PL82561B2 - - Google Patents

Description

Pierwszenstwo: Zgloszenie ogloszono: 30.05.1973 Opis patentowy opublikowano: 31.12.1975 82561 KI- 40c, 1/00 MKP* C22d 1/00 ¦ * Twórcywynalazku: Zygmunt Morys, Jerzy Szulc, Jan Nosel# Franciszek Czuba, Antoni Król Uprawniony z patentu tymczasowego: Zaklady Cynkowe „Szopienice", Katowice (Polska) Sposób regulacji zawartosci manganu w roztworach obiegowych w zakladach elektrolizy cynku Przedmiotem wynalazku jest sposób regulacji zawartosci manganu w roztworach obiegowycii w zakladach elektrolizy cynku.W wodnym roztworze siarczanu cynku wystepuje mangan dwuwartosciowy w postaci siarczanu mangano¬ wego, który spelnia znaczna role w procesie anodowym. Zwiazek ten praktycznie nieszkodliwy w procesie katodowym, spelnia dodatnie zadanie w procesie anodowym.Wydzielajacy sie na anodzie olowianej tlen atomowy wedlug reakcji: ZnS04 + H20 = Zn + H2S04 + 202 wiazany jest przez jony manganu dwuwartosciowego, przy jednoczesnym utlenianiu tych jonów do manganu czterowartosciowego wedlug nastepujacych reakcji: 2MnS04 + 2202 + 3M20 = 2 HMn04 + 2H2S04 2HMn04 + 3MnS04 + 2H20 = 5Mn02 + 3H2S04 Reakcja ostatnia ma zasadnicze znaczenie praktyczne, gdyz dwutlenek manganu przez osadzenie sie na anodzie olowianej zabezpiecza ja przed korozja i przechodzeniem jonów olowiu do elektrolitu.Poza tym, dwutlenek manganu wiaze jony olowiu znajdujace sie w elektrolicie powodujac ich przejscie do szlamu, co ma decydujacy wplyw na jakosc cynku elektrolitycznego. Ponadto dostateczna ilosc siarczanu manganu zabezpiecza przed nadmiernym zakwaszeniem atmosfery w halach elektrolizy. Siarczan manganu bowiem wiaze wydzielajacy sie z powierzchni anody tlen co zapobiega gwaltownemu wydzielaniu sie pecherzy¬ ków tlenu i unoszeniu przez nie mgiel kwasu siarkowego. Stwierdzono w praktyce iz z opisanych wzgledów zawartosc siarczanu manganu wplynie oczyszczonym nie powinna byc nizsza od 2,0 g/dcm3 a najkorzystniej jest utrzymac zawartosc siarczanu manganu w granicach od 2 g/dcm3 do 4 g/dcm3.Podstawowym zródlem wzbogacania elektrolitu w mangan jest jego dodatek do procesu lugowania prazo¬ nych surowców cynkonosnych, celem utlenienia zelaza dwuwartosciowego wedlug reakcji: 2FeS04 + Mn02 + 2H2S04 = Fe2(S04)3 + MnS04 + 2H202 82 561 W wyniku tej reakcji zelazo dwuwartosciowe redukuje dwutlenek manganu ido roztworu mangan przechodzi w postaci siarczanu manganowego.W procesie tym, jak to wynika z podanej reakcji, ilosc manganu dwuwartosciowego przechodzacego do roztworu, zalezy wylacznie od zawartosci zelaza dwuwartosciowego w przerabianym prazonym surowcu cynkonosnym. W przypadku zatem przerobu surowców cynkonosnych o niskiej zawartosci zelaza dwuwartoscio¬ wego, maleje stezenie zelaza dwuwartosciowego w gestwie i równowaga manganu w obiegu plynowym elektroli¬ zy zostaje zachwiana.W procesie anodowym zachodzi bowiem utlenienie manganu dwuwartosciowego do manganu czterowartcs- ciowego a powstajacy szlam dwutlenku manganu czesciowo przylega do anody, czesciowo opada na dno wanny, pozostala zas jego czesc opuszcza srodowisko reakcji wraz z elektrolitem.W zwiazku z tym zachodzi koniecznosc stalego uzupelniania obiegu elektrolizy w sole manganu dwuwar¬ tosciowego.Znane i stosowane sa nastepujace sposoby uzupelniania obiegu w mangan: — poprzez dodatek piroluzytu lub szlamu manganowego do procesu lugowania celem utlenienia zelaza dwuwartosciowego zawartego w przerabianym prazonym surowcu cynkonosnym. — poprzez redukcje nadmiaru piroluzytu dodatkiem siarczanu zelazawego i cynku metalicznego w procesie lugowania grubych nierozpuszczonych frakcji wydzielonych z gestw po lugowaniu glównym. — poprzez rozpuszczanie zlomu zelaza w kwasie siarkowym i dozowanie otrzymanego w ten sposób roz¬ tworu siarczanu zelazawego do gestw w procesie lugowania prazonych surowców cynkonosnych.Przytoczone, znane metody nie zapewniaja jednak utrzymania stezenia