NO332796B1 - Fremgangsmate for fjerning av flyktige urenheter fra en svak syrelosning - Google Patents

Abstract

Foreliggende oppfinnelse vedrører et apparat for fjerning av flyktige urenheter så som kvikksølv og selen fra en svak syreløsning som resulterer fra vasking av gasser skapt i produksjonen av svovelsyre ved røsting av sulfidkonsentrater. Apparatet omfatter en kalsine-filtreringsenhet for fjerning av kalsin fra den svake syreløsningen, en natriumsulfid-blandeenhet for utfelling av kvikksølv fra den svake syreløsningen, en natriumditionitt-blandeenhet for utfelling av selen fra den svake syreløsningen, og en kvikksølv-selen-filtreringsenhet for filtrering av det ut- felte kvikksølv og selen fra den svake syreløsningen. Foreliggende oppfinnelse vedrører videre et behandlingsanlegg som benytter et slikt apparat, en fremgangsmåte for fjerning av flyktige urenheter fra en svak syreløsning, og en selen- kake oppnådd ved anvendelse av foreliggende oppfinnelse.

Description

Bakgrunnen for oppfinnelsen.

Foreliggende oppfinnelse angår en fremgangsmåte for fjerning av urenheter fra effluent dannet under vasking av de varme gassene dannet under en sulfidkonsentrat-røsteprosess. Mer spesielt angår oppfinnelsen en fremgangsmåte for fjerning av kvikksølv- og selen-urenheter fra en svak syreløsning ved å utfelle dem under anvendelse av henholdsvis natriumsulfid og natrium-ditionitt. Utfellingspro-duktene blir deretter filtrert fra effluentet, som deretter er i det vesentlige fritt for urenheter.

Beskrivelse av nærliggende teknikk.

Under røstingen av sulfid-konsentrater, så som sink eller kobber, blir svo-veldioksidet dannet ved oppvarming av kalsinet behandlet i et syre-anlegg for å bli omdannet til svovelsyre-endeproduktet. Svoveldioksid-gassen dannet i røste-delen blir vasket for å fjerne spor av flyktige urenheter så som selen og kvikksølv. Disse urenheter blir fjernet i en sur løsning, som kan bli brukt om igjen for vaske-operasjonen flere ganger inntil konsentrasjonene av selen, kvikksølv og svovelsyre i løsningen når nivåer som er for høye for videre resirkulering. Typisk blir på dette punkt løsningen nøytralisert, faststoffene blir fjernet og lagret i en oppbeva-ringsdam, og effluentet blir returnert til vannveiene. På grunn av økte miljømessi-ge hensyn har det utviklet seg et behov for en fremgangsmåte som vil gjøre syre-anlegg i stand til å fjerne ytterligere selen og kvikksølv fra den sure løsningen før nøytraliseringstrinnet, og derved redusere mengden av disse urenheter som blir frigjort til miljøet.

Det er kjent på fagområdet å vaske varme gasser dannet i forskjellige industrielle prosesser for å fjerne forurensninger så som selen og kvikksølv. I US-patent nr. 3.966.899 blir selen absorbert av et alkalimetallsulfitt eller -bisulfitt fra varm gass. Gassen blir deretter avkjølt og gjort fuktig og blir filtrert gjennom et glassfiberfilter for å fjerne eventuelt gjenværende selen. Selenet kan deretter bli gjenvunnet fra absorpsjonsløsningen ved utfelling med SO2som reduksjonsmiddel, og la å reaksjonsblandingen stå i 3-5 timer ved 50-90X. Dette følges av et annet filtreringstrinn for å fjerne utfellingsproduktet fra løsningen.

I US-patent nr. 3.677.696 blir varme gasser inneholdende kvikksølv vasket med svovelsyre ved 70-250°C. Kvikksølv og selen kan bli funnet i vaskevæsken, men ingen videre prosess er beskrevet for å fjerne disse forurensningene fra vas-kevæskene.

I US-patent nr. 4.579.726 blir varme gasser avkjølt og vasket med en svovelsyre-damp for å skille kvikksølv fra de varme gassene i form av sulfatisert kvikksølv. Dampen inneholdende det sulfatiserte kvikksølv blir deretter skilt fra de varme gassene, men ingen fremgangsmåte for videre fjerning av kvikksølvet fra dampen er beskrevet.

