SU41681A1 - Способ извлечени цинка из комплексных сернистых руд, сульфидных концентратов и т.п. помощью серной кислоты - Google Patents

Description

Большею частью цинк встречаетс  в природе в виде цинковой обманки, содержащей, на р ду с сернистым цинком , другие сернистые металлы-железо, медь, свинец и т. д. Существующие методы переработки таких руд исход т обычно из обжига- с пр мой отгонкой окиси цинка или же с отгонкой металдического цинка при восстановлении окиси углем, или же примен етс  нагрев обманки с железом или с известью и углем в цел х удержани  серы. В случае применени  электролиза цинка обманка после обжига до окиси выщелачиваетс  обычно серной кислотой, причем в раствор переход т, в виде сернокислых солей, цинк, железо и медь. Если температура обжига превышала 650°, то часть цинка остаетс  не извлеченной в виде феррита цинка. Дл  электролиза раствор должен быть освобожден от железа и меди, что достигаетс  прибавлением соответствующих колич€ств известн ка и металлического цинка в виде стружки. Согласно предлагаемому способу обработку ведут при температуре 140- 155° серной кислотой крепостью до б5/оПо сравнению с известными способами , при работе по новому способу исключаетс  операци  обжига и делаетс  возможным обрабатывать коллективные концентраты, т. е. общие концентраты

металлов, отделенные от пустой породы и содержащие в себе 97-99% всех металлов руды; кроме того устран ютс  потери цветных и благородных металлов, достигающие в среднем 50/о от всех металлов, извлекаемых из руды, если переработка ее ведетс  путем селективной флотации, не дающей полного извлечени  и четкого разделени  металлов, что влечет указанные громадные потери как при флотации, тан и при дальнейшей обычной металлургической переработке селективных концентратов. Полученна  сера, св занна  с цинком, в виде концентрированного сероводородного газа может быть почти полностью утилизирована путем переработки на серу, SOj или H2SO4, и наконец, имеетс  возможность повысить выработку всех металлов до 90°/о от их содержани . в коллективном концентрате и таким образом удешевить цветные металлы и серу.

При осуществлении предлагаемого способа содержащие цинк в виде цинковой обманки или комплексных сульфидов цинка с другими металлами концентраты, руды и т. п. подвергают в измельченном (сообразно величине зерна минералов) состо нии, без обжига, действию серной кислоты при температуре не свыше 150-155°, довод  однако температуру не менее чем до 140°, причем за врем 

6т 15 минут максимум до 1-2 часов (смотр  по роду материала и измельчению ) может быть достигнут на 90-100% переход цинка в сульфат, а св занной с ним серь в сероводород, по реакции:

(ZnS)+H2SO4+aq ZnSO4 + H2S+aq-f нуль калорий.

Дл  полноты реакции следует брать избыток серной кислоты против теоретического от 1,1 до 2,0 кратного, как максимум; обычно бывает достаточно 1,25-1,5 кратного количества серной кислоты против теоретического, чтобы полностью извлечь цинк, в особенности, если к концу реакции, когда еще не вскрытые частички руды облепл ютс  сульфатом цинка, производить увлажнение массы водой или паром. Естественно, что реакци  ускор етс  при размешивании . Она практически начинаетс  уже при 60-80° (в соответствии с материалом , его измельчением и с крепостью кислоты). Холодна  и слаба  серна  кислота, моментально раствор юща  чистый свеже осажденный сернистый цинк, значительно труднее действует на сухой и полежавший и почти совершенно не действует на сернистые руды, содержащие цинковую обманку или комплексные минералы, содержащие сульфид цинка вместе с сульфидами других металлов .

Пример 1. На Юг измельченной карпушинской руды с содержанием 48% цинка действовали 49 г моногидрата серной кислоты в виде 38о/о кислоты (т. а. б-7-кратным избытком серной кислоты) на холоду, в течение 33 дней. Выщелочено 4,9% цинка от всего цинка, бывшего в руде.