manganu na wymaganym poziomie, nawet, w przypadku przerobu prazonych surowców cynkonosnych o wystarczajacej ilosci zelaza, co w konsek¬ wencji powoduje okresowe zaburzenia w procesie elektrolitycznego uzyskiwania cynku.Jeszcze wieksze trudnosci w prawidlowym prowadzeniu procesu elektrolizy cynku powstaja przy przerobie nisko zelazistych prazonych surowców cynkonosnych ze wzgledu na brak sposobu regulowania stezenia manganu dwuwartosciowego w obiegu niezaleznie od zawartosci zelaza dwuwartosciowego w przerabianym surowcu.Zachodzila zatem potrzeba opracowania sposobu regulacji zawartosci manganu w obiegu elektrolizy cynku niezaleznego od zawartosci zelaza dwuwartosciowego w przerabianym surowcu.Wytyczone zadanie zostalo rozwiazane w ten sposób, ze dwutlenek manganu zawarty w rudzie manganowej lub w szlamie manganowym z wanien elektrolitycznych przeprowadza sie w zwiazek chemiczny latwo rozpusz¬ czalny w kwasie siarkowym i tak otrzymany roztwór siarczanu manganu dozuje sie w wyliczonych ilosciach do obiegu.Redukcje dwutlenku manganowego do tlenku manganowego przeprowadza sie w plaskich pojemnikach redukcyjnych wykonanych z ceramicznego materialu karborundowego na wiazaniu azotkowym umieszczonych w piecu redukcyjnym. Zredukowana rude manganowa lub szlam manganowy luguje sie w kwasie siarkowym lub elektrolicie zwrotnym.W czasie prób nad wynalazkiem stwierdzono koniecznosc poddania otrzymanego roztworu procesowi oczyszczania od szkodliwych zanieczyszczen. Z tego wzgledu roztwór kieruje sie do obiegu glównego poprzez dozowanie proporcjonalnych ilosci do lugowników prazonych surowców cynkonosnych w czasie lugowania wykorzystujac w ten sposób reakcje hydrolitycznego wytracania zanieczyszczen grupy zelaza jak arsen, antymon i germa.i. Sposób wedlug wynalazku omówiono blizej w przykladzie.Przyklad: 3240 kg rudy manganowej o zawartosci wagowo 11,2% wody i 41,3% manganu miesza sie w 410 kg wegla a nastepnie przeprowadza sie redukcje w pojemnikach redukcyjnych umieszczonych w komo¬ rach pieca ogrzewanego gazem. Redukcje przeprowadza sie w temperaturze 880°C do 920°C przez okres 220 minui.Zredukowana rude poddaje sie lugowaniu w elektrolicie obiegowym o zawartosci okolo 127 g/dcm3 kwasu siarkowego. Lugowanie przeprowadza sie w temperaturze od 55°C do 60°C przez okres 4 godzin.W wyniku lugowania otrzymuje sie 32 m3 roztworu o zawartosci 34,8 g/dcm3 manganu. Uzyskuje sie wiec roztwór zawierajacy lacznie 1114 kg manganu w postaci MnS04. Wprowadzenie tej ilosci manganu do 2000 m3 neutralnego roztworu siarczanu cynku podwyzsza zawartosc manganu z 0,98 do 1,52 g/dcm3. Dla uzyskania zadanego stezenia manganu w wodnym roztworze siarczanu cynku dozuje sie odpowiednio dalsze ilosci roz¬ tworów manganu doobiegu. ' Sposób regulacji zawartosci manganu w obiegu elektrolizy cynku wedlug wynalazku poprawia jakosc cynku elektrolitycznego, poprawia wskaznik wykorzystania rudy i szlamu manganowego oraz poprawia warunki pracy poprzez obnizenie zakwaszenia atmosfery w halach elektrolizy..82 561 3 PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób regulacji zawartosci manganu w roztworach obiegowych w zakladach elektrolizy cynku, znamienny tym, ze roztwór siarczanu manganowego o znanym stezeniu otrzymuje sie przez lugowanie w roztworze kwasu siarkowego zredukowanej rudy manganowej lub zredukowanego szlamu manganowego z wanien elektrolitycznych.

2. Sposób wedlug zastrz. 1, z n a m i e n n y t y m, ze otrzymany roztwór siarczanu manganowego dozuje sie do obiegu glównego poprzez lugcwrKi prazonych surowców cynkonosnych w takich ilosciach aby stosunek zawartosci manganu co cynku wynosil wagowo jak 1 do 40.

3. Spo:óu wedlug zastrz. 1 i 2, z n a m i e n n y t y m, ze redukcje dwutlenku manganowego do tlenku rmniP^cwego przeprowadza sie w,plaskich pojemnikach redukcyjnych z ceramicznego materialu karborundo- wego na wiazaniu azotkowym. \ PL PL