Fremgangsmåter for fjerning av selen og kvikksølv fra vandige løsninger dannet i industrielle prosesser er også kjent. US-patent nr. 3.695.838 beskriver en fremgangsmåte for utfelling av kvikksølv fra løsning ved anvendelse av H2S-gass, eller i alternativet, ved reduksjon med metaller så som sink, aluminium og jern, eller ved reduksjon med et aldehyd med lav molekylvekt.

I US-patent nr. 3.577.216 blir selen gjenvunnet for å bli brukt om igjen som en katalysator i organiske oksidasjons-reaksjoner ved anvendelse av oksid, hy-droksid eller metallsalt, for å utfelle selenet fra en sur løsning så som en metallisk selenitt.

I US-patent nr. 3.933.635 blir selen utfelt fra en sur løsning ved anvendelse av pulverformig sink, aluminium eller jern ved en temperatur på 25-85°C, ved pH 1-4, i 1-10 min.

I US-patent nr. 3.959.097 blir spormengder av selen utfelt fra en sur løsning ved anvendelse av et metallhydroksid i nærvær av et sulfid ved 85°C eller mer, under et trykk på overtrykk 1103161,12 N/m<2>(160 psig) eller mer.

US-patent nr. 5.200.082 lærer en fremgangsmåte for fjerning av selen fra

en sur løsning ved filtrering av løsningen, oppvarming av den, tilsetting av pulverformig jern i nærvær av elementært svovel som et reduksjonsmiddel, omrøring av blandingen og oksidasjon av løsningen under fortsatt omrøring. Dette resulterer i utfelling av selen fra løsningen.

US-patent nr. 4.330.508 beskriver en fremgangsmåte for fjerning av selen

fra en sur kobbersulfat-løsning ved å la løsningen passere gjennom en kontinuer-lig rør-reaktor, og injisering av SO2eller en sulfitt-løsning (som kan være natriumsulfitt eller natriumhydrogensulfitt). Denne fremgangsmåten tillater normalt ikke at nok selen blir fjernet til å fremstille kobber ved elektrolyttisk metallutvinning som er fritt for selen-forurensning. 508-patentet beskriver også at selen kan bli utfelt ved anvendelse av natriumsulfitt som reduksjonsmiddel ved atmosfærisk trykk.

US-patent nr. 4.377.556 lærer fjerning av selen fra sur kobbersulfatløsning ved omsetning av løsningen med et støkiometrisk overskudd av SO2eller sulfitt ved en temperatur på minst 140°C, og deretter å la oksygen passere inn i løs-ningen for å oksidere alle oppløste kobber(ll)-ioner til kobber(l)-ioner, som vil redusere sannsynligheten for at kobber vil utfelles fra løsning når den avkjøles. Den selen-reduserende sulfitt kan omfatte bisulfitt- og pyrosulfitt-ioner.

De ovenfor beskrevne metoder har flere ulemper, innbefattende anvendelse av dyre, pulverformige metaller som reduksjonsmidler, vanskeligheter med å redusere mengden av selen og kvikksølv i løsning til akseptabelt lave nivåer, og utgiften ved å tilveiebringe utstyr som er i stand til å utføre reaksjonene, spesielt når reaksjonene krever anvendelse av høye temperaturer og trykk. Disse meto-dene kan også representere betydelige risiki på grunn av muligheten for antennel-se av flyktig selenhydrid- og arsenikkhydridgasser.

Det er ønskelig å utvikle en fremgangsmåte for fjerning av selen og kvikk-sølv fra løsninger dannet under røsting av sulfidkonsentrater for å fremstille svovelsyre, eller under en hvilken som helst annen industriell prosess, som er enkel å utføre, kost-effektiv, og forhindrer ytterligere skade på miljøet på grunn av forurensning av vannveier med selen og kvikksølv. Ingen av de ovennevnte teknikker dreier seg om en metode for fjerning av kvikksølv og selen fra sure løsninger under anvendelse av natriumsulfid, for å fjerne kvikksølv, eller natriumditionitt (også kjent som natriumhydrosulfitt) for å fjerne selen, slik som beskrevet i foreliggende oppfinnelse.

