anvendelse av et 0,2 m 2 trommelfilter. Den dannede filterkake ble vasket med sinksulfatoppløsning B inneholdende 120 g Zn/l under anvendelse av filtstrimler for å fordele vaskeoppløsningen over kakens overflate. Vaskeintensiteten for kaken svarte til 48 % av den fortrengbare SSU-oppløsning som var oppfanget i den uvaskede kake. Resultatene av et par duplikatforsøk bekrefter at for praktiske formål var vaskefiltratet ikke forurenset med oppløsningen B med høyt sinkinnhold som ble anvendt for å vaske kaken.

Den kjennsgjerning at sinkinnholdet i vaskefiltratet vied forsøk 1 var lavere enn konsentrasjonen i det dannede filtrat, antyder at ytterligere sinkutfeining fant sted ved reaksjonen mellom SSU-oppløsning (og oppløsningen B) og overskudd av kalsin under vaskeprosessen.

Eksempel 4

Faststoffoverføringskolonne - forsøk i liten målestokk

Prinsippene for bruk av faststoffoverføringskolon-nen er eksemplifisert med en rekke forsøk som ble utført i 500 ml graderte målesylindre. Ved forsøkene ble 200 ml man-ganfri SSU-oppløsning (1 g Zn/l) omhyggelig flotert som en øvre sone på en lavere sone som omfattet 250 ml mangan-fri oppløsning med høyt sinkinnhold (120 g Zn/l). 50 ml oppslemning som inneholdt faststoffene S dannet ved anvendelse av kalksten eller kalsin som utfellingsmiddel for SSU,' ble deretter langsomt satt til SSU-oppløsningen i den øvre sone av målesylinderen. Den innførte oppslemning var på forhånd blitt dopet med 1 g Mn/l ved hvilken konsentrasjon intet mangan ble utfelt ved reaksjonen med noen av typene av suspenderte faststoffer S. Den påfølgende fordeling av mangan mellom sone med lavt og høyt sinkinnhold ble faststlått analytisk og anvendt som et middel for å kvantifisere mengden av SSU-oppløsning som ble ført ned sammen med de faste stoffer inn i sonen med høyt sinkinnhold etter hvert som de faste stoffer ble bunnavsatt i denne, ved at de sank ned gjennom grenseflaten mellom SSU-oppløsningssonen og sonen av oppløsning med høyt sinkinnhold.

For forsøk med kalksten-BZS-faststoffer (236 g tør-re faststoffer/l) ble bare 2 - 4 % av det innførte mangan, og dermed SSU-oppløsning, overført sammen med de bunnavsatte faste stoffer inn i sonen med høyt sinkinnhold. Flokkulering av de faste stoffer (under anvendelse av et eget flokkuleringsmiddel) øket heller ikke i betydelig grad has-tigheten av f aststof f overf ør ing gjennom grenseflaten mellom SSU-oppløsningen og oppløsningen med høyt sinkinnhold og heller ikke mengden av SSU-oppløsningsoverføringen sammen med faste stoffer. En forsiktig omrøring av grenseflaten mellom SSU-oppløsningen og oppløsningen med høyt sinkinnhold påvirket ikke mengden av SSU-oppløsning overført gjennom grenseflaten, men overføringsmengden av faste stoffer avtok betydelig ved omrøring.

For lignende forsøk med kalsin-BZS-faststoffer

(790 g tørre faststoffer/l) ble ca. 15 % av innført mangan gjenvunnet i sonen med høyt sinkinnhold uavhengig av forsøks-betingelsene. Overføringsmengden av faste stoffer gjennom grenseflaten øket imidlertid dramatisk da de faste stoffer ble flokkulert under anvendelse av et eget flokkuleringsmiddel (setlingstid 8 mintter for flokkulert .pulp sammenlignet med 45 minutter uten flokkulering).

Overføringsmengdene av SSU-oppløsningen til sonen med høyt sinkinnhold var 0,08 - 0,16 ml/g kalksten/BZS-faststoffer og ca. 0,14 ml/g kalsin-BZS-faststoffer. Faststoffoverføringskolonne - forsøk:i forsøksanlegg

En 100 liters faststoffoverføringskolonne er blitt anvendt med godt resultat for å bevirke faststoff-væskesepa-rering fra suspensjoner av de faste stoffer S dannet ved anvendelse av kalksten eller kalsin som fellingsmiddel for SSU. I det forøket hvor utfelningsmidlet var kalsin, var det nødvendig å fortynne konsentrasjonen av suspenderte faststoffer med vann før tilsetningen til kolonnen for å oppnå en tilstrekkelig hastighet for bevegelse av faste stoffer gjennom grenseflatene mellom SSU-oppløsningen og oppløsningen med høyt sinkinnhold. Resirkulert SSU-oppløs-ning kan anvendes som fortynningsmiddelet for anvendelser hvor begrensninger som settes av vannbalansen i sinkelektrolyseanleggskretsen utelukker bruk av vann for fortynning.

De faste stoffer ble også flokkulert med 5 ppm (basert på vekt) av et eget flokkuleringsmiddel. Konsentrasjonen av faststoffer S i suspensjonen som ble innført i kolonnen, var 300 g tørre faststoffer/l ved bruk av kalksten og 220 g/l ved bruk av kalsin som sinkutfelningsmiddel. Under begge forsøk var den erholdte fortrengte SSU-oppløsnings klarhet utmerket idet under 0,1 g/l faste stoffer holdt seg i suspensjonen.

Typiske resultater erholdt under forsøkene som varte i 4 timer, er gjengitt i tabell 9.

For overføringen av faste stoffer S dannet ved anvendelse av kalksten, kan resultatene i tabell 9 for praktiske formål tolkes som svarende til den fullstendige overføring av faste stoffer S fra SSU-oppløsningen med samtidig forurensning av den fortrengte SSU-oppløsning med 0,4 % av sinken inneholdt i oppløsningen B med høyt sinkinnhold som de faste stoffer ble overført til. Fra den samlede massebalanse for oppløst sink fremgår det at 24 % av sinken i oppløsningen med høyt sinkinnhold ble utfelt ved reaksjon med uforbrukt kalksten som var inneholdt i faststoffene S.

