RU2088679C1

RU2088679C1 - Method of zinc extraction from acid sulfate solutions

Info

Publication number: RU2088679C1
Application number: RU95104769A
Authority: RU
Inventors: Л.Г. Баратов; К.К. Хулелидзе; С.Э. Ростованов; Ю.И. Кондратьев; Ж.Б. Кадржанов
Original assignee: Северо-Кавказский государственный технологический университет
Priority date: 1995-04-03
Filing date: 1995-04-03
Publication date: 1997-08-27
Also published as: RU95104769A

Abstract

FIELD: hydrometallurgy. SUBSTANCE: treatment of acid sulfate solutions from solid suspensions and impurities is carried out by addition of ferric (+3) sulfate at pH = 5.5-6.6 and the following zinc precipitation at pH = 8.5-9.0. Then zinc precipitate is condensed, filtered and heated in autoclave to 130-170 C followed by filtration and drying. Method can be used in underground leaching and sewage treatment. EFFECT: improved method of extraction. 1 dwg, 3 tbl

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии цинка, в частности к переработке кислых сульфатных растворов и может быть использовано при кучном, подземном выщелачивании, а также при очистке сточных вод. The invention relates to zinc hydrometallurgy, in particular to the processing of acid sulfate solutions and can be used in heap, underground leaching, as well as in wastewater treatment.

Известен способ извлечения свинца и цинка из бедных кислых растворов (авт.св. СССР N1557182, кл. C 22 B 3/00, 19/00) с применением сероводорода и щелочи. При этом исходный раствор охлаждают до 10-15^oC, а pH поддерживают в пределах 2-2,5, затем фильтруют.A known method of extracting lead and zinc from poor acidic solutions (ed. St. USSR N1557182, class C 22 B 3/00, 19/00) using hydrogen sulfide and alkali. In this case, the initial solution is cooled to 10-15 ^o C, and the pH is maintained in the range of 2-2.5, then filtered.

Недостатками данного способа являются необходимость охлаждения раствора до 10-15^oC и высокий процент влаги после фильтрации, поэтому требуются значительные энергозатраты на сушку, чтобы получить годный для дальнейшего использования продукт.The disadvantages of this method are the need to cool the solution to 10-15 ^o C and a high percentage of moisture after filtration, therefore, significant energy consumption for drying is required to obtain a product suitable for further use.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ извлечения цинка из рудничных вод (И.А.Остроушко, Р.И.Остроушко. Выщелачивание свинца и цинка из сульфидных руд, Орджоникидзе, 1976, с.84), согласно которому рудничную воду очищают от твердых взвесей отстоем, затем в нее добавляют раствор соды до pH=8,5-9, образовавшийся осадок цинка сгущают, фильтруют и сушат. Продукт является сырьем для цинковых заводов. Closest to the claimed method is a method of extracting zinc from mine waters (I. A. Ostroushko, R. I. Ostroushko. Leaching of lead and zinc from sulfide ores, Ordzhonikidze, 1976, p. 84), according to which mine water is purified from solid suspensions sludge, then a soda solution is added to it to pH = 8.5-9, the resulting zinc precipitate is concentrated, filtered and dried. The product is a raw material for zinc plants.

Недостатком данного способа являются низкое качество очистки от твердых взвесей, особенно от примесей, а также получение влажного осадка цинка, прочно удерживающего влагу раствора, в котором после фильтрации содержится не менее 85-90% влаги, в результате чего необходимы значительные энергозатраты на сушку. The disadvantage of this method is the low quality of cleaning from solid suspensions, especially from impurities, as well as obtaining a wet zinc precipitate that firmly retains the moisture of the solution, which after filtration contains at least 85-90% moisture, which requires significant energy consumption for drying.

Целью изобретения является возможность качественной переработки сточных вод, а также сульфатных растворов кучного и подземного выщелачивания для получения продукта, годного для использования в производстве цинка, повышение содержания цинка в продукте и снижение энергозатрат на сушку. The aim of the invention is the possibility of quality processing of wastewater, as well as sulfate solutions of heap and underground leaching to obtain a product suitable for use in the production of zinc, increasing the zinc content in the product and reducing energy consumption for drying.