Oppsummering av oppfinnelsen.

Foreliggende oppfinnelse er rettet mot en fremgangsmåte for fjerning av flyktige urenheter fra en svak syreløsning. Fremgangsmåten omfatter trinnene å blande den svake syreløsningen med natriumditionitt for å utfelle selen fra den svake syreløsningen, og filtrere faststoffer fra den svake syreløsningen for å danne en selen-rik kake.

En utførelsesform av fremgangsmåten omfatter å filtrere kalsin for å fjerne kalsin-faststoffer fra den svake syreløsningen, blande den svake syreløsningen med natriumsulfid for å utfelle kvikksølv fra den svake syreløsningen, blande den svake syreløsningen med natriumditionitt for å utfelle selen fra den svake syreløs- ningen, og filtrere kvikksølv- og selen-faststoffer fra den svake syreløsningen for å danne en selen-rik kake.

En utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er rettet mot en fremgangsmåte for behandling av en svak syreløsning, som resulterer fra vasking av gasser produsert ved fremstilling av svovelsyre. Denne fremgangsmåten omfatter trinnene å blande den svake syreløsningen med natriumsulfid, å blande den svake syre-løsningen med natriumditionitt og filtrere den svake syreløsningen.

En ytterligere utførelsesform av foreliggende oppfinnelse vedrører en fremgangsmåte for behandling av en svak syreløsning, som resulterer fra vasking av gassert produsert ved røsting av sulfidkonsentrat for å danne svovelsyre. Denne fremgangsmåten omfatter trinnene å filtrere kalsin fra den svake syreløsningen, blande den svake syreløsningen med natriumsulfid, blande den svake syreløs-ningen med natriumditionitt, filtrering av kvikksølv- og selenfaststoffer fra den svake syreløsningen, og sende den behandlede, svake syreløsning til effluent-behandling.

Enda en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse er en fremgangsmåte for fjerning av selen fra en sur vaskeløsning, benyttet til å vaske urenheter fra en sulfidkonsentrat-røstegass. Denne fremgangsmåten omfatter trinnene å behandle løsningen med natriumsulfid for å utfelle en første porsjon av selen, behandle den natriumsulfid-behandlede løsning med natriumditionitt for å utfelle en andre porsjon av selen, og filtrere den natriumditionitt-behandlede løsning for å produsere en kake inneholdende de utfelte første og andre porsjoner av selen.

Oppfinnelsen er beskrevet mer i detalj nedenfor, med referanse til de ved-lagte tegninger.

Kort beskrivelse av tegningene.

Fig. 1 er en grafisk fremstilling som sammenligner effekten av tilsetningen av varierende mengder av ditionitt ved høyere konsentrasjoner av selen i løsning over tid ved 50°C. Fig. 2 er en grafisk fremstilling som illustrerer effekten av tilsetningen av 4,5 ekvi valenter av ditionitt ved konsentrasjonen av selen i løsning ved 25°C. Fig. 3 er en grafisk fremstilling som illustrerer effekten av tilsetningen av 4,5 ekvivalenter av ditionitt ved konsentrasjonen av selen i løsning ved 40°C. Fig. 4 er en grafisk fremstilling som sammenligner effektene av tilsetningen av 4,5 ekvivalenter av ditionitt ved konsentrasjonen av selen i en løsning med varierende syrekonsentrasjon. Fig. 5 er en grafisk fremstilling som sammenligner effekten av tilsetningen av varierende mengder av ditionitt ved redoks-potensialet til reaksjonsblandingen over tid. Fig. 6 er en grafisk fremstilling som sammenligner effekten av å variere tempera turen ved redoks-potensialet til reaksjonsblandingen overtid. Fig. 7 er en grafisk fremstilling som sammenligner effekten av å variere syrekon- sentrasjonen ved redoks-potensialet til reaksjonsblandingen overtid. Fig. 8 er en grafisk fremstilling som sammenligner effekten av tilsetningen av varierende mengder av ditionitt ved redoks-potensialet til reaksjonsblandingen som en funksjon av selen-konsentrasjon. Fig. 9 er en skjematisk fremstilling av én av flere forskjellige variasjoner av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse for å fjerne urenheter fra en svak syreløsning.

