PL66981B3 - - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest sposób odzyskiwania metali z roztworów odpadowych, zwlaszcza cynku z elektrolitu odpadowego elektro¬ lizy cynku w którym odzyskuje sie z kwasnych roztworów siarczan cynkowy i siarczany innych metali na drodze hydrometalurgicznej dzialaniem stezonego kwasu siarkowego cyrkulujacego w obie¬ gu fabryki kwasu siarkowego pracujacej metoda nitrozowa a nastepnie uzyskane szlamy przerabia sie na drodze pirometalurgicznej. Wynalazek do¬ tyczy takze urzadzenia — zbiornika sedymentacyj¬ nego sluzacego do oddzielania wysolonych siarcza¬ nów metali od roztworu kwasu siarkowego.Sposób prazenia koncentratów siarczkowych rud cynku wedlug patentu glównego polega na tym, ze koncentrat siarczkowej rudy cynku miesza sie z iloscia okolo l°/o wagowym lub powyzej tej gra¬ nicy szlamów zawierajacych siarczan cynkowy.Szlamy powstaja przez odzysk pylów z gazów pra¬ zalniczych w instalacjach odpylajacych gazy pra¬ zalnicze metoda mokra na przyklad przed fabryka kwasu siarkowego albo w czasie przerobu gazów 10 15 prazalniczych na kwas siarkowy metoda nitrozowa.Nadmiar zawierajacy szlamy nadaje sie lejem zsy¬ powym do warstwy gestej pieca fluidyzacyjnego w której utrzymuje sie temperature w granicach okolo 980°C, przy czym w celu szybszego obnizenia wzrastajacej temperatury w warstwie fluidalnej do koncentratu siarczkowej rudy cynku kierowanej do pieca fluidyzacyjnego dodaje sie porcjami szlamy zawierajace glównie siarczan cynku.Niedogodnoscia sposobu 'Odzyskiwania metali we¬ dlug patentu glównego jest glównie fakt, ze odzy¬ skuje sie cynk jedynie ze szlamów zawierajacych siarczan cynkowy wT procesie prazenia w piecu fluidyzacyjnym. Sposób ten nie umozliwia skutecz¬ nego odzysku cynku z roztworów odpadowych a glównie z elektrolitu odpadowego z elektrolizy cynku w przypadku skierowania go nawet bezpo¬ srednio do warstwy gestej pieca fluidyzacyjnego, poniewaz wydobywajaca sie para wodna utrudnia odpylanie gazów prazalniczych, zwlaszcza w odpy- laczach suchych z uwagi na znaczne podwyzszenie sie temperatury, w którym wydziela sie para z ga¬ zów prazalniczych.Znany sposób odzysku cynku z roztworów odpa¬ dowych zawierajacych siarczan cynkowy a zwlasz¬ cza z elektrolitu odpadowego z elektrolizy cynku — w postaci krystalicznego siarczanu cynkowego po¬ lega na tym, ze na odpadowy elektrolit dziala sie stezonym kwasem siarkowym. Stezony kwas siar¬ kowy powoduje wysolenie siarczanu cynkowego 6698166981 3 4 wskutek obnizenia rozpuszczalnosci Zn SO4 w obec¬ nosci jonów SO42—.Niedogodnoscia tego sposobu jest przewaznie otrzymywanie siarczanu cynkowego o niskiej ja¬ kosci, poniewaz roztwory odpadowe zawieraja takze siarczany innych metali, które takze ulegaja wysoleniu w obecnosci jonów SO42—. Sposób ten nie umozliwia takze odzysku kwasu siarkowego.Celem wynalazku jest usuniecie lub co 'najmniej zmniejszenie niedogodnosci w procesie odzyskiwa¬ nia metali z elektrolitu odpadowego z elektrolizy cynku. Aby osiagnac ten cel wytyczono sobie za¬ danie opracowania sposobu odzyskiwania metali z elektrolitu odpadowego z równoczesnym odzyski¬ waniem kwasu siarkowego.Zadanie wytyczane w celu usuniecia podanych niedogodnosci zostalo rozwiazane w ten sposób, ze elektrolit odpadowy