Цель достигается тем, что в известном способе извлечения цинка из кислых сульфатных растворов, включающем очистку раствора, осаждение металла при pH= 8,5-9,0, сгущение, фильтрацию и сушку, очистку раствора от твердых взвесей и примесей осуществляют введением сульфата железа (III) при pH 5,5-6,6, а перед сушкой осадок цинка нагревают в автоклаве до 130-170^oC и фильтруют.The goal is achieved by the fact that in the known method for extracting zinc from acidic sulfate solutions, including cleaning the solution, precipitating the metal at pH = 8.5-9.0, thickening, filtering and drying, cleaning the solution from solid suspensions and impurities is carried out by introducing iron sulfate ( III) at pH 5.5-6.6, and before drying, the zinc precipitate is heated in an autoclave to 130-170 ^o C and filtered.

Использование данного способа позволит повысить содержание цинка в продукте за счет очистки раствора от примесей, а также снизить энергозатраты на сушку продукта за счет снижения влажности кека, подаваемого на сушку. Using this method will increase the zinc content in the product by cleaning the solution from impurities, as well as reduce energy consumption for drying the product by reducing the moisture content of the cake supplied to the drying.

Ведение процесса очистки при pH 5,5-6,6 в присутствии сульфата железа (III) способствует выводу из раствора вместе с твердыми взвесями примесей, что улучшает качество продукта, а нагрев в автоклаве до 130-170^oC позволяет получить осадок с улучшенными фильтрующими свойствами, который при дальнейшей фильтрации хорошо отделяется от влаги, что приводит к значительному снижению энергозатрат на стадии сушки. При этом конечный продукт по качеству соответствует требованиям, предъявляемым к цинковому концентрату. Выбор граничных значений pH раствора показан в табл.1, а температур нагрева в автоклаве табл.2.The cleaning process at pH 5.5-6.6 in the presence of iron (III) sulfate promotes the removal of impurities from the solution together with solid suspensions, which improves the quality of the product, and heating in an autoclave to 130-170 ^o C allows to obtain a precipitate with improved filtering properties, which during further filtration are well separated from moisture, which leads to a significant reduction in energy consumption at the drying stage. At the same time, the final product in terms of quality meets the requirements for zinc concentrate. The choice of the boundary values of the pH of the solution is shown in Table 1, and the heating temperatures in the autoclave of Table 2.

При pH раствора ниже 5,5 происходит осаждение только твердых взвесей без захвата примесей в присутствии сульфата железа (III). At a solution pH below 5.5, only solid suspensions precipitate without trapping impurities in the presence of iron (III) sulfate.

При pH раствора выше 6,6 сокращается коэффициент извлечения цинка (К), а также содержание его в конечном продукте. When the pH of the solution is above 6.6, the zinc recovery coefficient (K) is reduced, as well as its content in the final product.

Нагрев осадка цинка в автоклаве до температуры ниже 130^oC не дает желаемого качества осадка, т.к. при последующей фильтрации кек содержит высокий процент влаги, а при температуре выше 170^oC влажность после фильтрации практически не уменьшается, но растут энергозатраты.Heating the zinc precipitate in an autoclave to a temperature below 130 ^o C does not give the desired quality of the precipitate, because during subsequent filtration, the cake contains a high percentage of moisture, and at temperatures above 170 ^o C, the humidity after filtration practically does not decrease, but energy costs increase.

Зависимость качества продукта от pH осаждения твердых взвесей и примесей. Dependence of product quality on the pH of sedimentation of solid suspensions and impurities.

Зависимость влажности кека после фильтрации от температуры нагрева в автоклаве показана в табл.2. The dependence of cake humidity after filtration on the heating temperature in an autoclave is shown in Table 2.

Сущность способа поясняется графиком, на котором представлена кривая зависимости содержания цинка в растворе от pH раствора. The essence of the method is illustrated in the graph, which shows the curve of the dependence of the zinc content in the solution on the pH of the solution.

