SE446463B - Sett att framstella bly ur malmer och koncentrat - Google Patents

Description

wii _w 446 463 2 'av de höga kostnaderna för beredning av anoderna och de låga ström- och extraktionsutbytena.

Väsentlig forskning har även utförts på lakningen av blysulfidmalm eller -koncentrat. Här skall hänvisas till den brittiska patentskriften l 478 571 (Societe Miniere et Metallurgique de Penarroya), i vilken det avslöjas ett förfarande för lösning av icke-järnmetaller, som före- kommer i sulfidmalmen eller -koncentratet, vilket omfattar lakning av malmen eller koncentratet med en kopparklorid- vattenlösning och regenerering av koppar(II)joner från koppar(I)jonerna, som bildas under lakningsreaktionen, med hjälp av gasformigt syre tillsammans med klorvätesyra och/eller järn(II)klorid. Detta förfarande leder till en blandning av klorider och sättet att utvinna metallerna har inte avslöjats.

Enligt ett annat förfarande (amerikanska patentskriften 3 673 D61) utförs oxidationen av sulfider vid anoden i en elektrokemisk cell. Genom detta förfarande utvinns en rad oädla metaller utan åtskillnad genom användning av starkt oxiderande betingelser. Strömtätheter av l30 ampere/m2 är nämnda, men strömtätheter inom området 585 - 5200 ampere/m2 exemplifieras och dessa är mycket höga. Dessa starkt oxide- rande betingelser leder till höga cellspänningar och snabb korrosion av grafitanoder. Det kan antas att behovet av starkt oxiderande betingelser beror på den gradvisa uppbygg- naden av en film av elementärt svavel på mineralets yta, vilken förhindrar upplösningen, varför en kraftigare oxida- tion erfordras. Man bör observera att i denna patentskrift anges att om den genomsnittliga kornstorleken överstiger omkring 60 mesh enligt amerikansk standard, är processen ogenomförbar.

Det finns även en australisk patentansökning 41938/78 (Broken Hill Proprietary Ltd.), som anger att partikel- kontakt nära eller med anoden är nödvändig för effektiv lösning. Speciellt anförs på sidan 7: "A significant parameter in this aspect of the invention is maximisation of the frequency of collisions. 'between individual mineral particles and the feeder electrode, which for dissolution of sulphide minerals, is the anode.“ .-.......~.._...___.. ._ -...._..,... .. . _ 40 3 446 463 Sammanfattningsvis utnyttjas enligt den mest träffande ovan diskuterade litteraturen höga anodströmtätheter i kombi- nation med sura kloridelektrolyter och ökade utbyten antas vara möjliga att uppnå genom maximering av kollisioner mellan malm- eller koncentratpartiklarna och anoden.

I motsats till det ovanstående avser föreliggande upp- finning selektiv utvinning av bly ur blyhaltiga material utan användning av höga strömtätheter och utan den ovan- nämnda fordran på partikelkontakt. Detta leder till en billig omvandling av blymalmer eller -koncentrat till bly vid atmosfärstryck utan förbrukning av dyrbara reagens eller bildning av biprodukter som man sedan måste göra sig av med.

Denna uppfinning avser ett förfarande för selektiv utvinning av bly ur en blyhaltig malm eller koncentrat i en elektrolytisk cell som innehåller minst en anod och en katod. vilket förfarande består i (l) att malmen eller koncentratet sammanförs med en elektrolyt innehållande kloridjoner och (2) att elektrolyten hålls vid en temperatur som kan sträcka sig upp till kokpunkten för elektrolyten och vid ett pH upp till 7 under användning av en låg anodström- täthet, varigenom i malmen eller koncentratet föreliggande svavel i huvudsak omvandlas till elementär form och bly går i lösning, medan varje annan oädel metall som före- ligger i malmen eller koncentratet kvarblir i huvudsak olöst.

Det har visat sig att den ovanstående kombinationen av processparametrar väsentligt minskar upplösningen av andra oädla metaller, som kan föreligga i malmen eller koncentraten, och helt överraskande möjliggör oförutsedd ekonomisk och mycket effektiv utvinning av bly. Det- vill säga den har fördelen att förmå selektivt utvinna bly från blandade Pb-Zn-Cu-Fe-sulfider, övervinner nack- delarna hos de ovan beskrivna tidigare förfaranöena och dessutom är tillämpbar på andra blymineral än sulfider som är lösliga under processbetingelserna. Vidare är förfaran- det genomförbart med blandade eller sammansatta malmer.