z elektrolizy cynku lub inne kwasne roztwory odpadowe zawierajace kwas siar¬ kowy i siarczany cynku oraz olowiu i innych me¬ tali miesza sie najkorzystniej z kwasem siarko¬ wym o zawartosci okolo 75°/o wagowych H2SO4 loraz od 2 do 3% wagowydh mitozy i o tempera¬ turze okolo 50°C w stosunku objetosciowym sred¬ nio jak 1,2 :50 lub oddzielnie powyzsze skladniki kieruje sie na wieze denitracyjna przez która prze¬ plywa przewaznie w przeciwpradzie gaz prazalni- czy zawierajacy S02 o temperaturze od 120 do 140°C. Jednoczesnie w czasie mieszania skladników usuwa sie w sposób ciagly ze zbiornika sedymen¬ tacyjnego gdzie dokonuje sie proces mieszania wy¬ tracone szlamy zawierajace glównie siarczan cyn¬ kowy oraz podobnie ze zbiornika przelotowego do którego splywa kwas siarkowy z wiezy denitra- cyjnej.Okresowo usuwa sie takze szlam gdzie chlodzi sie kwas 'siarkowy do 40 °C. Uzyskane szlamy pod¬ daje sie utleniajacemu prazeniu znanym sposobem a z kolei tlenkowe zwiazki cynku oraz innych me¬ tali odzyskuje sie najkorzystniej na drodze pirome- talurgicznej.Wytyczone zadanie rozwiazuje takze zbiornik se¬ dymentacyjny usytuowany obok wiezy denitracyj¬ nej lub nad ta wieza. Zbiornik ten sklada sie ze skrzyni najkorzystniej w ksztalcie trapezu w prze¬ kroju podluznym o podluznych bokach usytuowa¬ nych pod katem ostrym do poziomu. Skrzynia za¬ opatrzona jest u podstawy w koryto usytuowane pod katem ostrym do poziomu w którym usytuo¬ wany jest pelnozwojowy slimak wystajacy poza pionowa boczna sciane skrzyni, przy czym wylot koryta jest usytuowany powyzej poziomu medium plynnego w skrzyni a pod wylotem jest zainstalo¬ wany zbiornik szlamu polaczony rozlacznie ze skrzynia.Sposób odzyskiwania metali z roztworów odpa¬ dowych, zwlaszcza cynku z elektrolitu odpadowego elektrolizy cynku wedlug wynalazku nieoczekiwa¬ nie umozliwia w procesie wysolenia odzysk siar¬ czanów metali i prawie ze do 100% odzysk kwasu siarkowego z elektrolitu odpadowego. Efekt ten osiaga sie dzieki temu, ze zamiast wody do zrasza- -nia wiezy denitracyjnej kieruje sie odpadowy elek¬ trolit lub uininy odpadowy roztwór. Mieszanie nato¬ miast elektrolitu odpadowego ze stezonym kwialsem siarkowym najkorzystniej w powiazaniu z pro¬ dukcja kwasu siarkowego metoda nitrozowa umoz¬ liwia odzysk cynku do 90°/o wagowych lub nawet powyzej tej granicy. 5 Przedmiot wynalazku jest przedstawiony w przy¬ kladzie wykonanym na rysunku na którym sche¬ matycznie przedstawiono zbiornik sedymentacyjny do wydzielania szlamu powstajacego ze zmieszania stezonego kwasu siarkowego i odpadowego elektro¬ litu z elektrolizy cynku w przekroju podluznym.Jak uwidoczniono na rysunku zbiornik sedymen¬ tacyjny stanowi szczelnie izamknieta skrzynia 1 stanowiaca w przekroju podluznym trapez o bo¬ kach usytuowanych pod katem ostrym do pozio¬ mu, zaopatrzona u podstawy w koryto 2 usytuowa¬ ne pod katem ostrym do poziomu, w którym usy¬ tuowany jest pelnozwojowy slimak 3, wystajacy swoja górna czescia pozia pionowa boczna sciane skrzyni 1. Wylot 4 koryta 2 jest powyzej poziomu roztworu kwasu siarkowego w skrzyni 1 i pod wy¬ lotem 4 usytuowany jest zbiornik szlamów 5 po¬ laczony rozlacznie ze skrzynia 1. Skrzynia 1 za¬ opatrzona jest w usytuowany pod lustrem kwasu przewód 6 do deSkaotacji