Beskrivelse av de foretrukne utførelsesformer.

Fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse utgjøres av en serie av flere trinn, slik det vil bli beskrevet i detalj nedenfor.

Det første trinnet innebærer å filtrere den svake syren produsert ved vasking av gassen frigitt ved røstingen av sulfid-konsentratet. Filtreringen fjerner overskudd av kalsin-faststoffer til stede i den svake syren. Kvikksølv-selenid fjernes samtidig. Dette trinn er valgfritt, men er nyttig fordi det forhindrer høye konsentrasjoner av kalsin fra å komme inn i kvikksølv- og selenfjerne-rørkretsen under nedbrytning av de varme utfellingsgassene i røsteprosessen. Filterkaken som resulterer fra dette filtreringstrinn kan inneholde høye nivåer av kvikksølv, avhengig av selen-nivået til tilførselsmaterialet, og kan enten kastes eller resirkuleres til røsterne, avhengig av kvikksølv-nivået. Hvis kvikksølv-nivået er lavt, under omtrent 5%, er resirkulering passende, hvis kvikksølv-nivået er høyt, over omtrent 5%, bør kaken ikke bli resirkulert, for å forhindre innføring av uakseptabelt høye mengder av kvikksølv inn i de varme gassene, som kan være vanskelig å fjerne fullstendig. Tabell 1, radene 1, 4 og 7, viser mengden av flyktige urenheter som er igjen etter å ha utført dette første filtreringstrinn.

En sammenligning med verdiene av valgte, flyktige urenheter til stede i den innledende svake syreløsning, viser at noen av disse elementer er fjernet, men at uakseptabelt høye nivåer av disse forurensninger er igjen i løsningen.

I det andre trinnet blir den svake syreløsningen behandlet med natriumsulfid for å utfelle det gjenværende kvikksølv fra løsningen i form av HgS. Noe selen blir også utfelt i dette trinn når natriumsulfid tilsettes, men nok selen kan være igjen i løsning til at ytterligere behandling kreves for å redusere mengden av selen til akseptable nivåer. Et lett overskudd av natriumsulfid blir tilsatt, basert på mengden av kvikksølv som er til stede i den svake syreløsningen, og mengden av flyktige urenheter til stede i røste-systemet. Det finnes kommersielle kvikksølvmå-lings-innretninger som kan tillegges til systemet som hjelp til å regulere sulfid-tilsetningssystemet. Tabell 1, radene 2, 5 og 8, viser mengden av flyktige urenheter som er igjen etter utfelling av urenheter fra løsningen ved anvendelse av natriumsulfid og natriumditionitt. En sammenligning med mengden av forskjellige flyktige urenheter som er til stede i den innledende svake syreløsning viser en betydelig reduksjon, men nivået av disse forurensninger i løsning forblir uakseptabelt høye med hensyn til miljø-regulerings-standarder.

I tilfeller hvor den svake syren er sterkt fortynnet, som resulterer i lav syreholdighet, vil metaller så som kobber, arsenikk, bismut og sink bli utfelt med natri-umsulfidet. Denne situasjon krever anvendelse av et lett overskudd av natriumsulfid over det som er støkiometrisk nødvendig, bestemt på basis av nivåene av kvikksølv og selen i løsning. Situasjonen hvor den svake syren er sterkt fortynnet kunne oppstå som reaksjon på et behov for å holde klor- eller fluor-nivåer under kritiske korrosjons-nivåer, for eksempel. Sterk fortynning av den svake syren kan også være nødvendig når den svake syren blir utsatt for ekstra direkte avkjøling (ikke normalt akseptabelt). Dårlig utfellings-operasjon kan også kreve ekstra fortynning av faststoffer fra vaske-tårn. Disse avvik i fortynning er av natur vanligvis av kort varighet, og påvirker ikke kvaliteten til løsningen som forlater prosessen, hvis mindre korreksjoner av reagent-tilsetningene gjøres.