Det förmodas att framgången med uppfinningen beror på l5 40 4460463 4- valet av en grupp betingelser, vilka undviker bildningen av en film av elementärt svavel, vilket leder till lägre cell- spänningar och möjligheten att använda grafitanoder, och såsom anförts medger mycket selektiv utvinning av bly ur blandningar av bly-, zink-, järn- och kopparsulfider. De använda betingelserna, låg anodpotential och låg lösnings- oxidationspotential, förmodas möjliggöra en ursprunglig lösning av blysulfid till joniskt bly, och svavelmellan- föreningar som medger diffusion av svavlet från mineralets yta före omvandling till den elementära formen. Svavel- mellanföreningarna kan vara representerade av H25.

Det här använda uttrycket “hög anodströmtäthet" inne- fattar potentialer över 1000 ampere/mz, medan "låg anod- strömtäthet” anger en täthet allmänt under ungefär 200 ampere/m2.

En viktig föredragen aspekt av uppfinningen är valet av mycket låga anodströmtätheter, företrädesvis lägre än 2 l30 ampere/m2 och i synnerhet inom området S0 - 100 ampere/m .

Vidare har ett lägsta pH hos elektrolyten av 0,5 visat sig vara fördelaktigt medan det optimala pH-området är mellan l,5 och 2,5.

Temperaturen är även en processparameter som är betydelsefull och temperaturer inom ett område av till ll0°C, i synnerhet 50 till 8000, har visat sig önskvärt.

För att möjliggöra omedelbar blyplätering vid katoden vid lakningens början bör elektrolyten från början inne- hålla något joniskt bly. Exempelvis kan blyklorid inklu- deras i elektrolyten.

Vidare kan det blyhaltiga mineralet omröras i anod- rummet hos en elektrokemisk diafragmacell för att möjlig- göra jämnt angrepp av elektrolyten.

Beträffande reaktionsmekaniken antas att blysulfid sönderdelas enligt följande ekvation: Pbs + zu* ___; Pb” + nzs och svavelföreningen oxideras vidare vid anoden till ele- mentärt svavel enligt följande ekvation: H¿S--.->2H*+s+2e 40 446 463 Den totala ekvationen for cellen blir följande: PbS-__)Pb+S I motsats till vad som är fallet enligt den australiska patentansökningen 41938/78 är det inte nödvändigt att mineralet skall vara i omedelbar närhet av anoden, och ökande selektivitet har uppnåtts med försiktig omröring vid anodrummets botten, på grund av den ökade oxidations- nivån i omedelbar närhet av anoderna som kan förorsaka lösning av andra material vilket icke är önskvärt. Såsom anförts tidigare är det önskvärt att suspendera mineralet för att möjliggöra angrepp på alla ytor och att åstadkomma en strömningsbild för att leda svavelföreningar från mineralytan till anoden.

Följande exempel belyser den höga selektiviteten hos förfarandet vid behandling av sammansatta blandade Pb-Zn-Cu-Fe-sulfider. Bly i dessa sulfidblandningar skulle inte kunna separeras ekonomiskt genom konventionella skumflotationsmetoder.

Exempel l l kg vardera av sulfidblandningarna omrördes långsamt vid bottnen av anodrummet hos 5 liters elektrokemiska diafragmaceller i en elektrolyt omfattande 30 2 vikt/volym natriumklorid och 4 % blyklorid vid ett pH av ungefär 1,5 - 2,5. Ström leddes mellan grafitanoderna och katoderna med en anodtäthet av 90 ampere/m2 och en katodströmtät- het som var lämplig för pulverproduktion vid katoden i s h vid so°c med fauanae resultat. En xafaacirkuiatians- pump spolade blypulverprodukten till en avsättningskammare under testperioden.

Pb% Zn% Cu% Fe% Matning l (spansk) 8,0 24,0 l0,l l8,8 Rest l 0,21 26,7 l0,9 20,6 Produkt l 99+ 0,018 0,090 0,003 Matning 2 (Australisk) ll,6 ' l8,4 l0,2 l5,2 R6St 2 0,14 18,8 11,0 17,0 Pkodukt 2 99+ 0,007 0,017 0,003? 40 446 463 Strömutoytena var i båda testerna över 90 % med en cell- spänning under 2,0 volt och en kraftförbrukning under l kHh/kg. Resultaten visar den höga selektiviteten vid extraheringen och blyproduktens höga renhet. Extraktions- utbytena var 97 % och 99 % för bly medan endast mycket små mängder Zn och Cu gick i lösningr' Följande exempel visar tillämpningen av förfarandet på kommersiella blykoncentrat.