Пример 2. Кислотой той же крепости и в том же избытке при температуре кипени  ее (около 113°) выщелочено 85,5% от всего цинка за 12 часов воздействи .

Пример 3. При действии того же количества серной кислоты, но в виде 63%-ной при 113° за 4 часа извлечено 52,6% цинка.

Пример 4. При действии 19,35 г моногидрата серной кислоты в виде 63%-ной кислоты при температуре 140- 150° за 2 часа извлечено 93,4% цинка.

При очень бедных или при чрезвычайно мелко кристаллических агрегатах,

в особенности комплексных попимёта лических рудах, дл  полноты извлечени  оказывалось необходимым измельчение пор дка, 150-200 меш, т. е. не больше, чем дл  флотации.

Р дом опытов с вариацией всех условий над различными сульфидными рудами , содержащими цинк, медь, свинец, железо , благородные металлы и т. д., было установлено, что при надлежащем измельчении руды извлечение наиболее полно и скоро происходит при действии камерной кислоты, т. е. кислоты 60-65°/о-ной. Можно брать и более слабую, например, 10, 20, 30, 40, 50%-ную кислоту. Но в этом случае дл  полноты выщелачивани  надобно выпаривать или отгон ть при кипении излишнюю воду, тер  , кроме топлива, значительное врем . Согласно тем же опытам даже дл  наиболее упорных, трудно вскрываемых концентратов и руд извлечение достигаетс  не долее, чем за 2 часа, если температура реакции поддерживаетс  не менее, чем четверть или полчаса на уровне 145-155°.

Применение кислоты крепче 65%-лой и температуры выше 155° влечет за собой наступление реакций:

2H,S04 ZnSOi + 2Н2О + S

(ZnS) + 4H2SO4 ZnSO4+ 4Н2О+45Оз

Здесь уже не выдел етс  сероводород (или точнее он окисл етс  серной кислотой до серы или до сернистого газа), а происходит сульфатизирующий обжиг, притом не только цинковой обманки или другого комплексного минерала , ее содержащего (обозначаемого условно через ZnS), но и всех других сульфидов металлов - железа, меди, свинца и т. д., которые при этом переход т полностью или частью в сульфаты, остающиес  большей частью не растворенными в серной кислоте.

При правильных общих дл  всех исследованных сульфидных концентратов , руд и т. п. услови х, опреде л емых максимально допустимыми температурой (155°) и крепостью кислоты (65Vo). сероводород еще окисл етс  незначительно. В то же врем  удаетс  выщелачивать быстро и селективно весь цинк (с небольшими количествами железа , ибо FeSj в такой серной кислоте нерастворимо), не тронув при этом остальных т желых и благородных металлов , как нерастворимых и осаждаемых сероводородом в кислом растворе. Таким образом после удалени  сероводорода и растворени  сульфата цинка водой остаток сульфидов прочих металлов  вл етс  обогащенным и пригодным дл  дальнейшей обработки. Наконец, этим путем удаетс  почти всю серу, св занную с цинком, получить в виде сероводорода , легко, как известно, переводимого сожиганием или взаимодействием с SOs в элементарную серу высокой степени чистоты и весьма дешевую. Температурна  граница в 155  вл етс  основным об зательным условием. Кислота может быть вз та и крепче 65°/о (что однако дороже), но при этом уже значительна  часть сероводорода будет

разло« енй и окислена до S и до SOj,например , по уравнению:

HoS + HoSOi 2НоО 4- S 4- SO,

и трудно избежать перехода в раствор части т желых металлов, особенно меди, кадми  и др., что в свою очередь, усложн ет очистку цинковых растворов (дл  электролиза).

Предмет изобретени .

Способ извлечени  цинка в виде сульфата и св занной с ним серы в виде сероводорода при действии серной кислоты на необоженные сульфидные концентраты, руды и т. п., содержащие на р ду с цинком также железо, медь и другие цветные и благородные металлы, отличающийс  тем, что обработку ведут при температуре 140-155 серной кислотой крепостью до б5°/о.