Sposób oczyszczania roztworu siarczanu cynku Przedmiotem wynalazku jest sposób oczyszcza¬ nia roztworu siarczanu cynku zawierajacego zela¬ zo, obejmujacy kolejno stracanie zelaza przy war¬ tosci pH mniejszej od 4, w postaci zasadowego siarczanu, jarozytu lub getytu, dekantacje tak otrzymanego szlamu i filtracje cieczy splywajacej dolem, a pochodzacej z dekantacji.Okreslenie „ciecz splywajaca dolem", w przeci¬ wienstwie do okreslenia „ciecz splywajaca góra", zostalo uzyte w niniejszym opisie dla oznaczenia stosunkowo plynnego szlamu, który tworzy sie pod¬ czas dekantacji, i jest usuwany z dolnej czesci osadnika.Sposób wytwarzania czystych roztworów siarcza¬ nu cynku, szczególnie dla elektrolizy cynlfu, obej¬ muje dzialanie kwasem siarkowym na prazone mi¬ neraly cynkowe. Otrzymany roztwór doprowadza sie do pil = 4—5?5, stosujac nadmiar prazonego mi¬ neralu cynku. Nastepnie, po dekantacji i filtracji, otrzymuje sie roztwór siarczanu cynku zawieraja¬ cy bardzo malo zelaza oraz znaczna pozostalosc ciala stalego, zawierajacego prawie cala ilosc ze¬ laza i dosc znaczna ilosc cynku.Dotychczas proponowano wiele sposobów wydzie¬ lenia jak najwiekszej ilosci cynku zawartego w stalej pozostalosci.Jeden ze znanych sposobów polega na powtór¬ nym dzialaniu kwasem siarkowym na stala pozo stalosc. Z tak otrzymanego szlamu wydziela sie 10 15 25 30 pozostalosc bogata w olów. Zelazo w roztworze utlenia sie i zobojetnia prazonymi lub doprazony- mi mineralami cynkowymi lub tez tlenkami czy wodorotlenkami cynku, az do osiagniecia pH = 1—4, tak aby zelazo wytracalo sie w postaci zasadowego siarczanu zelaza.W innym ze znanych sposobów postepuje sie analogicznie lecz w obecnosci jonów alkalicznych, takich jak Na+, K+, NH./.+, w ilosci wystar¬ czajacej do wytracenia pochodnych zasadowego siarczanu zelaza, stanowiacych zwiazki typu KFe{(SOi)2(OH)(i.W jeszcze innym ze znanych sposobów dziala sie kwasem siarkowym na stala pozostalosc, od¬ dziela olów, redukuje zelazo do postaci Fe+2 przez dodanie rodzimej blendy, oddziela otrzymana pozo¬ stalosc, nastepnie straca sie zelazo przez polaczone dzialanie powietrza lub tlenu i prazonych minera¬ lów cynkowych lub innych tlenków cynku, pod postacia getyt u FeO(OH) zmieszanego zreszta z jaro- zytem i zasadowymi siarczanami. Wszystkie te osa¬ dy soli zelaza, zawierajace prawie calkowita ilosc zelaza z mineralów cynkowych poddawanych ob¬ róbce, otrzymuje sie przy wartosciach pH wystar¬ czajaco kwasowych, mniejszych niz 4, aby zapobiec wytracaniu sie cynku i miedzi, zawartych w roz¬ tworze powstalym po dzialaniu kwasu siarkowego na stale pozostalosci. Jednakze wartosc pH powin¬ na byc dostatecznie duza, aby umozliwic zdecydo¬ wane oddzielenie zelaza polaczone z wytraceniem75 659 3 4 szkodliwych pierwiastków, takich jak arsen, anty¬ mon, cyna itd.Wada znanych* sposobów jest to, ze otrzymane osady soli zelaza zawieraja w dalszym ciagu pew¬ na ilosc cynku, co wplywa zasadniczo na wydaj¬ nosc operneji oczyszczania mierzona iloscia odzy¬ skanego cynku.W sposobach znanych prowadzi sie oddzielanie osadu zwiazków zelaza od roztworu o pH = 1—4 poprzez