PL185916B1 - Sposób odzyskiwania cynku z rud lub koncentratów zSposób odzyskiwania cynku z rud lub koncentratów zawierających sfalerytawierających sfaleryt - Google Patents

Abstract

1. Sposób odzyskiwania cynku z rud lub koncentratów zawierajacych sfaleryt, zgodnie z którym w pierwszym etapie rudy lub koncentraty poddaje sie obróbce termicznej w celu przeksztalcenia sfalerytu w substancje która jest latwiej atakowana w osrodkach hydrome- talurgicznych, zas w drugim etapie substancje te poddaje sie lugowaniu, i w trzecim etapie odzyskuje sie cynk z roztworu po lugowaniu, znamienny tym, ze obróbka termiczna, pod- czas której sfaleryt przynajmniej czesciowo przeksztalca sie w wurcyt, obejmuje cykl ogrzewania prowadzony w warunkach nie utleniajacych, w temperaturze powyzej 900°C, oraz cykl szybkiego chlodzenia utrzymujacy, przynajmniej czesciowo, powstaly wurcyt w niskiej temperaturze. PL PL PL PL PL

Description

Wynalazek dotyczy sposobu odzyskiwania cynku z rud lub koncentratów zawierających sfaleryt.

Zgodnie ze stanem techniki rudy lub koncentraty zawierające sfaleryt poddaje się etapowi prażenia, w którym rudę lub koncentrat utlenia się w podwyższonej temperaturze. W tym etapie prażenia siarczek cynku ulega przekształceniu do tlenku z uwalnianiem SO2, i ogrzewaniu, następnie tlenek cynku ługuje się w celu przeniesienia go do roztworu. Ten tradycyjny schemat ma kilka niedogodności. Dwutlenek siarki musi być dalej przerabiany tworząc duże ilości kwasu siarkowego. Także ługowanie które prowadzi się w kwasie siarkowym, normalnie wymaga dwóch etapów, przy czym w pierwszym etapie pozostające żelaziany cynku doprowadzane są do silnego kwasu ługującego. Żelazo które rozpuszcza się podczas ługowania silnym kwasem wytrąca się, w zależności od sposobu jako jarozyt, getyt lub hematyt.

Z europejskiego opisu 0195650 znany jest sposób odzyskiwania cynku z koncentratów siarczku cynku zawierających żelazo. Koncentraty zawierające sfaleryt poddaje się etapowi utleniającego prażenia w atmosferze niedoboru tlenu w temperaturze 700-1050°C. W tym etapie preferencyjnie utlenia się żelazo a tworzenie się żelazianów cynku, które wymagałyby

185 916 oddzielenia, jest opóźnione. Frakcję zawierającą żelazo i frakcję nieprzereagowanego siarczku cynku oddziela się i dalej przerabia.

Publikacja WO-A-9013679 także przedstawia bardzo podobny sposób selektywnego prażenia rud lub koncentratów siarczku żelaza i cynku poprzez stosowanie atmosfery z niedoborem tlenu i temperatury 700 i 1050°C.

Jednym z celów wynalazku jest przedstawienie procesu, który umożliwia wytworzenie o wiele mniej kwasu niż w procesie znanym ze stanu techniki, oraz prowadzenie etapu ługowania w pojedynczym etapie zamiast w dwóch.

Według wynalazku sposób odzyskiwania cynku z rud lub koncentratów zawierających sfaleryt, zgodnie z którym w pierwszym etapie rudy lub koncentraty poddaje się obróbce termicznej w celu przekształcenia sfalerytu w substancję która jest łatwiej atakowana w ośrodkach hydrometalurgicznych, zaś w drugim etapie substancję tę poddaje się ługowaniu, i w trzecim etapie odzyskuje się cynk z roztworu po ługowaniu, charakteryzuje się tym, że obróbka termiczna, podczas której sfaleryt przynajmniej częściowo przekształca się w wurcyt, obejmuje cykl ogrzewania prowadzony w warunkach nieutleniających, w temperaturze powyżej 900°C, oraz cykl szybkiego chłodzenia utrzymujący, przynajmniej częściowo, powstały wurcyt w niskiej temperaturze.

Tak więc zgodnie z wynalazkiem obróbka termiczna obejmuje cykl ogrzewania prowadzony w warunkach nieutleniających i w temperaturze powyżej temperatury inwersji sfalerytu w wurcyt, tj. powyżej 900°C, pozwalając sfalerytowi ulec, co najmniej częściowo, przekształceniu w wurcyt, oraz cykl szybkiego chłodzenia prowadzony w takich warunkach, aby utrzymać, co najmniej częściowo, ten wurcyt w niskiej temperaturze.

Przypuszcza się, że temperatura inwersji jest funkcją ilości zanieczyszczeń w sfalerycie, tak, że jeśli w sfalerycie jest rozpuszczona większa ilość żelaza, to temperatura inwersji będzie niższa.

W korzystnym wykonaniu obróbkę termiczną prowadzi się w temperaturze powyżej 1020°C.