Trinn tre består av tilsetningen av natriumditionitt til løsningen for å bevirke utfellingen av det gjenværende selen i løsningen. Mengden av natriumditionitt som skal tilsettes, kan reguleres ved anvendelse av en forhåndsestimert tilførsel av det gjenværende selen etter natriumsulfid-utfellingen. Som et alternativ er muligheten for å regulere mengden av natriumditionitt som skal tilsettes med et kommersielt redoks-potensialmeter fremholdt som en utførelsesform av foreliggende oppfinnelse. Natriumditionitt kan tilsettes enten i en løsningsform eller som faststoff til den vandige strømmen. Tabell 1, radene 3, 6 og 9, viser at en ytterligere reduksjon av urenheter oppnås etter utføring av dette trinn i behandlings-prosessen.

Ytterligere analyse og eksperimentering med hensyn til variablene involvert

i reguleringen av reaksjonen i det tredje trinn av fremgangsmåten i henhold til foreliggende oppfinnelse, er presentert i fig. 1-8. Denne informasjon angående temperatur, reagenskonsentrasjon og surhet, kan benyttes som hjelp til å optima-lisere reaksjonsbetingelsene inne i systemet.

Fig. 1 illustrerer effekten av å variere mengden av en enkelt dose av ditionitt tilsatt til en svak syreløsning inneholdende selen, ved en temperatur på 50°C, som en funksjon av tid. Tilsetning av mer ditionitt, målt i molare ekvivalenter, resulterer i fjerning av mer selen fra løsningen. De større mengdene av ditionitt tilsatt til løsningen resulterer ikke bare i fjerning av mer selen fra løsningen, men også en raskere fjerning.

Ytterligere testing involverte effektiviteten av å tilsette en enkelt dose på 4,5 ekvivalenter av ditionitt til en svak syreløsning inneholdende selen, som holdes ved forskjellige temperaturer. Fig. 2 og 3 viser effekten av å holde temperaturen på løsningen på henholdsvis 25 og 40°C. Resultatene viser at høyere elektrolytt-temperaturer forårsaker en økning i hastigheten av selen-fjerning. Lignende resul-tater ble oppnådd ved en løsningstemperatur på 50°C (fig. 1). Derfor synes det som om økte temperaturer har en ønskelig innvirkning på lengden av dette pro-sesseringstrinn. Dette er også nyttig, fordi temperaturen til den svake syren i syre-prosesseringsanlegg-miljøet i gjennomsnitt er omtrent 55°C, som vist i tabell 2.

Denne temperaturen er også optimal ut fra standpunktet prosesserings-bekvemmelighet i anleggs-miljøet.

Effekten av å ha varierende nivåer av syre til stede i løsningen, spesielt so-velsyre, er vist i fig. 4. Tilsetning av en enkelt dose på 4,5 ekvivalenter av ditionitt til en løsning oppvarmet til 50°C og med 2 g/l av syre, resulterer i en mer sakte og mindre effektiv reduksjon i selen enn når den tilsettes til løsninger med 7 eller 12 g/l av syre. Fjerningen av selen fra disse to løsninger synes å være omtrent den samme. Tabell 3 viser syrenivåene til løsninger fra tre syre-prosesserings-anlegg over tid. Dataene presentert i tabellen viser at syrenivåene i løsning typisk er høye, og at det er ønskelig å få en reaksjon som kan utføres ved høye syrenivåer, for å unngå nødvendigheten av å justere syrenivåene til løsningen før prosessering. Fig. 5-8 viser endringer i redoks-potensialet til løsningen som en funksjon av tid og selenkonsentrasjon. Ditionittet til stede i løsning bevirker en reduksjon i redoks-potensialet når det utfeller selen. Målingen av redoks-potensialet kan derfor an-vendes som en indikator for å sikre at fremgangsmåten ikke vil erfare noen meka-niske eller andre problemer.