podwójna dekantacje i filtracje. Dekantuje sie powstaly szlam, filtruje sie ciecz splywajaca dolem z osadnika na filtrze bebnowym, przepro¬ wadzajac ewentualnie przemywanie na filtrze, roz- pastowuje sie otrzymany placek filtracyjny woda z przemywania, dekantuje nowo powstaly szlam i ponownie filtruje ciecz splywajaca dolem z osad¬ nika. Placek otrzymany po ostatniej filtracji usu¬ wa sie zazwyczaj jako odpad.Opisany sposób postepowania przy oddzielaniu cieczy od ciala stalego jest tradycyjnym w prze¬ mysle elektrolizy cynku. Jest on usprawiedliwiony faktem trudnej filtracji, a uprzednia dekantacja szlamu, skoagulowanego zreszta pod dzialaniem koagulantów, ulatwia znakomicie prace filtra, za¬ pewniajac jednoczesnie wyplyw cieczy bez zawar¬ tosci ciala stalego. Ponadto, z uwagi na malo sku¬ teczne przemywanie na filtrach bebnowych, nale¬ zy stosowac rozpastowanie placka i ponowna fil¬ tracje.Celem wynalazku jest opracowanie sposobu od¬ dzielania osadu zwiazków zelaza, pozwalajacego zwiekszyc wydajnosc cynku i miedzi.Dlatego tez sposób wedlug wynalazku obejmuje filtracje cieczy, splywajacej dolem po dekantacji wspomnianego osadu soli zelaza, na filtrze ciaglym o plaskiej powierzchni poziomej, a nastepnie prze¬ mywanie placka na tym filtrze az do usuniecia z niego pierwiastków rozpuszczalnych.Korzystnie jest prowadzic filtracje dolnego od¬ cieku na filtrze ciaglym o plaskiej powierzchni fil¬ tracji i przemywac na tym filtrze otrzymany pla¬ cek wielokrotnie w przeciwpradzie stosujac zawra¬ canie roztworu przemywajacego placek filtracyjny.Inne szczególy i specyficzne cechy sposobu we¬ dlug wynalazku wynikaja z opisu podanego dalej jako ilustracja nie ograniczajaca zakresu wynalaz¬ ku. Dalszy opis zawiera tez liczne szczególy tech¬ niczne i okreslony przyklad zastosowania sposobu wedlug wynalazku.Sposób wedlug wynalazku polega zasadniczo na zastosowaniu gwaltownego i bardzo skutecznego przemywania placka otrzymanego podczas filtracji dolnego odcieku z osadnika, po dekantacji szlamu wytraconych soli zelaza.Zgodnie ze sposobem wedlug wynalazku, zasta¬ pienie filtracji, rozpastowania i ponownej filtracji placka otrzymanego podczas pierwszej filtracji, przez stosunkowo energiczna filtracje i przemywa¬ nie na filtrze ciaglym o powierzchni poziomej pro¬ wadzi do uzyskania wydajnosci cynku i miedzi przekraczajacej najbardziej optymistyczne przewi¬ dywania.Stosujac sposób wedlug wynalazku mozna bylo oczekiwac zwiekszenia zawartosci cynku rozpusz¬ czalnego w wodzie, w porównaniu do sposobów znanych, opierajac sie na dobrej sprawnosci prze¬ mywania na filtrach ciaglych o powierzchni pla¬ skiej.Jednakze stwierdza sie równoczesnie, ze zawar¬ tosc cynku nierozpuszczalnego w wodzie, uzyska¬ na przy stosowaniu sposobu wedlug wynalazku, jak równiez miedzi nierozpuszczalnej w wodzie jest znacznie nizsza od wartosci uzyskiwanych w sposobach znanych. Fakt ten jest z pewnoscia za¬ skakujacy, gdyz zawartosc nierozpuszczalnego cyn¬ ku i miedzi powinna byc zwykle jednakowa po jednakowej operacji wytracania i nie powinna za¬ lezec od sposobu oddzielania ciala stalego od cie¬ czy.Te