kwaisu siarkowego.Sposób odzyskiwania metali z roztworów odpa- dowyah zwlaszcza cynku z elektrolitu odpadowego elektrolizy cynku polega na tym, ze kwas siarkowy otrzymany z wiez absorpcyjnych fabryki kwasu siarkowego pracujacej metoda nitrozowa o zawar¬ tosci okolo 75% wagowych H2SO4 oraz od 2 do 3°/o wagowych nitrozy o temperaturze okolo 50 °C mie¬ sza sie w oddzielnym zbiorniku sedymentacyjnym przed wieza denitracyjna z odpadowym elektroli¬ tem zawierajacym okolo 200 g na litr H2SÓ4, cynku okolo 20 g na litr, magnezu okolo 30 g na litr i inne metale w postaci siarczanów — w stosunku objetosciowym srednik) okolo 50^1^2. Nastepnie uzy¬ skana mieszanine kieruje sie na wieze denitracyjna przez która przeplywaja gazy prazalnicze zawiera¬ jace okolo 6% wagowych S02 w temperaturze od 120 do 140 °C.W czasie mieszania kwasu siarkowego i odpado¬ wego elektrolitu nastepuje wysolenie siarczanów cynku i magnezu w postaci szlamu, który w sposób ciagly usuwa sie z dna zbiornika sedymentacyjnego slimakiem poprzez wylot koryta do zbiornika szla¬ mów. W wiezy denitracyjnej natomiast tworzy sie kwas siairkowy o stezeniu okolo 75% wagowych H2S04 o temperaturze od Ii20 do 140 °C i wyplywa z dna wiezy denitracyjnej do zbiornika przeloto¬ wego w którym nastepuje kolejne wytracenie siar¬ czanów cynku i magnezu z uwagi na zwiekszenie stezenia H2SO4 i podwyzszenie jego temperatury.Ze zbiornika przelotowego w sposób ciagly podob¬ nie jak ze zbiornika sedymentacyjnego usuwa sie szlam zlozony glównie z siarczanu cynkowego, po czym oddzielony od szlamu kwas siarkowy kieruje sie na chlodnice gdzie obniza sie jego temperature do 40°C.Uzyskany kwas siarkowy kieruje sie do zrasza¬ nia wiez absorpcyjnych badz na magazyn do zbiorników kwasu siarkowego. Uzyskany kwas siarkowy o ciezarze wlasciwym 1,67 g/cm3 zawiera okolo 75% wagowych H2SO4 oraz srednio naste¬ pujace zanieczyszczenie w procentach wagowych: 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 /66981 N203 — 0,010%, Pb — 0,001ll»/o, Fe — 0,015%, Zn — 0,029%, CaO — 0,0042%, MgO — 0,0038%, As — 0,001 T°/o. Uzyskany natomiast szlam posiada od 20 do 45% wagowych cynku. Odzysk cynku z elek¬ trolitu wynosi do 90% wagowych Zn lub powyzej tej granicy.Uzyskane szlamy w ilosci okolo 1% wagowego luib powyzej tej granicy miesza sie z konoentraftem siarczkowej rudy cynku, po czym namiar nadaje sie lejem zasypowym do warstwy gestej pieca fluidyzacyjnego w któraj utrzymuje sie tempera¬ ture w granicach okolo 980°C. W piecu fluidyza¬ cyjnym nastepuje rozklad siarczanów metali, przy czym powstale tlenlki cynku, olowiu i innych me¬ tali w postaci prazonki stanowia produkt pieca fluidyzacyjnego a gazy prazalnicze po ich odpyle¬ niu sa przerabiane na kwas siarkowy. Prazonke i Pyly uzyskane w odpylniach najdogodniej po ich zgrudkowaniu prazy sie zwlaszcza na tasmach spiekalniczych, po czym kieruje sie do pieców hut¬ niczych w celu odzysku cynku oraz ewentualnie jednoczesnie olowiu.W ramach wynalazku przewiduje sie odmiany, uzupelndentia i ulepszenia. Przykladowo dio miesza¬ niny kwasu siarkowego i odpadowego elektrolitu dodaje sie znanego flokulatora w takich ilosciach, aby nastapila wyrazna koagulacja osadu (szlamu) i jego sedymentacja. Proces prazenia uzyskanych szlamów mozna