Det skal bemerkes at når operasjonsbetingelsene til systemet for fjerning av selen og kvikksølv fra den svake syreløsningen er ideell, dvs. syreholdigheten i systemet er høy, er mengden av ditionitt som må tilsettes til løsningen for å oppnå adekvat fjerning av selen og kvikksølv meget lav, og ditionitt kan, til tider, ikke være nødvendig, avhengig av det ønskede nivå som kreves i henhold til miljøreg-ler i kraft. Evnen til å redusere anvendelsen av ditionitt i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, mens det allikevel oppnås betydelig fjerning av miljø-messige forurensninger fra vaske- og effluent-løsninger, avhenger også av de spesifikke forurensninger som er til stede. Noen forurensninger, så som arsenikk, krever anvendelse av ditionitt for fjerning. Mengden av ditionitt som må tilsettes for effektivt å fjerne forurensninger fra løsning, kan anses å variere i henhold til et spektrum: i en løsning med høy syreholdighet, uten noen forurensninger til stede som kan ikke fjernes av natriumsulfid, kreves det meget lite eller intet ditionitt; i en løsning med meget lav syreholdighet, kreves natriumditionitt for fjerning av selen. Likeledes, i en løsning som inneholder andre forurensninger i tillegg til selen, kreves natriumditionitt for fjerning av selenet og andre forurensninger. En mengde noe over den støkiometriske mengde av ditionitt tilsvarende mengden av forurensninger i løsning, kan være nødvendig.

Muligheten for å senke mengden av ditionitt tilsatt til løsningen, tilveiebring-er en betydelig kostfordel for anleggs-operasjon. Natriumsulfid er et relativt billig reagens, mens natriumditionitt er betydelig dyrere. Derfor er evnen til å redusere anvendelsen av ditionitt under noen omstendigheter, en betydelig fordel som til-veiebringes ved foreliggende oppfinnelse.

Det fjerde trinnet i fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, innebærer filtrering av den svake syreløsningen oppnådd etter utfellingstrinnene beskrevet ovenfor, for å fjerne utfelt kvikksølv og selen. Den resulterende løs-ningen blir deretter sendt til syrenøytraliserings-behandling og til slutt høy pH-polering (polishing). Anleggs-tester viser at selenkonsentrasjoner på omtrent <0,01 til 1 mg/l kan oppnås etter at løsningen er filtrert, som vist i tabell 1, kolonne 5.

I det femte trinnet av fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse, blir faststoffene oppnådd fra filtreringen utført i trinn fire, enten kastet eller blir recykli-sert til røsteren, avhengig av selen-resten. Med lave til midlere nivåer av varm gassutfellings-slipp, kan alle faststoffene bli oppsamlet i ett filter på slutten av selen-fjerneprosessen. Det er vesentlig å nøyaktig kontrollere overgangen fra filteret i operasjon til et forhånds-tilpasset erstatningsfilter, for å hindre utslipp av selen-faststoffer under overgangen. Av denne grunn må det siste selenfilteret være begrenset av så få faststoffer som mulig for å redusere antall filter-bytter som kreves.

Tabell 4 viser en sammenligning av urenhetene oppsamlet i de første og de andre filterkakene, oppsamlet før og etter behandlingen med natriumsulfid og natriumditionitt.

Denne teknikk er ny ved det at den normalt skjøre natriumditionitt-reagens, som har en tendens til å bli nedbrutt på noen få sekunder til svoveldioksid og natriumsulfitt når til stede i en oksiderende løsning, kan bli anvendt under betingelser med høye temperatur med nærværet av forskjellige faststoffer, uten å kreve en høyt støkiometrisk forhold mellom reagens og selen. Under fjerningen av selen og kvikksølv blir flere andre metaller også fjernet til signifikant lave nivåer som sulfid-utfellingsprodukter, innbefattende arsenikk, bly, tallium, indium, gallium og kobber, som vist i tabell 5. Det skal bemerkes at mengden av reagens som kreves er relatert til operasjonen av gassrensetrinnet før vaske-rørkretsen som pro-duserer den svake syren. Desto lavere syreholdighet i løsningen, på grunn av fortynning og vasking av det medrevne støv, desto mer reagens kreves det. Dette er vist på fig. 4, som antyder at lavere nivåer av syre resulterer i mindre effektiv fjerning av selen fra løsningen, og at det endelige nivå av gjenværende selen i løsningen etter behandling er høyere enn for mer syreholdige løsninger.