Eksempel 5

En sikt med en åpning på 6 mm ble anvendt for å fjerne grove partikler fra kalsin tatt fra sjiktet i en hvirvelsjiktrøster for behandling av sinkkonsentrat. Sjiktkalsinet som passerte gjennom sikten, ble malt i vann i forskjellig tid for å danne en rekke kalsinprøver med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse som varierte fra 130 ym ved en maletid på null til 2,3 ym ved en maletid på 1440 minutter.

Sjiktkalsinprøvene ble anvendt for å behanle en syntetisk sinkanleggoppløsning som inneholdt ca. 40 g opp-løst sink/l. Oppløsninger av denne type fåes når sinkanlegg-rester eller bunnfallfilterkaker vaskes. Sjiktkalsinprøver med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av 5 - 130 ym ble anvendt for å behandle den syntetiske sinkanleggvæske i en mengde av 420 g sjiktkalsin/1 oppløsning. Forsøkene ble utført ved 90° C i 3 liters begere og ved omrøring ved 500 opm ved anvendelse av en turbinpropell med en diameter på 5 cm (600 opm var nødvendiq for å fluidisere den dannede oppslemning med sjiktkalsin med en gjennomsnittlig størrelse av 5,0 ym). Etter 3 timer ble oppslemningen filtrert på en Buchner-trakt, og filterkakefuktigheten ble bestemt ved å måle vekttapet da kaken ble tørket i en ovn ved 110° C. Sjiktkalsinprøver med en gjennomsnittlig størrelse av under 5,0 ym ble anvendt for å behandle syntetisk sinkanleggvæske som inneholdt ca. 20 g/l sink, fordi det ikke var mulig å fluidisere den reagerte oppslemning under de betingelser som ble anvendt for sjiktkalsinprøver med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse svarende til eller større enn 5,0 ym.

For sjiktkalsinprøver med en gjennomsnittlig partikkelstør-relse av under 5,0 ym var mengden av sjiktkalsin tilsatt til den syntetiske sinkanleggvæske 210 g/l.

Resultatene for den ovennevnte forsøksserie er gjengitt i tabell 10. Det fremgår at når den gjennomsnittlige partikkelstørrelse avtar fra 130 til 5,0 ym fåes en øket effektivitet av sinkutfeiningen idet vekten av sjiktkalsin som er nødvendig for å utfelle 1 g oppløst sink, avtar fra 24,4 til 10,0 g. En nedmaling av sjiktkalsinet til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse under 5,0 ym fører imidlertid ikke til noen ytterligere øket effektivitet ved sinkutfeiningen. Det fremgår også av tabell 10 at når sjiktkalsinet males slik at det blir mer findelt, øker fuktighetsinnholdet i filterkaken, f.eks. fra 19,0 til 65,5 %, ved anvendelse av sjiktkalsin med en gjennomsnittlig partik-kelstørrelse av hhv. 130 ym og 4,0 ym. Når volumet av på sink utarmet væske Y som inneholdes i filterkaken sammenlignes, på basis av utfelningen av 1 g oppløst sink, fremgår det at det forekommer en liten ulempe hva gjelder Y i nedmalt sjiktkalsin dersom den gjennomsnittlige partikkelstør-relse er mindre enn ca. 9,4 ym. En undersøkelse av tabell 10 antyder at selv om kakens fuktighetsinnhold øker etter hvert som den gjennomsnittlige partikkelstørrelse avtar, forekommer en samtidig minskning i den mengde sjiktkalsin som er nød-vendig for å utfelle en vektenhet oppløst sink, og dermed avtar massen av filterkaken. Det nedsatte behov for sjiktkalsin kompenserer således nesten nøyaktig det økede fuktighetsinnhold i kaken. Når imidlertid den gjennomsnittlige partikkelstørrelse for kalsinet er under 9,4 ym, øker kakens fuktighetsinnhold hurtigere med avtagende gjennomsnittlig partikkelstørrelse enn den tilsvarende minskning i behovet for sjiktkalsinet for sinkutfelning. Det forekommer således en økning av volumet for på sink utarmet væske Y i filterkaken.

Ved konstruksjon av SSU-prosessanlegg for sinkelektrolyseanlegg er tilgjengeligheten av sjiktkalsin ofte begrenset.

Kalsinet anvendt i de foreliggende forsøk inneholdt 61,5 % sink, hvorav 55 % var oppløselige i svak syre og ble forventet å bli oppløst i de fleste kretser for sinkelektrolyseanlegg. Kalsinets sinkinnhold og oppløseligheten av dets sinkinnhold i svak syre er typiske for kalsinet som behandles i hele sinkelektrolyseindustrien. Sinkinnholdet og oppløsningen av dette i svak syre er dessuten som regel lik, innen 1 eller 2 %, for det samlede kalsinprodukt og sjiktkalsinet fremstilt i hvirvelsjiktrøstere. I slike sinkelektrolyseanlegg som omfatter en seksjon for behandling av rester, vil den samlede oppløsning av sink være større enn 55 %.

