PL219893B1

PL219893B1 - Sposób ługowania odpadowych surowców ołowiowych i ołowiowo-cynkowych

Info

Publication number: PL219893B1
Application number: PL397332A
Authority: PL
Inventors: Ryszard Chamer; Ewa Szydłowska-Braszak; Zygmunt Kurek
Original assignee: Inst Metali Nieżelaznych
Priority date: 2011-12-12
Filing date: 2011-12-12
Publication date: 2015-07-31
Also published as: PL397332A1

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest sposób ługowania odpadowych surowców ołowiowych i ołowiowocynkowych, zwłaszcza otrzymywanych w technologii pirometalurgicznego odzyskiwania ołowiu z polimetaficznych odpadów i surowców wtórnych, pochodzących z hutnictwa miedzi.

Znany sposób ługowania odpadowych surowców ołowiowych i ołowiowo-cynkowych polega na tym, że odpadowe surowce w postaci pyłów wychwyconych z procesu odzyskiwania ołowiu z odpadowych surowców ołowionośnych w piecu obrotowo-wahadłowym i pyłów z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym oraz w postaci szlamów z mokrego odpylania gazów z procesu topienia koncentratów miedzi w piecu szybowym, wprowadza się porcjami do, wyposażonego w mieszadło, ługownika napełnionego wodą o temperaturze 25 - 35°C, ciągle mieszając. Do otrzymanej zawiesiny pyłowo-wodnej, do strefy pod mieszadłem, wprowadza się, pod ciśnieniem 30 - 50 kPa, czynnik utleniający, najlepiej powietrze. Równocześnie do zawiesiny pyłowo-wodnej wprowadza się porcjami czynnik ługujący w postaci kwasu siarkowego 96%. Zawartość ługownika podgrzewa się do temperatury 40 - 60°C. Prowadzi się operację ługowania kontrolując odczyn chemiczny zawiesiny. Po ustabilizowaniu pH zawiesiny pyłowo-wodnej na poziomie 3,5 4,5 kończy się operację ługowania.

Zawartość ługownika filtruje się. Otrzymuje się osad w postaci koncentratu ołowionośnego, który wyprowadza się z procesu oraz roztwór pofiltracyjny, który poddaje się dalszemu przetwarzaniu.

Celem wynalazku jest bezodpadowe zagospodarowanie odpadowych kwaśnych roztworów, zwłaszcza odpadowego elektrolitu kwasu siarkowego, pochodzącego ze zużytych i wybrakowanych akumulatorów oraz odpadowych kwaśnych roztworów powstających w hutnictwie miedzi.

Sposób ługowania odpadowych surowców ołowiowych i ołowiowo-cynkowych według wynalazku charakteryzuje się tym, że jako odpadowe surowce ołowiowo-cynkowe wprowadza się dodatkowo osady pofiltracyjne z procesu przetwarzania metodą chemiczną pyłów cynkowo-ołowiowych z hutnictwa miedzi, o wilgotności 20 - 25%, zawierające 33 - 40% Pb, 10 - 18% Zn, 12 - 18% Cl i 0,2 - 5% As. Jako czynnik ługujący stosuje się odpadowy elektrolit kwasu siarkowego, zawierający 19 - 24% H₂SO₄, 2 - 8% części stałych w postaci składników pasty ołowiowej 1 - 5% rozdrobnionych przekładek polietylenowych, otrzymany z procesu mechanicznego przetwarzania zużytych i wybrakowanych akumulatorów. Ponadto jako czynnik ługujący stosuje się, dodatkowo albo zamiennie, odpadowe kwaśne roztwory powstające w hutnictwie miedzi, najlepiej roztwór płuczkowy z procesu przemywania gazów technologicznych, powstających w produkcji kwasu siarkowego, o zawartości 35 - 55% H2SO4, zanieczyszczony ołowiem i arsenem.

Przy jednoczesnym stosowaniu obydwu czynników ługujących, ilość odpadowego elektrolitu kwasu siarkowego, otrzymanego z procesu mechanicznego przetwarzania zużytych i wybrakowanych akumulatorów, do ilości odpadowych kwaśnych roztworów powstających w hutnictwie miedzi kształtuje się w proporcjach od 10 : 1 do 1 : 10.