Пример. В рудничную воду следующего состава, мг/л: цинка 100, железо общее 4, кальций 350, магний 100, окись кремния 25, pH 4,5, вводят раствор сульфата железа (III) девятиводного из расчета 100 мг Fe³⁺ на литр рудничной воды, перемешивают, а затем вводят гидроксид аммония (щелочь) и доводят pH до 6. При этом в осадок выпадает гидроокись железа (III), которая осаждаясь, увлекает твердые взвеси и примеси, что приводит к улучшению качества продукта (см. график и табл.1), т.к. повышается содержание цинка в продукте при довольно высоком его извлечении (К). После отделения осадка очищенный раствор направляют на осаждение цинка, где pH раствора доводят гидроксидом аммония до 9. Образовавшуюся гидроокись цинка отделяют от раствора и направляют на фильтрацию. Кек фильтрации подают в автоклав, где нагревают до 150^oC, при этом заряд частиц становится близким к нулю и изменяется форма частиц, которая до нагрева в автоклаве была шаровидной, а после нагрева игольчатой, что наблюдалось под микроскопом. Эти изменения приводят к дегидратации частиц и улучшению фильтрационных свойств осадка.Example. In the mine water of the following composition, mg / l: zinc 100, total iron 4, calcium 350, magnesium 100, silicon oxide 25, pH 4.5, a solution of iron (III) sulfate nine-water is calculated at the rate of 100 mg Fe ³⁺ per liter of mine water, mix, and then ammonium hydroxide (alkali) is introduced and the pH is adjusted to 6. In this case, iron (III) hydroxide precipitates, which precipitates and entrains solid suspensions and impurities, which leads to an improvement in the quality of the product (see graph and table .1), because the zinc content in the product increases with its rather high extraction (K). After separation of the precipitate, the purified solution is directed to zinc precipitation, where the pH of the solution is adjusted with ammonium hydroxide to 9. The resulting zinc hydroxide is separated from the solution and sent for filtration. The filter cake is fed into the autoclave, where it is heated to 150 ^° C, while the particle charge becomes close to zero and the particle shape changes, which was spherical before heating in the autoclave and needle-shaped after heating, which was observed under a microscope. These changes lead to dehydration of particles and an improvement in the filtration properties of the precipitate.

После автоклава полученную суспензию охлаждают до температуры ниже 100^oC и вновь направляют на фильтрацию, после которой влажность кека составила 50,3% (табл. 2). Оставшуюся влагу удаляют сушкой до получения конечного продукта, пригодного для переработки на цинковых заводах.After the autoclave, the resulting suspension is cooled to a temperature below 100 ^o C and again sent to the filtration, after which the moisture content of the cake was 50.3% (table. 2). The remaining moisture is removed by drying to obtain a final product suitable for processing in zinc plants.

Так как осадок цинка, поступающий на сушку, содержит меньшее количество влаги по сравнению с ближайшим аналогом, то и количество энергии, затрачиваемое на сушку продукта, сокращается. Так для получения конечного продукта по известному способу из кека, содержащего 85% влаги (15% твердого), необходимо испарить 85 15 5,7 единиц влаги, а по предложенному способу при влажности 50% (50% твердого) необходимо испарить 50 50 1 единицу влаги, т.е. в 5,7 раза меньше. Since the zinc precipitate supplied to the drying contains less moisture compared to the closest analogue, the amount of energy spent on drying the product is reduced. So to obtain the final product by a known method from a cake containing 85% moisture (15% solid), it is necessary to evaporate 85 15 5.7 units of moisture, and according to the proposed method at a humidity of 50% (50% solid) it is necessary to evaporate 50 50 1 unit moisture i.e. 5.7 times less.

Результаты сравнительного анализа ближайшего аналога и предложенного способа приведены в табл.3. The results of a comparative analysis of the closest analogue and the proposed method are given in table.3.

Результаты сравнительного анализа ближайшего аналога и предложенного способа. The results of a comparative analysis of the closest analogue and the proposed method.

Claims

A method for extracting zinc from acidic sulfate solutions, including cleaning solutions from solid suspensions and impurities, precipitating zinc at pH 8.5 - 9.0, thickening, filtering and drying, characterized in that the solutions are purified by adding iron sulfate (III ) at a pH of 5.5 to 6.6, and before drying, the zinc precipitate is heated in an autoclave to 130,170 ^o C and filtered.