For å eksemplifisere følgene av begrenset tilgjen-gelighet på sjiktkalsin skal en anvendelse vurderes hvor 1000 tonn samlet kalsin ekvivalent med det sjiktkalsin som anvendes i de foreliggende forsøk, behandles i et sinkelektrolyseanlegg (dvs. 550 tonn sink ville bli oppløst). Dersom 40 % av det samlede kalsin foreligger som sjiktkalsin, kan (1000 x 0,4)/24,4 = 16,4 tonn eller 3,0 % av sinken oppløst i sinkelektrolyseanleggskretsen utfelles ved anvendelse av sjiktkalsin med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av 130 ym. Som beskrevet i en artikkel trykket i Metallurgical Transactions B utgitt av the American Society for Metals and the Metallurgical Society for AIME, 11B, mars 1980, s. 73 - 82, er det imidlertid nødvendig for en rekke SSU-anvendelser å utfelle minst 5 % av sinken som er oppløst i sinkelektro-lyseanleggkretsen. En lang rekke anvendelser vil således være utelukket dersom tilgjengeligheten av sjiktkalsin var begrenset til 40 % av det samlede kalsin og sjiktkalsinets gjennomsnittlige partikkelstørrelse var 130 ym. Dersom imidlertid sjiktkalsinet males, vil det kunne anvendes for ytterligere formål. For det foreliggende tilfelle vil for eksempel nedmaling av sjiktkalsinet til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av 9,4 pm tillate (1000 x 0,4)/12,9 = 31 tonn eller 5,6 % av den oppløste sink i sinkelektrolyse-kretsen å bli utfelt. Nedmaling av sjiktkalsin til en størrelse av 7,4 - 32 ym vil således være et viktig trekk for en lang rekke SSU-anvendelser. Det er klart at da det foreligger en omkostningsgrense forbundet med kontroll med forurensninger og nedmaling av sjiktkalsinet til en mindre partikkelstørrelse, og dessuten en begrensning for vannbalansen forbundet med en økning av volumet av på sink utarmet væske Y som tilbakeføres til sinkelektrolyseanlegg-kretsen sammen med SSU-prosessanleggfilterkaken, er det nød- vendig å optimalisere den•størrelse som kalsinet nedmales til under hensyntagen til dé begrensninger som. hver enkelt anvendelse er underlagt .-f . Prinsippene f or en-anvendelse, av dataene i tabell 10 for å bestemme den optimale kalsinpar-' tikkelstørrelse for en gitt anvendelse'/ vil være-; selvklar.' for en fagmann.

Den metode som ble anvendt for å male sjiktkalsin som ble anvendt for det foreliggende forsøk, kan beskrives som maling i åpen krets. Dersom sjiktkalsinet var blitt malt i en lukket krets, f.eks. ved å fraskille materiale med stor størrelse ved anvendelse av en hydrocyklon og ved å tilbake-føre dette til en kulemølle, ville området av partikkelstør-relser rundt den gjennomsnittlige partikkelstørrelse ha av-tatt. Resultatene i tabell 10 antyder at for sjiktkalsin malt til en gjennomsnittlit størrelse av 7,4 ym vil den for sterkt malte fraksjon av prøven, omfattende partikler av _<5 ym, ikke øke mengden av utfelt sink, men utøve en uheldig virkning på kakens fuktighetsinnhold. Dersom en målemetode i lukket krets anvendes for å oppnå en gjennomsnittlig par-tikkelstørrelse av 7 ym, vil således fraksjonen av partikler med en størrelse _<5 ym avta. Dette vil nedsette fuktighetsinnholdet i kaken, men ikke i vesentlig grad minske mengden av oppløst sink som kan utfelles med en mengdeenhet av skikt-kalsin malt til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 7/Um. Dersom tilgjengeligheten av sjiktkalsin er begrenset, vil det således være fordeler forbundet med maling i lukket krets.

Eksempel 6

Bruk av avhelling ( dekantering) for fortrengning av væske som er utarmet på sink

500 ml reagert oppslemning dannet ved bruk av sjiktkalsin med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 7,4^um og fremstilt som beskrevet i eksempel 5, ble blandet med 500 ml vann og forsiktig omrørt i 6 0 sekunder og fikk sedimentere i ca. 4 timer. 375 ml klar overliggende oppløsning ble dekantert fra den settlede oppslemning. 375 ml vann ble tilsatt til de bunnavsatte faste stoffer som påny ble suspen-dert med omrøring i 60 sekunder og deretter fikk bunnavsettes i ytterligere 4 timer. 390 ml klar overliggende oppløsning ble deretter avhelt fra de påny bunnavsatte faste stoffer. Denne metode ble gjentatt ytterligere tre ganger med tilsetning av tilstrekkelig vann hver gang til at et konstant opp-slemningsvolum på 1,0 liter ble opprettholdt før den fornyede bunnavsetning.

Resultatene er gjengitt i tabell 11. Volumet av oppløsning som var utarmet på sink og som var inneholdt i 500 ml reagert oppslemning før avhelling, ble eksperimentelt fastslått til 407 ml ved at oppslemningen ble filtrert, hvoretter filterkaken ble tørket. Volumet av oppfanget oppløs-ning utgjør summen av filtratvolumet og vannvolumet som ble fordampet ved tørking.

Det fremgår av resultatene i tabell 11 at ved 5

på hverandre følgende bunnavsetnings- og dekanteringsopera-sjoner er det mulig å fortrenge 88 og 92 % av de oppløste hhv. magnesium og mangan fra den reagerte oppslemning. Når til sammenligning oppslemningen filtreres, utvinnes bare 49 % av det oppløste magnesium og mangan inneholdt i den på sink utarmede væske i den reagerte oppslemning i filtratet. Imidlertid motvirkes den fordel som oppnås hva gjelder øket utvinning av oppløst magnesium og mangan, ved en ulempe i forbindelse med vannbalansen ved at en samlet mengde av 2 liter vann ble anvendt for fortrengning med bunnavsetnings-dekanteringsforsøkene. Denne ulempe med vannbalansen kan sterkt reduseres ved å anvende en motstrømsavhellingsmetode.

Det kan påvises ut fra analysene av oppløst mangan og magnesium i supernatantene og i de medførte oppløsninger fra hver av ovennevnte settlingsforsøk at det forekom en effektiv blanding mellom medført oppløsning og vann tilsatt ved begynnelsen av hvert settlingsforsøk. Det kan derfor påvises ved beregning at en tre trinns motstrømsdekanterings-metode vil fortrenge minst 80 % av det oppløste magnesium og mangan i den medførte oppløsning under anvendelse av et volum av oppløsningen B som er så lavt som 1,25 ganger volumet av oppløsning medført i de faste stoffer S.