Exempel 2 l00 g blykoncentrat med en analys av 70 % Pb, l,0 % Cu och 1,9 I Fe omrördes långsamt i en 5 liters diafragmacell innehållande en sur elektrolyt av 30 % Nam och 4 z Pbciz vid 7o°c. ström leddes menar; grafit: anoderna och katoderna vid 5 ampere i 5 h. Cellspänningen var 1,9 V och anodströmtätheten var 90 ampere/m2.

Aterstoden uppvisade en analys av 0,9 Z Pb, 4,9 Z Fe och 3,2 % Cu med ett Pb-extraktionsutbyte av 99,5 %, medan Cu och Fe kvarlämnades i återstoden. ' Det ovanstående exemplet visar vidare den höga selek- tiviteten hos förfarandet, de låga kraftkostnaderna och de höga extraktionsutbytena som uppnås när man arbetar under dessa betingelser.

Pâ den bifogade ritningen visar den enda figuren en tvärsektion genom en apparat, i vilken förfarandet enligt uppfinningen kan genomföras. ' Apparaten omfattar en elektrolyscell l anbragt på över- sidan av en uppvärmningsapparat 2, avsedd att höja tempera- turen hos elektrolyten 3 och blymalmen eller -koncentratet 4 till önskad temperatur. En omrörare 5 är belägen nära cellens l botten och sätter genom sin rotation malmen eller koncentratet 4 och elektrolyten 3 i rörelse. Ett par anoder 6 och en katod 7 är partiellt nedsänkta i elek- trolyten 3 och en potential päläggs mellan katoden och anoden genom deras icke nedsänkta delar. Katoden 7 är omgiven av en porös katodsäck 8.

I apparaten dissocieras blymalm eller -koncentrat 4 i joniskt bly och svavelmellanföreningar (H25) och såsom tidigare anförts medges diffusion av svavlet från mineralets yta före omvandling till den elementära formen. Svavel- föreningarna vandrar mot anoden medan joniskt bly vandrar

Claims (9)

10 15 20 25 30 35 7 446 46.3 PATENTKRAV

1. l. Förfarande för selektiv utvinning av bly från blyhal- tig malm eller koncentrat som även innehåller oädla metallsul- fider andra än blysulfider, i en elektrolyscell innefattande minst en anod och en katod, k ä n n e t e c k n a t av att (l) malmen eller koncentratet bringas i kontakt med en elektrolyt som innehåller kloridjoner, (2) elektrolyten och malmen eller koncentratet omröres, varvid omröringen regleras för minimering av mängden malm el- ler koncentrat i omedelbar närhet av nämnda anod, (3) elektrolyten hâlles vid en temperatur upp till kok- gpunkten för elektrolyten och vid ett pH mindre än 7 medan en anodströmtäthet under 200 A/m2 pâlägges, varvid i malmen el- ler koncentratet närvarande svavel i huvudsak omvandlas till elementär form och bly går i lösning, så att eventuella oädla metallsulfider andra än blysulfider, som förekommer i malmen eller koncentratet, förblir väsentligen olösta, samt (4) blyet selektivt utvinnes katodiskt.

2. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att anodströmtätheten är lägre än l30 ampere/m2.

3. Förfarande enligt krav l, k ä n n e t e c k n a t av att anodströmtätheten är inom omrâdet 50 till l00 ampere/m2.

4. Förfarande enligt något av krav l - 3, k ä n n e - t e c k n a t av att elektrolytens pH är inom området 0,5 till 7.

5. Förfarande enligt något av krav l - 3, t e c k n a t av att elektrolytens pH är inom omrâdet 1,5 till 2,5.

6. Förfarande enligt något av krav l - 5, k ä n n e - t e c k n a t av att elektrolytens temperatur är inom om- rade: so :iii iio°c. _

7. Förfarande enligt något av krav l - 6, k ä n n e - t e c k n a t av att elektrolytens temperatur är inom om- raaetlso tiii so°c. k ä n n e - 10 15 20 25 30 35 446 465 8

8. Förfarande enïigt något av krav 1 - 7, k ä n n e - t e c k n a t av att eïektrolyten från början innehåller bïyjoner.

9. Förfarande enïigt något av krav 1 - 8, av att elektroïyten är en aïkalimetalïklorid k ä n n e - t e c k n a t och/eller en jordaïkaïimetaïlkïorid.