Selv om fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse anvender natriumsulfid og natriumditionitt ved utfelling av flyktige urenheter fra svake syreløs-ninger oppnådd ved vasking av varme gasser frigjort i røstingen av sulfid-konsentrater, ligger det også innen rammen for foreliggende oppfinnelse å benytte andre sulfider og ditionitter, innbefattende, men ikke begrenset til, sulfider og ditionitter av kalium og andre alkalimetaller, så vel som sinkhydrosulfitt. Videre, selv om fremgangsmåten ifølge foreliggende oppfinnelse er beskrevet i sammenhengen med prosessering av svake syreløsninger i en industriell skala, ligger det in-nenfor rammen for denne oppfinnelse å benytte disse teknikker i et miljø av liten skala, så som for laboratorie-bruk. Denne oppfinnelse er heller ikke begrenset til sammenhengen med fjerning av flyktige urenheter fra sure løsninger skapt ved vasking av gasser dannet ved røstingen av sulfidkonsentrat-prosessen, og av effluent dannet i anlegg involvert i røsting av sulfid-konsentrater, men også for fjerning av slike urenheter fra svake syrer generelt, uavhengig av årsaken til for-urensningen.

Én måte å drive et syre-prosesseringsanlegg på er vist på fig. 9, som illustrerer en mulig utforming av nye syre-prosesserings-anlegg. Forskjellige andre an-leggsutformingskombinasjoner kan bli benyttet i henhold til foreliggende oppfinnelse, og det er ingen grenser for mulighetene for å skape mer effektive syre-prosesserings-anlegg, som man kan se for seg ved hjelp av foreliggende oppfinnelse. Disse konfigurasjoner presenterer slike muligheter som å innlemme reser-

ve-filtreringsenheter, valgfri resirkulering av kalsin gjenvunnet fra et innledende filtrasjonstrinn, anvendelse av ett eller flere adskilte reaktor-kammere, enten i serie eller for å benyttes alternativt som en beholder for syren etter at natriumsulfitt og natriumditionitt er blitt blandet med syren, og anvendelse av ytterligere filtre før den svake syreløsningen føres til avløpsvann-behandling. En utforming av anlegg kan innbefatte en hvilken som helst eller alle eller ingen av de eventuelle valgfrie utforminger for forbedring nevnt ovenfor. Et basis-syre-prosesseringsanlegg inn-befatter apparat for prosessering av en svak syre inneholdende flyktige urenheter, med natriumsulfitt og natriumditionitt, og deretter utfiltrering av de resulterende utfellingsprodukter.

Eksempel 1

I den første testen ble forskjellige støkiometriske mengder av natriumditionitt tilsatt til en filtrert, svak syreløsning inneholdende selen. Temperaturen til reaksjonsblandingen ble holdt på 50°C.

Før hver tilsetning av ditionitt til reaksjonsblandingen ble den svake syre-løsningen tatt prøve av og filtrert. Disse løsninger ble analysert med hensyn til seleninnhold ved atomisk adsorpsjon, og med hensyn til andre elementer ved in-duksjons-strøm-plasma-analyse (ICP).

En gradvis, lineær reduksjon i konsentrasjonen av selen til omtrent 4 mg/l ble notert etter at omtrent tre ganger den støkiometriske mengde av natriumditionitt tilsvarende mengden av selen til stede i løsningen, var blitt tilsatt til den svake syreløsningen, som vist i fig. 4. Ved 4,5 ganger den støkiometriske mengden av natriumditionitt, blir selen til stede i den svake syre utfelt til en verdi mindre enn 1 mg/l, som vist i fig. 1.

Eksempel 2

I den andre testen blir en mengde av natriumditionitt tilstrekkelig til å utfelle støkiometrisk alt selen til stede i en filtrert, svak syreløsning tilsatt med intervaller på en halv time. Temperaturen i reaksjonsblandingen ble holdt ved romtemperatur, 25°C.

Før hver tilsetning av ditionitt til reaksjonsblandingen, ble den svake syre-løsningen tatt prøve av og filtrert. Disse prøvene ble analysert med hensyn til seleninnhold ved atomisk adsorpsjon, og med hensyn til andre elementer ved ICP. Resultatene av denne testen viste at seleninnholdet var redusert fra omtrent 50 ppm til mindre enn 1 mg/l ved anvendelse av omtrent 4,5 ganger den støkiomet-riske mengde av natriumditionitt tilsvarende mengden av selen til stede i løsning-en, som vist i fig. 2.