De foreliggende resultater eksemplifiserer således en metode som kan anvendes for å nedsette mengden av på sink utarmet væske Y til et minimum som tilbakeføres til sinkan-leggkretsen sammen med de faste stoffer S av kalsin/basisk sinksulfat. I det foreliggende eksempel forelå ca. 10 % av den på sink utarmede oppløsning i den opprinnelige oppslemning i den oppslemning som var tilbake etter den femte dekantering. Dekantering er derfor en effektiv fortrengningsmetode for å optimalisere reguleringen av forurensninger, som magnesium og mangan, i et sinkelektrolyseanlegg ved at tilbake-føringen av disse til kretsen sammen med faste stoffer S holdes på et minimum.

E ksempel 7

Anvendelse i rekkefølge av kalsiumcarbonat og sjiktkalsin for å optimalisere utstøtningen av mangan i filtrat ved selektiv sinkutfellingsprosess

En nøytral oppløsning fra en sinkelektrolyseanlegg-krets ble fortynnet til en sinkkonsentras jon av 80,3 g/l. 4 liter fortynnet oppløsning ble behandlet med 298 g kalsiumcarbonat av analysekvalitet i 2 timer ved 90° C i et med skjerm forsynt 5 liters beger som ble omrørt med 500 opm under anvendelse av en turbinrører-;rded. en diameter av 7 cm.

En halvpart av den erholdte oppslemning ble filtrert på en Buchner-trakt og ga 1,37 liter filtrat. 411 g sjiktkalsin med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på 10 ym ble omsatt i 4 timer ved 90° C med filtratet i et med skjerm forsynt 3 liters beger som ble omrørt ved 500 opm under anvendelse av en turbinrører med en diameter på 5 cm. Den reagerte oppslemning ble filtrert på en Buchner-trakt.

Den annen halvpart av oppslemningen som skrev seg fra behandlingen med kalsiumcarbonat i .det første trinn,, ble holdt tilbake i det med skjerm forsynte 5 liters beger og ble reagert med 514 g sjiktkalsin i 4 timer ved 90° C. Oppslemningen ble til å begynne med omrørt med 50 0 opm med en turbinrører med en diameter av 7 cm, men det var nødvendig å øke omrøringshastigheten til 600 opm etter hvert som reaksjonen fant sted, for å opprettholde en flytbar oppslemning.

En sammenligning mellom oppløsningsanalyser for de ovenstående forsøk som er vist i tabell 12, antyder at kalsiumcarbonat kan anvendes for å utfelle sink med god selektivitet idet bare 10,9 % av det opprinnelige oppløste mangan utfelles for en sinksluttkonsentrasjon av 21,4 q/l. Etter separering av faste stoffer mellomtrinnene kan sjiktkalsin anvendes for å utfelle ytterligere sink fra filtratet fra det første trinn med en fullstendig selektivitet, idet en sink-sluttkonsentras jon av 1,4 g/l oppnås. (Den svake økning i mangankonsentrasjonen i det annet trinn tilskrives enten konsentrering av oppløsningen vied inndampning under forsøket eller oppløsning av endel mangan fra sjiktkalsinet. Tilset-ninger av vann ble foretatt under forsøket som bestrebelse på å holde oppslemningens volum konstant.) Resultatene av forsøk 1 i eksempel 2 antyder at mangan avtar fra 15,4 til 6,4 g/l når kalsiumcarbonat anvendes for å utfelle sink fra 84,4 til 1,3 g/l ved 90° C. Anvendelsen i rekkefølge av kalsiumcarbonat og sjikkalsin med faststoffseparering mellom trinnene gir således en mer selektiv utfelning av sink under hensyntagen til mangan enn den utfelning som oppnås ved anvendelse av kalsiumcarbonat som det eneste sinkutfelningsmiddel under ekvivalente betingelser.

Resultatene i tabell 12 viser at bruken av kalsiumcarbonat og sjiktkalsin i rekkefølge uten faststoffseparering mellom trinnene er mindre effektiv enn den tilsvarende metode med faststoffseparering mellom trinnene. Selv uten bruk av faststoffseparering mellom trinnene er ikke desto mindre bruk av kalsiumcarbonat og sjiktkalsin i rekkefølge overlegen i forhold til bruk av kalsiumcarbonat alene, idet den samlede utfelning av mangan er hhv. 36 % og 58 %. Ved bruken i rekkefølge av kalsiumcarbonat og sjiktkalsin med faststoffseparering mellom trinnene var den samlede utfelning av mangan bare 5,0 %.

Eksempel 8

(a) Kalsin fra sjiktet i en hvirvelsjiktrøster og sinksulf atoppløsning ble kontinuerlig innført i en kulemølle. Den malte, delvis reagerte oppslemning fra kulemøllen ble kontinuerlig innført i den første reaktor av en rekke på tre reaktorer. Arbeidstemperaturen i kulemøllen og i reaktorene var 90° C.

De faste stoffer S fra den tredje reaktor ble filtrert ved en temperatur av 50 - 60° C på et 0,1 m trykkfilter som var forsynt med et diafragma for å presse filterkaken. Filtreringstemperaturen ble begrenset til ^60° C for å unngå å beskadige diafragmaet. Fuktighetsinnholdet bestemt ved ovnstørking ved 110° C av filterkaken som inneholdt faste stoffer S, var 42 % uten pressing av filterkaken ved hjelp av diaframaet. En påfølgende pressing av kaken med 1400 kPa i 1 minutt reduserte fuktighetsinnholdet fra 42 % til ca. 28 %. - Filterkakens tykkelse ble redusert med ca. 50 % ved pressingen, og dette antyder at kaken var sterkt sammenpressbar.