Osady pofiltracyjne z procesu przetwarzania metodą chemiczną pyłów cynkowo-ołowiowych z hutnictwa miedzi wprowadza się w ilości 1 części masowej w masie suchej na 1 - 10 części masowych łącznej ilości pyłów w masie suchej.

Proporcje fazy ciekłej do fazy stałej zawartości ługownika kształtuje się w zakresie od 2 : 1 do 3 : 1.

Opisany zestaw środków technicznych, przy zachowaniu żądanej jakości produktów końcowych w postaci koncentratu ołowionośnego i roztworu pofiltracyjnego, pozwala na bezodpadowe zagospodarowanie kwaśnych roztworów, szczególnie odpadowego elektrolitu kwasu siarkowego ze zużytych i wybrakowanych akumulatorów, bez konieczności wykonywania jakichkolwiek dodatkowych operacji wstępnych przed wprowadzeniem ich do ługownika. Wykorzystanie elektrolitu kwasu siarkowego ze zużytych i wybrakowanych akumulatorów ma ważne znaczenie dla środowiska naturalnego, bowiem dotychczas, jako produkt niebezpieczny poddawany był neutralizacji. Produkty poneutralizacyjne w postaci roztworów wodnych, ze względu na ich postać fizyczną i skład chemiczny, były nieprzydatne do bezpośredniego zastosowania jako wyroby użyteczne. Natomiast produkt poneutralizacyjny w postaci uwodnionego osadu gipsowego, ze względu na duże zanieczyszczenie metalem ciężkim w postaci ołowiu, nie nadawał się do wykorzystania przy produkcji materiałów wiążących stosowanych w budownictwie, i jako produkt odpadowy był składowany. Otrzymany produkt ługowania w postaci koncentratu ołowionośnego stanowi wysoko wartościowy surowiec, wzbogacający w ołów mieszaniny wsadowe, w procesie wytapiania ołowiu w piecu obrotowo-wahadłowym.

PL 219 893 B1

Otrzymywany, w procesie ługowania sposobem według wynalazku, roztwór pofiltracyjny o stężeniu 20 - 80 g/l Zn, stanowi surowiec do pozyskania produktu handlowego w postaci związków cynku.

Zastosowanie odpadowych kwaśnych roztworów, jako czynnika ługującego w procesie ługowania sposobem według wynalazku, zmniejsza zużycie wody o 40 - 60% w jednym cyklu technologicznym.

Wynalazek został objaśniony w poniższym przykładzie wykonania.

₃

P r z y k ł a d. Ługownik o pojemności całkowitej 25 m , zaopatrzony w mieszadło mechanicz₃ ne, napełnia się wodą w ilości 9 m³. Wodę miesza się i do ługownika wprowadza się, porcjami o wielkości 0,25 Mg, pyły z procesu odzyskiwania ołowiu w piecu obrotowo-wahadłowym z odpadowych surowców ołowiowych i ołowiowo-cynkowych oraz pyły z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym, w łącznej ilości 5,0 Mg w masie suchej, zawierające 33,20% Pb, 12,50% Zn, 2,50% As, 14,80% Cl, 10,80% S, 12,50% Na + K. Ponadto do ługownika wprowadza się 1,0 Mg w masie suchej osadów pofiltracyjnych z procesu przetwarzania metodą chemiczną pyłów cynkowo-ołowiowych z hutnictwa miedzi, o wilgotności 24,5%, zawierających 35,10% Pb, 14,30% Zn, 16,40% Cl i 0,25% As.

Do otrzymanej zawiesiny pyłowo-wodnej, do strefy pod mieszadłem, dodaje się porcjami, w równych częściach masowych, odpadowy elektrolit kwasu siarkowego, otrzymany z procesu mechanicznego przetwarzania zużytych i wybrakowanych akumulatorów, zawierający 20,50% H2SO4, 5,00% składników pasty ołowiowej i 3,00% rozdrobnionych przekładek polietylenowych oraz roztwór płuczkowy z procesu przemywania gazów technologicznych, wychwyty wdanych w produkcji kwasu siarkowego, zawierający 45,50% H2SO4, zanieczyszczony ołowiem i arsenem. Zawartość ługownika podgrzewa się do temperatury 60°C. Kontroluje się odczyn chemiczny zawiesiny i, po ustabilizowaniu pH na poziomie 3,5, kończy się operację ługowania. Zawartość ługownika, mieszając, kieruje się do prasy filtracyjnej i poddaje filtrowaniu.