dosc nieoczekiwane wyniki moznaby wyjasnic tym, ze podczas stosowania klasycznego sposobu oddzielania ciala stalego od cieczy rozpastowanie w wodzie placka z pierwszej filtracji powoduje hy¬ drolize siarczanu cynku i miedzi i zapoczatkowuje wytracanie tych pierwiastków w postaci zasadowe¬ go siarczanu. Wytracanie to jest procesem powol¬ nym i moze zachodzic podczas dlugiego czasu prze¬ bywania w osadniku. Sposób wedlug wynalazku omija te przeszkode dzieki predkosci operacji prze¬ mywania, które powoduja usuniecie z placka roz¬ puszczalnego cynku i miedzi zanim nastapi ich hy¬ droliza prowadzaca do powstania nierozpuszczalne¬ go zasadowego siarczanu.Mozna oczywiscie, stosujac znane sposoby, prze¬ szkodzic wspomnianemu wytracaniu cynku i mie¬ dzi prowadzac proces badz przy dostatecznie duzej wartosci poczatkowej pH badz tez dodajac kwas razem z woda do rozpastowania. Jednakze wówczas powstaje mozliwosc badz niecalkowitego wytrace¬ nia badz tez pozostawienia w roztworze bardzo klopotliwych zanieczyszczen, takich jak zelazo, ar¬ sen i antymon, których usuniecie jest konieczne.Dla objasnienia zalet sposobu wedlug wynalazku w stosunku do sposobów znanych, podaje sie po¬ równanie wyników uzyskanych przy stosowaniu obydwu sposobów dla jednakowego mineralu cyn¬ kowego.Szlam pozostalosci zelaza, to jest dolny odciek z osadnika, otrzymany znanym sposobem, ma na¬ stepujacy sklad: Roztwór — 160 g/litr cynku 1 g/litr zelaza 0,4 g/litr miedzi pH = 2,5 Cialo stale — 350—400 g/litr Znany sposób filtracji, rozpastowania, ponownej filtracji daje nastepujaca pozostalosc zelaza: Wilgoc — 40% Sucha masa — 30% zelaza 12% siarki 0,6% cynku rozpuszczalnego w wo¬ dzie 2,3% cynku nierozpuszczalnego w wodzie 0,2% miedzi Sposób wedlug wynalazku: filtracja, przemywa¬ lo 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6075 659 5 6 nie na plaskim filtrze poziomym daje nastepujace wyniki: Wilgoc — 40% Sucha masa — 30% zelaza 12% siarki 0,2% cynku rozpuszczalnego w wodzie 0,6% cynku nierozpuszczalnego w wodzie 0,05% miedzi.Laczna zawartosc cynku zmniejsza sie wiec o 2,9—0,8 = 2,1%.Dla mineralu zawierajacego 12% zelaza wobec 56% cynku wplyw stosowania sposobu wedlug wynalazku na wydajnosc cynku jest rzedu 12 X 2,1/56 X 0,3 = 1,5%. Straty miedzi zmniejsza¬ ja sie o 75%. Ilosc wody do przemywania byla jednakowa w obu przypadkach, co zapewnia poró¬ wnywalnosc wyników.Filtry o plaskiej powierzchni poziomej, stosowa¬ ne jako najbardziej przydatne w sposobie wedlug wynalazku, umozliwiaja no ogól proste przemyy/a¬ nie woda lub wielokrotne przemywanie w prze- ciwpradzie, zawracajac roztwór przemywajacy pla¬ cek filtracyjny. Przemywania te sa bardzo skutecz¬ ne i pozwalaja osiagnac zwykle wydajnosci 99% i wieksze, biorac pod uwage odzyskiwanie pier¬ wiastków rozpuszczalnych zawartych w szlamie.Filtry ciagle o plaskiej powierzchni poziomej opi¬ sano i pokazano w czasopismie „Industrie und Technik+ maschinenwelt" (Heft 1/1959), (fig. 5, 7, 5 8, 9).Zakres wynalazku nie ogranicza sie oczywiscie do opisanych sposobów realizacji i szereg odmian sposobu wchodzi w zakres niniejszego wynalazku. PL PL