Fuktighetsinmholdet i filterkaken var 43 % da de faste stoffer S ble dannet v>ed et påfølgende identisk forsøk og filtrert på et Buchner-vakuumfilter.

Sjiktkalsin erholdt fra sjiktet i en hvirvelsjikt-røster ble kontinuerlig via et påmatningsbelte innført i en friksjonsmølle. Møllen besto av en 6 liters sylindrisk beholder forsynt med kappe og inneholdende nedmalingsmidlene som utgjordes av ca. 5 kg glasskuler med en diameter på 6 mm som ble fluidisert ved hjelp av en roterende sentralt anord-net, forgrenet aksel, som vist på fig. 2 i en artikkel av J.A. Herbst og J.L. Sepulveda publisert i the Proceedings of the International Powder and Bulk Solids Handling Conference, Chicago, Illinois, 1978, s. 452 - 470.

En oppløsning som inneholdt 38,7 g Zn/l, ble også kontinuerlig innført i møllen for at reaksjonen skulle kunne forløpe under nedmalingen. Forsøket ble utført ved omgivel-sestemperatur. Strømningshastighetene ble regulert slik at oppholdstiden i møllen ble ca. 1 time.

Da jevne driftsbetingelser var blitt oppnådd, ble prøver av oppslemningen oppsamlet og utsatt for filtrerings-forsøk ved anvendelse av et sammenklemmende trykkfilter i forsøksanleggskala og et vanlig Buchner-laboratoriefilter. Produktfaststoffene S ble størrelsessortert ved anvendelse av en "Warman Cyclosizer" model M6.

Resultatene er gjengitt i de nedenstående tabeller 13, 14 og 15.

Produktfaststoffenes gjennomsnittlige partikkelstør reise er ca. 1 ym basert på en normal fordeling.

Buchner-filtreringsforsøket ble utført med en

500 ml oppslemningsprøve under anvendelse av en filtrerings-trakt med en diameter på 11 cm og Whatman filtrerpapir nr. 2 som filtreringsmiddel. Trykkfilteret hadde et filtrerings-areal av 0,1 m 2. Filtreringssyklusen omfattet 60 sekunders dannelsestid og 60 sekunders pressing av kaken ved ca. 1450 kPa.

Oppløsningen av Cl og F fra kalsin kan ikke anslås på tilfredsstillende måte ut fra de analytiske resultater. Den maksimalt mulige økning i klorkonsentrasjonen i overensstemmelse med oppløsningen av .alt tilstedeværende klor i kalsin er 5 mg/l. For fluor er dette tall 2 mg/l. Disse nivåer faller innenfor grensene for analytisk nøyaktighet ved de tilstedeværende konsentrasjoner.

Resultatene antyder en betydelig oppløsning av magnesium, kadium og natrium og en viss oppløsning av mangan fra kalsin under utfellingen av basisk sinksulfat. De ovenstående resultater antyder en øket oppløsning av forurens-ningsforbindelser, spesielt magnesium og mangan som ikke van-ligvis oppløses i løpet av SSU, når kalsin er malt til en meget fin partikkelstørrelse i en friksjonsmølle.

Bruk av trykkfiltrering forårsaket en reduksjon i kakens fuktighetsinnhold på ca. 36 % sammenlignet med vanlig filtrering. Filterkaker dannet med nedmaling in situ og reaksjon av kalsin i en friksjonsmølle er selvfølgelig sam-menpressbare.

Eksempel 9

En prøve av sjiktkalsin (prøve A) ble tatt fra en hvirvelsjiktrøster i hvilken ca. 40 % av det samlede kalsinprodukt ble gjenfunnet i sjiktet. Denne type av hvirvel-sjiktrøster er blitt beskrevet av R. Lightfoot (i den ovennevnte artikkel). En annen prøve av sjiktkalsin (prøve B) ble' tatt fra en hvirvelsjiktrøster i hvilken 80 % av kalsinet opprinnelig gjenfinnes som sjiktmateriale. Etter hvert som de øvrige 20 % av kalsinet fra kjeler eller cycloner etc. sirkuleres, utgjør imidlertid produktkalsinet utelukkende sjiktmateriale.

Disse kalsinprøver ble malt i vann inntil en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av ca. 9 ym ble oppnådd.

De malte kalsinprøver ble filtrert, vasket med fortrengning med vann én gang og tørket i en ovn før de ble anvendt for SSU-forsøk. Disse forsøk ble utført ved 90° C i et 5 liters beger forsynt med skjerm og med omrøring med en turbinrører med en diameter på 7 cm som roterte med 500 opm. 1,44 kg tørt kalsin ble satt til 3,0 liter av en oppløsning som inneholdt ca. 40 g Zn/l. Forsøksresultatene er gjengitt i tabell 16.

Resultatene i tabell 16 antyder at kalsin B utfelte oppløst sink noe hurtigere og mer fullstendig enn kalsin A under forsøket. Det innebærer således en fordel å anvende kalsin dannet på lignende måte som kalsin B ved at hele kalsinproduktet er tilgjengelig for SSU, mens det er vanlig at tilgjengeligheten av kalsin A er begrenset til mellom 30 og 7.0 % av det samlede kalsinprodukt.

Fuktighetsinnholdene i filterkakene erholdt ved filtrering av de 360 minutters oppslemningsprøver var 38,5 % for prøve A og 4 3,7 % for prøve B. Det høyere fuktighetsinnhold til prøve B er en følge av den økede sinkutfelling.

Eksempel 10

En prosessimuleringsmodell er blitt anvendt for å kvantifisere fordelene ved forskjellige måter for å integrere SSU-prosesser i sinkelektrolyseanlegg. Basistilfellet omfatter en krets i hvilken såvel kalsinert sinkkonsentrat som lagret sinkferritrest behandles, idet den sistnevnte behandles i en restbehandlingsseksjon i hvilken rjern utfelles som en jarositt. Tilfelle 1, dvs. basistilfellet, overensstemmer med fig. 1 i en artikkel trykket i Metallurgical Transactions B publisert av the American Society for Metals and the Metallurgical Society of A.I.M.E., 11B, mars 1980, s. 73-82, men ifølge hvilken SSU-anlegget ikke benyttes, og jarosittbunnfallet ble vasket med vann.