prowadzic w piecach pólkowych lub tasmowych albo innych znanych prazakach.Zbiornik sedymentacyjny zamiast przenosnika sli¬ makowego moze byc wyposazony w przenosnik ku¬ belkowy lub inne znane przenosniki.W celu zwiekszenia natomiast odzysku cynku przed wieza denitracyjna korzystnie bedzie zawra¬ cac goracy kwas o temperaturze od 120 do 140 °C do zbiornika sedymentacyjnego lub podgrzewac zbiornik sedymentacyjny do tej temperatury. Pro¬ ces wytracania siarczanu cynku i innych metali mozna takze z powodzeniem prowadzic w innych wiezach fabryki kwasu siarkowego pracujacej me¬ toda nitrozowa pod warunkiem utrzymania steze¬ nia kwasu siarkowego na poziomie okolo 74% wa¬ gowych H2SO4 w zbiorniku sedymentacyjnym.Sposób odzyskiwania metali z roztworów odpa¬ dowych wedlug wynalazku moze 'byc z powodze¬ niem zastosowany nie tylko do roztworów kwa¬ snych zawierajacych kwas siarkowy, ale takze do innych roztworów zawierajacych inne kwasy lub zasady. 6 PL PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 10 15 1. Sposób odzyskiwania metali z roztworów od¬ padowych, zwlaszcza cynku z elektrolitu odpado¬ wego z elektrolizy cynku w którym uzyskane szla¬ my zawierajace siarczan cynkowy zgodnie z pa¬ tentem nr 53917 miesza sie z koncentratem siarcz¬ kowej rudy cynku a powstala mieszanke z kolei nadaje sie do warstwy gestej pieca fluidyzacyjnego i prazy sie w atmosferze utleniajacej,, znamienny tym, ze elektrolit odpadowy z elektrolizy cynku lub inne ikwiasne iroztwory odpadowe zawierajace kwas siarkowy i siarczany cynku oraz olowiu i innych metali miesza sie najkorzystniej z kwasem siar¬ kowym, o zawartosci okolo 75% wagowych H2S04 oraz od 2 do 3% wagowych nitrozy o temperaturze okolo 50°C w stosunku objetosciowym srednio jak 1,2:50 lub oddzielnie powyzsze skladniki kieruje 20 sie na wieze denitracyjna która przeplywa prze¬ waznie w przeciwpradzie gaz prazalniczy zawiera¬ jacy S02 o temperaturze od 120 do 140 °C, przy czym jednoczesnie w czasie mieszania usuwa sie w sposób ciagly ze zbiornika sedymentacyjnego 25 gdzie dokonuje sie proces mieszania skladników wy¬ tracone szlamy, które zawieraja glównie siarczan cynkowy oraz podobnie ze zbiornika przelotowego do którego wplywa kwas siarkowy z wiezy deni- tracyjnej i okresowo z chlodnic gdzie chlodzi sie kwas siarkowy do 40 °C, po czym uzyskane szlamy poddaje sie utleniajacemu prazeniu znanym spo¬ sobem a z kolei tlenkowe zwiazki cynku oraz in¬ nych metali odzyskuje sie najkorzystniej na drodze 35 pirometalurgicznej.

2. Urzadzenie do stosowania sposobu wedlug zastrz. 1, znamienne tym, ze zbiornik sedymenta¬ cyjny usytuowany obok wiezy denitracyjnej lub nad ta wieza sklada sie ze skrzyni (1) najkorzyst¬ niej w ksztalcie Itrapezoi w przekroju podluznym o podluznych bokach usytuowanych pod katem ostrym do poziomu, zaopatrzonej u podstawy w ko¬ ryto (2) usytuowane pod katem ostrym do poziomu 45 w którym usytuowany jest pelnozwojowy slimak (3) wystajacy poza pionowa boczna sciane skrzy¬ ni (1), przy czym wylot koryta (4) jest usytuowany powyzej poziomu medium plynnego w skrzyni (1), a pod wylotem (4) jest zainstalowany zbiornik szla- 50 mu (5) polaczony rozlacznie ze skrzynia (1). 30 40KI. 40a,25/06 66981 MKP C22b 25/06 KZG Nr 1, zam. 538/72 — 125 Cena zl 10.— PL PL