Według innego korzystnego wykonania wynalazku, cykl szybkiego chłodzenia prowadzi się przez oziębianie w wodzie lub w ośrodku hydrometalurgicznym.

Ługowanie w drugim etapie można prowadzić we wszystkich rodzajach kwasów w obojętnym lub zasadowym ośrodku hydrometalurgicznym zdolnym do ługowania cynku z wurcytu.

Chociaż według stanu techniki ośrodek hydrometalurgiczny stosowany do ługowania zwykle zawiera kwas siarkowy, możliwe jest też stosowanie roztworów zawierających HCl, NaOH, jony NH/ (przykładowo roztwór NH^Cl), lub inne to w korzystnym wykonaniu stosuje się HCl i/lub H2SO4.

Ługowanie można prowadzić w warunkach nieutleniających lub warunkach utleniających, w obecności O2 lub Cl2 jako utleniaczy.

Po ługowaniu roztwór zawierający cynk oczyszcza się i następnie odzyskuje się cynk z roztworu drogą elektrolizy.

Inne cechy i zalety wynalazku będą wynikać z poniższego opisu szczegółowych wykonań procesu obróbki rud lub koncentratów mas według wynalazku.

Przeprowadzono następujący eksperyment porównawczy dwóch próbek koncentratów siarczku cynku (Bruswick Mining and Smelting) jako przykład. Przybliżona analiza składu procentowego tego koncentratu jest następująca: 52% Zn, 10% Fe, 2,0% Pb, 0,4% Cu, 33,6% S i 2% wagowych typowych zanieczyszczeń zawierających SiO2, MgO, AMO i CaO.

Jedną próbkę ogrzewano do temperatury około 1100°C i szybko ochłodzono. Następnie 100 g każdej próbki ługowano w 1 l roztworu 6N HCl temperaturze 90°C. Z próbki poddanej termicznej obróbce pozostało jedynie 4 g reszty, podczas gdy z próbki nie poddanej takiej obróbce pozostało 50 g. Gdy koncentrat ogrzewano do temperatury 1100°C, sfaleryt w próbce ulegał przekształceniu do wurcytu, który utrzymał się przy szybkim ochładzaniu przez oziębiania w wodzie. W konsekwencji dowiedziono, że ługowanie nieutleniające według reakcji ZnS + 2H+ -» Zn’ + + H 2S może być ułatwione przez transformację sfalerytu do wurcytu drogą połączenia obróbki cieplnej z szybkim ochłodzeniem.

185 916

W tym doświadczeniu w reakcji ługowania wurcytu wytwarza się ZnS i H2S. Cynk można odzyskiwać z roztworu drogą elektrolizy, po czym konieczne jest oczyszczanie. W procesie elektrolizy wytwarza się cynk na katodzie i chlor na anodzie. W szczególności ten chlor może wchodzić w reakcję z siarkowodorem wytworzonym w reakcji ługowania, tworząc elementarną siarkę która jest łatwiejsza do składowania niż kwas siarkowy i HCl który może być zawrócony do etapu ługowania. Alternatywnie siarkowodór i/lub chlor można stosować bezpośrednio jako reagenty w licznych innych operacjach hydrometalurgicznych.

Claims (11)

1. Sposób odzyskiwania cynku z rud lub koncentratów zawierających sfaleryt, zgodnie z którym w pierwszym etapie rudy lub koncentraty poddaje się obróbce termicznej w celu przekształcenia sfalerytu w substancję która jest łatwiej atakowana w ośrodkach hydrometalurgicznych, zaś w drugim etapie substancję tę poddaje się ługowaniu, i w trzecim etapie odzyskuje się cynk z roztworu po ługowaniu, znamienny tym, że obróbka termiczna, podczas której sfaleryt przynajmniej częściowo przekształca się w wurcyt, obejmuje cykl ogrzewania prowadzony w warunkach nieutleniających, w temperaturze powyżej 900°C, oraz cykl szybkiego chłodzenia utrzymujący, przynajmniej częściowo, powstały wurcyt w niskiej temperaturze.

2. Sposób według zastrz. 1, znamienny t^m, że obróbkę termiczną prowadzi się w temperaturze powyżej 1020°C.

3. Sposób według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że cykl szybkiego oziębiania prowadzi się przez chłodzenie w wodzie lub w ośrodku hydrometalurgicznym.

4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że etap drugi obejmuje ługowanie w roztworze kwasu.

5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że stosuje się roztwór kwasu zawierający kwas chlorowodorowy i/lub siarkowy.

6. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że ługowanie prowadzi się w warunkach nieutleniających.

7. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że ługowanie można prowadzić w warunkach utleniania, przykładowo z O2 lub Cl2 jako czynnikiem utleniającym.

8. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że ługowanie prowadzi się w obecności jonów NH4+.

9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że ługowanie prowadzi się w roztworze alkalicznym lub obojętnym.

10. Sposób według zastrz. 1 lub 4, lub 9, znamienny tym, że roztwór uzyskany w etapie ługowania poddaje się oczyszczaniu.

11. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że cynk odzyskuje się z roztworu drogą elektrolizy.