For modellforsøket var driften av sinkanlegget karakterisert ved de følgende betingelser:

Produkt: 222 500 tonn katodesink

Påmatede materialer: (i) kalsinert sinkkonsentrat med sam-mensetningen Zn 58,2 %, Fe 8 %, Mg 0,2 %, Mn 0,75 %.

Den anvendte kalsinmengde i basistilfellet var 383 400 tonn. (ii) sinkferritrest med sammensetnin-gen Zn 22,4 %, Fe 2 9,2 %, Mg 0,1%, Mn 1,9 %, hvorav 50 000 tonn tilsettes i hvert tilfelle, (iii) Kalksten med sammensetning Mg 0,5

% og Mn 0,012 %.

Disse materialer er typiske for råmaterialer som behandles i en sinkelektrolyseanleggskrets. Under det simu-lerte modellforsøk ble verdier anslått for ekstraksjonen og utfellingen av Zn, Fe, Mg,og Mn etc. basert på den iakttatte oppførsel av disse komponenter ved virkelig drift av et sinkelektrolyseanlegg på samme måte som basistilfellet.

Hva gjelder Mn var ytterligere variable som påvirker reguleringen og som ble simulert, tilsetning av mangandioxyd som reaktant i prosessutlutings- og -rensetrinnene og utskillelse av mangan som et oxyd på elektrolysecelleanodene.

Brukt elektrolytt fra elektroutvinning av sink ble antatt å inneholde 110 g H2S04/1.

Jarosittbunnfallet ble vasket med 1 m^ vaskevæske som i basistilfellet var vann, pr. tonn tørt W/Zn-fritt jarosittbunnfall.

I de tilfeller hvor en SSU-prosess ble integrert i sinkelektrolyseanleggskretsen ble sinkutfellingsmidlet anvendt i de følgende mengder, dersom intet annet er angitt: (i) kalsin fra sjiktet i røsteren ble tilsatt i en mengde som var 2 ganger den støkiometriske mengde med hensyn til mengden av innført oppløst sink, i overensstemmelse med reaksjonsligningen:

ZnS04 + 3ZnO + 7H20 -> ZnS04 . 3Zn (OH) 2 • 4H2°

hvor ZnO er det ZnO i kalsin som ikke er kombinert

med Fe2G-2 som sinkferrit. Under disse betingelser danner de utfelte faste stoffer en kake som inneholder 42 % fuktighet når den fraskilles ved anvendelse av vanlig vakuumfiltreringsutstyr (f.eks.

et skive- eller trommelfilter).

(ii) Kalksten tilsettes i en mengde av 1,6 g/g av inn-ført oppløst sink som kommer inn i SSU-prosessreak-torene. Under disse betingelser danner de utfelte faste stoffer en kake som inneholder 40 % fuktighet når den fraskilles på vanlig vakuumfiltreringsutstyr .

I hvert tilfelle hvor bruk av et SSU-anlegg sammenlignes med basistilfellet antas det at den oppløste sink som kommer inn i SSU-prosessen eller -proses-sene, utgjør 7,5 % av mengden av sink produsert i form av katoder.

En høy verdi for den relative vannbalanse i tabell 17 antyder overlegne arbeidsbetingelser i sinkanlegget. Dersom f.eks. kretsen var blitt balansert for betingelsene i tilfellet 6, ville det ha vært nødvendig å fjerne 4800 m 3/år fra kretsen ved betingelsene for tilfellet 1 (f.eks. ved å vrake oppløsning, inndampning, erstatning av direkte damp-oppvarming med indirekte oppvarming etc.) eller å tilsette 82 200 m^/år vann til kretsen ved betingelsene for tilfellet 8.

Hvert sinkelektrolyseanlegg har et særpreget sett med parametre som definerer dets vannbalanse. Imidlertid er-fares vanskeligheter med vannbalansen i flere av disse anlegg, og på relativ basis kan de fordeler som er antydet ved dataene i tabell 17, oppnås ved å tilgripe SSU i overensstemmelse med det egnede tilfelle.

Tilfellet 2 overensstemmer med bruken av kalksten for SSU ved den metode som er vist på fig. 1 i den ovennevnte artikkel. SSU-prosessfiltratet vrakes fra sinkelektrolyseanleggskretsen. Dataene i tabell 17 viser at sammenlignet med tilfellet 1 gir innføringen av en SSU-prosess en samtidig forbedring i kontrollen med magnesium, mangan og vannbalansen.

Tilfellet 3 overensstemmer med bruken av kalksten for SSU ifølge det flytskjema som er vist på fig. 2 i den ovennevnte artikkel, bortsett fra at for å behandle 7,5 % av den oppløste sink i en SSU-prosess er det nødvendig å behandle en del nøytral oppløsning fra sinkelektrolyseanlegg for-uten hele jarosittvaskefiltratet. Det viktigste særtrekk med tilfellet 3 er at SSU-prosessfiltratet anvendes for å vaske jarositt (dvs. at en vaskemetode i lukket krets anvendes) . Dataene i tabell 17 antyder at magnesium- og vannbalansekontrollen er forbedret sammenlignet med tilfellet 2.

Tilfellet 4 overensstemmer med tilfellet 2 bortsett fra at kalksten er blitt erstattet med sjiktkalsin malt til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av ca. 10 ym i en kule-møllereaktor. Resultatene i tabell 17 antyder at erstatnin-gen av kalksten med sjiktkalsin gir en overlegen mangankontroll, en noe dårligere, men ikke.desto mindre effektiv, magnesiumkontroll og en forholdsvis utilfredsstillende vannbalansekontroll.