ICP-analyse antydet at arsenikk-, kobber-, gallium-, indium-, bly- og tallium-nivåer ble redusert til under påvisbare grenser.

Eksempel 3

I den tredje testen ble halvparten av mengden av natriumditionitt tilstrekkelig til å utfelle støkiometrisk alt selen til stede i en filtrert, svak syreløsning tilsatt hvert 15. min. Temperaturen til reaksjonsblandingen ble holdt på romtemperatur, 25°C.

Før hver tilsetning av ditionitt til reaksjonsblandingen, ble den svake syre-løsningen tatt prøve av og filtrert. Disse løsningene ble analysert med hensyn til seleninnhold ved atomisk adsorpsjon, og med hensyn til andre elementer ved ICP. Resultatene av denne testen viser at seleninnholdet var redusert fra tilnærmet 50 ppm til mindre enn 1 mg/l, ved anvendelse av omtrent 4,5 ganger den støkiomet-riske mengde av natriumditionitt, tilsvarende mengden av selen som er til stede i løsningen, som vist i fig. 1.

ICP-analyse antydet at arsenikk-, kadmium-, kobber-, gallium-, indium-, bly-og tallium-nivåene ble redusert til under påvisbare grenser. Konsentrasjonen av kadmium sank fra 95 mg/l til 13 mg/l under denne testen.

Claims (12)

1. Fremgangsmåte for å fjerne flyktige urenheter fra en svak syreløsning,karakterisert vedat den omfatter trinnene: å blande den svake syreløsning med natriumditionitt for å utfelle selen fra den svake syreløsningen, og å filtrere faststoffer fra den svake syreløsningen for å danne en selen-rik kake.

2. Fremgangsmåte for å fjerne flyktige urenheter fra en svak syreløsning ifølge krav 1, som videre omfatter trinnene: å blande den svake syreløsningen med natriumsulfid for å utfelle kvikksølv fra den svake syreløsningen, og hvori faststoffene som blir filtrert fra den svake syreløsningen er kvikksølv-og selen-faststoffer.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 2, som videre omfatter å prosessere den svake syreløsningen i en kalsin-filtreringsenhet for å fjerne kalsin-faststoffer fra den svake syreløsningen før urenhetene blir fjernet.

4. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvori nevnte trinn med å filtrere kvikksølv- og selen-faststoffer fra den svake syreløsningen utføres i minst én filtreringsenhet.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor nevnte trinn med å blande den svake syreløsningen med natriumsulfid og nevnte trinn med å blande den svake syre-løsningen med natriumditionitt videre tillater utfelling av ytterligere spor-elementer fra den svake syreløsningen.

6. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor den svake syreløsningen har en temperatur i området på omtrent 10 til 80°C.

7. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor den svake syreløsningen har en pH i området på omtrent 1 til 6.

8. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor den svake syreløsningen inneholder omtrent 0 til 50 g/l svovelsyre.

9. Fremgangsmåte ifølge krav 2, hvor den svake syren har et faststoffinnhold på omtrent 0 til 10 g/l.

10. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den svake syreløsning resulterer fra vasking av gasser dannet ved røsting av sink-kalsin for å fremstille svovelsyre, idet fremgangsmåten omfatter trinnene: å blande den svake syreløsningen med natriumsulfid, å blande den svake syreløsningen med natriumditionitt, og å filtrere den svake syreløsningen.

11. Fremgangsmåte ifølge krav 10, som videre omfatter trinnene: å filtrere kalsin fra den svake syreløsningen, å filtrere kvikksølv- og selenfaststoffer fra den svake syreløsningen, og å sende den behandlede, svake syreløsningen til effluents-behandling.

12. Fremgangsmåte ifølge krav 1, hvor den svake syreløsningen er en sur vas-keløsning, benyttet til å vaske urenheter fra gass dannet ved røsting av sink-kalsin, som omfatter trinnene: å behandle løsningen med natriumsulfid for å utfelle en første porsjon av selenet, å behandle den natriumsulfid-behandlede løsningen med natriumditionitt for å utfelle en andre porsjon av selen, og å filtrere den natriumditionitt-behandlede løsningen for å produsere en kake som inneholder de utfelte første og andre porsjoner av selen.