Otrzymuje się 4,30 Mg osadu w masie suchej, o wilgotności 30%, który stanowi koncentrat ołowionośny, zawierający 44,40% Pb, 3,20% Zn, 4,50% Cl, 3,00% Na + K. Osad wyprowadza się z pro₃ cesu. Otrzymuje się również 16,0 m³ roztworu pofiltracyjnego o pH 3,5, zawierającego 39,4 g/l Zn i 44,4g/l Cl. Roztwór pofiltracyjny poddaje się dalszemu przetwarzaniu w celu odzyskania cynku.

Uzysk ołowiu, zawartego w koncentracie ołowionośnym, wynosi 95%.

₃

Zużycie wody w jednym cyklu produkcyjnym wynosi 9 m³, co stanowi 50% zużycia w porównaniu z technologią, opartą na stosowaniu jako czynnika ługującego kwasu siarkowego 96%.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób ługowania odpadowych surowców ołowiowych i ołowiowo-cynkowych, w którym odpadowe surowce ołowiowe i ołowiowo-cynkowe w postaci pyłów z procesu odzyskiwania ołowiu w piecu obrotowo-wahadłowym z odpadowych surowców ołowionośnych z hutnictwa miedzi i pyłów z procesu odmiedziowania żużla zawiesinowego w piecu elektrycznym wprowadza się porcjami do, wyposażonego w mieszadło, ługownika napełnionego wodą ciągle mieszając, do otrzymanej zawiesiny pyłowo-wodnej, do strefy pod mieszadłem, dodaje się porcjami czynnik ługujący, zawartość ługownika podgrzewa się do temperatury 40 - 60°C i prowadzi się operację ługowania do uzyskania pH zawiesiny pyłowo-wodnej w wysokości 3,5 - 4,5, po czym zawartość ługownika filtruje się, otrzymany osad w postaci koncentratu ołowionośnego wyprowadza się z procesu, a roztwór pofiltracyjny poddaje się dalszemu przetwarzaniu, znamienny tym, że jako odpadowe surowce ołowionośne wprowadza się dodatkowo osady pofiltracyjne z procesu przetwarzania metodą chemiczną pyłów cynkowoołowiowych z hutnictwa miedzi, o wilgotności 20 - 25%, zawierające 33 - 40% Pb, 10 - 18% Zn, 12-18% Cl i 0,2 - 0,5% As, natomiast jako czynnik ługujący stosuje się odpadowy elektrolit kwasu siarkowego, zawierający 19 - 24% H2SO4, 2 - 8% części stałych w postaci składników pasty ołowiowej i 1 - 5% rozdrobnionych przekładek polietylenowych, pozyskany z procesu mechanicznego przetwarzania zużytych i wybrakowanych akumulatorów i/lub odpadowe kwaśne roztwory powstające w hutnictwie miedzi, korzystnie roztwór płuczkowy z procesu przemywania gazów technologicznych wychwytywanych w produkcji kwasu siarkowego, zawierający 35 - 55% H2SO4, zanieczyszczony ołowiem i arsenem, przy czym ilość odpadowego elektrolitu kwasu siarkowego, otrzymanego z procesu przetwarzania zużytych i wybrakowanych akumulatorów, do ilości odpadowych kwaśnych roztworów powstających w hutnictwie miedzi kształtuje się w proporcjach od 10 : 1 do 1 : 10.

PL 219 893 B1
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że osady pofiltracyjne z procesu przetwarzania metodą chemiczną pyłów cynkowo-ołowiowych z hutnictwa miedzi wprowadza się w ilości 1 części masowej w masie suchej na 1 - 10 części masowych łącznej ilości pyłów w masie suchej.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że proporcje fazy ciekłej do fazy stałej zawartości ługownika kształtują się w zakresie od 2 : 1 do 3 : 1.