Metoden for simulert modellforsøk som ble anvendt for å kvantifisere tilfellene 1-4 ovenfor, er forskjellig fra og vesentlig mer raffinert enn den.metode som er anvendt i den ovennevnte artikkel.

Tilfellene 1 - 4 i dette eksempel overensstemmer med de fire første tilfeller i tabell 1 som er basert på den ovennevnte artikkel. Overensstemmelsen mellom de forholds-vise verdier for magnesium- og vannbalansekontroll er utmerket til tross for bruk av forskjellige prosessbetingelser og en annen metode for simulert prosessmodellforsøk i det foreliggende tilfelle.

Ved betingelsene for tilfellet 4 ble 50 % av kalsinet anvendt for selektiv zinkutfelling, og dette er en verdi som nærmer seg tilgjengelighetsgrensen for sjiktkalsin i de fleste hvirvelsjiktrøsteprosesser. Dersom den gjennomsnittlige partikkelstørrelse for det malte sjiktkalsin er vesentlig større enn 10 pm, er det nødvendig med en tilsetning av sjiktkalsin som er større enn 2 ganger den støkiome-triske mengde. Da tilfellet 4 representerer tilgjengelighets-begrensningen for sjiktkalsin, vil en prosess utført med mindre effektiv maling av sjiktkalsin kreve en minskning av mengden av oppløst sink som innføres i SSU. Med f.eks. en isjiktkalsintilgjengelighet på 50 % og en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av malt kalsin av 150 ym ville det bare ha vært mulig å behandle 3,6 % av den oppløste sink sammenlignet med 7,5 % for tilfellene 1-4. Kontrollen med magnesium og andre forurensninger ville derfor bli utilstrekkelig.

Tilfellet 5 ligner på tilfellet 4, bortsett fra at kalsinet males i en kulemølle til en gjennomsnittlig partik-kelstørrelse av 2,5 ym. Som følge av at den gjennomsnittlige kalsinpartikkelstørrelse er mindre er det mulig å minske mengden av kalsintilsetning til 1,5 ganger den støkiometriske mengde, men det forekommer en økning i de faste stoffers S fuktighetsinnhold til 65 %. Resultatene i tabell 17 viser at den økede finhet for det malte kalsin fører til en mindre tilfredsstillende kontroll med magnesium og" mangan og til en fullstendig utilfredsstillende vannbalansetilstand.

Tilfellene 2, 4 og 5 omfatter vraking av 116 200 m 3/år av SSU-prosessfiltrat som inneholder ca. 1 g Zn/l, til et anlegg for behandling av avløpet. Tilfellene 3, 6, 7, 8, 9 og 10 omfatter vasking i lukket krets av jarositt, og intet

SSU-prosessfiltrat vrakes.

Tilfellet 6 omfatter bruk av sjiktkalsin malt til en gjennomsnittlig størrelse av 10 ym i en kulemøllereaktor og et flytskjema som omfatter vaskingen av jarositt i lukket krets. Tilfellet 6 er således analogt med tilfellet 3, bortsett fra. at malt sjiktkalsin anvendes som erstatning for kalksten som sinkutfellingsmiddel i SSU-prosessen. Selv om magnesium- og mangankontrollen blir i det vesentlige ufor-andret, blir vannbalansen betraktelig forbedret sammenlignet med tilfellet 4.

Tilfellet 7 er ekvivalent med tilfellet 6 og omfatter bruk av sjiktkalsin malt til en gjennomsnittlig størrelse på 10 ym i en vaskeoperasjon i lukket krets, bortsett fra at SSU-faststoffene fraskilles på et vakuumfilter og vaskes med 0,5 fortrengninger av nøytral oppløsning fra et sinkelektrolyseanlegg. De tilsvarende filterkakefaststoffer i tilfellet 6 er uvaskede. Resultatene i tabell 17 antyder at innføring av fortrengningsvasking gir en betraktelig samtidig forbedring både hva gjelder magnesium-, mangan- og vannbalansekontroll sammenlignet med tilfellet 6.

Tilfellet 8 er ekvivalent med tilfellet 6, bortsett fra at de faste stoffer fraskilles ved anvendelse av et trykkfilter med sammenpresningsvirkning. Den erholdte kake har derfor et fuktighetsinnhold på 28 % i motsetning til fuktighetsinnholdet på 42 % som ble oppnådd ved vanlig vakuumfiltrering for tilfellet 6. Tabell 17 viser at bruk av et trykkfilter med sammenpressing av kaken for å redusere kakens fuktighetsinnhold fra 42 til 2 8 % gir tilnærmet de samme fordeler hva gjelder magnesium-, mangan- og vannbalansekontroll som bruk av en 0,5 fortrengningskakevasking som for tilfellet 7.

Tilfellet 9 er ekvivalent med tilfellet 6 ved at sjiktkalsin anvendes for SSU i en jarosittvaskeprosess i lukket krets. For tilfellet 9 er imidlertid sjiktkalsinet blitt malt i en friksjonsmølle til en gjennomsnittlig størrelse av 1 ym. Under disse betingelser kan den støkiometriske kalsin-tilsetningsmengde minskes fra 2,0 til 1,4 ganger den støkio-metriske mengde. De erholdte faste stoffer fraskilles ved vakuumfiltrering i form av en uvasket kake som inneholder 57 % fuktighet. Tabell 17 viser at selv om en betraktelig magnesium- og mangankontroll oppnås, er kontrollen med begge disse forurensninger og med vannbalansen dårligere enn for såvel tilfellet 4 som tilfellet 6. Dersom imidlertid de faste stoffer S fraskilles under anvendelse av et trykkfilter med et diafragma som danner en sammenpresset uvasket kake med et fuktighetsinnhold på 37 %, som for tilfellet 10 ifølge tabell 17, oppnås en betraktelig ytterligere magnesium-, mangan- og vannbalansekontroll. Det fremgår i virkeligheten av tabell 17 at forurensnings- og vannbalansekontrollen tilnærmet kan sammenlignes med den for tilfellet 8. Forskjellen mellom tilfellet 8 og tilfellet 10 er at sjiktkalsinet er malt til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av hhv. 10 ym og 1 ym. Normalt er det, som eksemplifisert ved tilfellet 5, ikke mulig å oppnå en aksepterbar vannbalanse når sjiktkalsin er malt til en gjennomsnittlig partikkelstørrelse <5 ym. Anvendelsen av et trykkfilter med pressing av kaken gir imidlertid en betraktelig fordel hva gjelder vannbalansen, som eksemplifisert ved tilfellet 10, og dette gjør bruk av kalsin som er blitt malt til en meget fin partikkelstørrelse mulig og byr på den ytterligere fordel at mengden av sjiktkalsin som er nødvendig for selektiv sinkutfelling, minsker med 30 %. Det lavere fuktighetsinnhold av 57 % for de vakuum-filtrerte faste stoffer S fremstilt ved friksjonsmaling for tilfellet 9 sammenlignet med 65 % for kulemøllemaling som for tilfellet 5 antyder at friksjonsmaling er en foretrukken metode for fremstilling av meget finmalt kalsin.

Claims

Fremgangsmåte for å regulere vannbalansen og konsentrasjonen av forurensninger (I) i et elektrolytisk sink-anleggkretsløp, hvor sink utfelles fra en vandig sinksulfatholdig oppløsning (A) og fjernes fra kretsløpet under anvendelse av et materiale (R) som inneholder sinkoxyd som utfellinqs-middel, i et selektivt sinkutfellings (SSU)-prosessanlegg, hvorved utfelte faststoffer (S) som inneholder basisk sinksulfat, og en oppløsning (X2) utarmet på sink dannes, at faststoffene (S) tilbakeføres til kretsløpet og forurensningene (i) er ett eller flere av magnesium, mangan, klorid, natrium og kalium, og at det anvendte materiale (R) har en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av fra 5 til 150^um, eventuelt fra 0,5 til 5yum.dersom trinn c) nedenfor utføres,karakterisert ved at minst ett av de følgende ytterligere trinn utføres for å redusere volumet til den på sink utarmede oppløsning (X2) som tilbakeføres til kretsløpet assosiert med faststoffene (S): a) oppløsningen (A) forbehandles i et SSU-prosessanlegg med et kalsiumcarbonatholdig materiale for å utfelle en del av sinken for å danne en på sink delvis utarmet oppløs-ning (XI) som inneholder minst 5g sink pr. liter og som behandles med materialet (R) for utfelling av sink og oppnåelse av det ønskede restsinkinnhold i den på sink utarmede oppløsning (X2), og/eller b) faststoffene (S) blir innført i et faststoff-væskesepareringssystem i hvilket den på sink utarmede opp-løsning (X2) som er assosiert med faststoffene, fortrenges av en sinksulfatholdig oppløsning (B) og fjernes fra kretsløpet, og/eller c) faststoffene (S) fraskilles ved filtrering og sammenpresses for å redusere volumet til oppløsningen (X2) som føres med av faststoffene.
2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisert ved at det ytterligere trinn a) utføres for å danne en på sink delvis utarmet opp-løsning (XI) som inneholder minst 10 g sink pr. liter.
3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2, karakterisert ved at det ytterligere trinn a) utføres og at det dannes en oppløsning (X2) hvori restsinkinnholdet er mindre enn 10 g pr. liter.
4. Fremgangsmåte ifølge krav 1,

karakterisert ved at det ytterligere trinn b) utføres og at det anvendes et faststoff-væske-separerings-system som omfatter i) filtrering med vasking av filterkaken med den sinksulf atholdige oppløsning (B) eller ii) fortykning med motstrømsdekanteringsvaskingav de fortykkede faststoffer med den sinksulfatholdige opp-løsning (B) eller iii) sedimentering av faststoffene (S) i den sinksulfatholdige oppløsning (B) som strømmer gjennom det nedre avsnitt av en faststoffoverføringskolonne.
5. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 4, karakterisert ved at det ytterligere trinn b) utføres under anvendelse av en oppløsning (B) med et innhold på mer enn 50 g sink pr. liter.
6. Fremgangsmåte ifølge krav 1-5, karakterisert ved at materialet (R) dannes av inngangsmaterialer for kretsløpet som har den høyeste konsentrasjon av forurensninger (D.
7. Fremgangsmåte ifølge krav 1-6, karakterisert ved at det dannes en opp-løsning (X2) som inneholder under 5 g sink pr. liter og som vrakes eller anvendes for vasking av faststoffer fra det elektrolytiske sinkanleggkretsløp.
8. Fremgangsmåte ifølge krav 1-7, karakterisert ved at den på sink utarmede oppløsning (X2) anvendes for vasking av faststoffer som fås fra kretsløpet, hvorved en vandig vaskeoppløsning med en øket sinksulfatkonsentrasjon dannes, og at det anvendes en oppløsning (A) hvorav mer enn 10% er dannet av den vandige vaskeoppløsning.
9. Fremgangsmåte ifølge krav 1-8,karakterisert ved at materialet (R) anvendes med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av fra 7 til 32^um.
10. Fremgangsmåte ifølge krav 1-9,karakterisert ved at materialet (R) anvendes med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse av ca. 10 ium.
11. Fremgangsmåte ifølge krav 1-10,karakterisert ved at materialet (R) dannes ved røsting av sinkkonsentrat som utføres på en slik måte at den mengde av materialet (R) som gjenfinnes i røsterens skikt, øker.
12. Fremgangsmåte ifølge krav 11,karakterisert ved at trinn c) utføres og at materialet (R) anvendes med en gjennomsnittlig partikkel-størrelse av fra 0,5 til 5yum.