PL90887B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest hydrometalurgiczny sposób otrzymywania cynku, miedzi i kadmu ze zwiazków tych metali i zelaza, wystepujacych w postaci tlenkowej. Sposób wedlug wynalazku nadaje sie szczególnie do zastosowania w zwiazku z hydrometalurgicznym otrzymywaniem cynku.Stan techniki W elektrolitycznym procesie otrzymywania cynku jako glówny material wyjsciowy poddaje sie przeróbce material prazony, produkt tlenkowy wytworzony z siarczkowego koncentratu cynku przez prazenie, w którym cynk zawarty w wiekszosci w postaci tlenku (80-90%), w znacznej czesci w postaci ferrytu (5-15%), w pewnej czesci takze w postaci siarczanu (2-5%) jak równiez w nieznacznych ilosciach w postaci niewyprazonego siarczku, krzemianu i glinianu. Material prazony, którego zawartosc cynku wynosi na ogól 50-65%, zawiera 3-12% zelaza, okolo jeden procent olowiu i tlenku krzemu jak równiez niewielkie ilosci kilka dziesiatych procentu miedzi, kadmu, manganu, magnezu, baru i glinu. Oprócz tego w prazonym materiale znajduja sie równiez niewielkie ilosci srebra (10-100 ppm) i zlota « 1 ppm).Zelazo w materiale prazonym wystepuje prawie wylacznie w postaci ferrytu, a mianowicie glównie w postaci ferrytu cynkowego ZnFe204. Ferryty maja decydujace znaczenie z punktu widzenia dalszej przeróbki materialu prazonego.Prawie do dnia dzisiejszego przeprowadzano selektywne rozpuszczanie materialu prazonego w rozcienczonym kwasie solnym w tej formie, ze tlenki zostaja rozpuszczone podczas gdy ferryty pozostaja w wiekszosci nierozpuszczone. Ten sposób postepowania wybrano dlatego, poniewaz trudne bylo wytracanie duzych ilosci zelaza, wystepujacych przy rozpuszczaniu ferrytów, w postaci nadajacej sie dobrze do saczenia.Pozostalosc po rozpuszczaniu otrzymana podczas tego rozpuszczania sklada sie tym samym w przewazajacej czesci z ferrytów, zawiera jednak równiez nierozpuszczalne siarczany i inne zwiazki nierozpuszczalne, jak np. krzemiany.Do dalszej obróbki tej ferrytowej pozostalosci po rozpuszczaniu i w celu uzyskania zawartych w niej wartosciowych substancji opracowano miedzy innymi proces hydrometalurgiczny, znany pod okresleniem procesu jarozytowego. Blizszy opis tego procesu podano w norweskim opisie patentowym nr 108 0472 90 887 i w artykule G. Steinveit'a „Wytracanie zelaza w postaci jarozytu i jego zastosowanie w metalurgii mokrej cynku", Erzmetall 23 (1970) 532-539.W procesie jarozytowym ferrytowa pozostalosc po rozpuszczaniu rozpuszcza sie w wystarczajaco wysokiej temperaturze (90-95 °C) w lugu powrotnym z elektrolizy cynku, przy czym nastepuje rozpuszczenie wiekszej czesci ferrytów. Pozostajaca w tym procesie rozpuszczania stala pozostalosc, która zawiera jeszcze nierozpuszczone ferryty, trudno rozpuszczalne siarczany (PbS04, CaSG4, BaS04), wieksza czesc krzemu (w postaci Si02) jak równiez zloto i srebro, mozna oddzielic od lugu i doprowadzic do procesów, które sluza do oddzielenia i uzyskania zawartych w niej cennych substancji (Pb, Ag, Au). Jesli stezenie Pb, Ag i Au jest nieznaczne, rozdzielenie takie jest zbedne, i lug mozna doprowadzic bezposrednio do procesu stracania zelaza, wlacznie z substancjami stalymi, jak to obecnie jest najczesciej stosowane.W zwiazku z rozpuszczaniem ferrytów tworzy sie roztwór, którego zawartosc zelaza i siarki mieszcza sie przewaznie w granicach 20-35 g/l wzglednie 40-80 g/l, i który doprowadza sie bezposrednio albo po wstepnej neutralizacji do procesu wytracania zelaza. Do tego stopnia wytracania zelaza, w celu zobojetnienia nadmiaru i uwalniajacego sie podczas reakcji stracania kwasu siarkowego, dodaje sie cynkowy material prazony. Na ogól dazono do tego, aby utrzymywac w stopniu wytracania w procesie jarozytowym wartosc pH 1,2—1,4. Poniewaz do tego stopnia dodatkowo dodaje sie sole sodowe i amonowe, nastepuje wytracanie zelaza w postaci jarozytu sodowego lub amonowego. (A[Fe3/S04/2/OH/6]; A = Na, NH4). Wykorzystano przy tym wlasciwosci jonu zelazowego, który w obecnosci jonów NHj, NA+ i K+ w warunkach atmosferycznych w kwasnych roztworach tworzy trudnorozpuszczalne zasadowe siarczany (J.G.Fairchild, Amer. Min. 18/1933) 543-547; G.P.Brophy, E.S. Scott. R.A. Snellgrove, Amer. Min.47 (1962) 112-126; N.W.Sziszhin, Zap. Ws. Min. Obszcz. 79 (1950) 94-102; N.W. Sziczhin, H.A.Krogius, P.A.Lwowics, Zap.Ws.Min.Obszcz. 87 (1958) 682-686; Z.Harada, M.Goto, Kobutsugaku Zasshi 1 (1954) 344-355, Ref.Chem.Abstr.51 (157) 143 h).Skladnik ferrytowy uzytego do neutralizacji materialu prazonego nie rozpuszcza sie w stopniu wytracania, lecz przechodzi do szlamu zelaznego. Z tej przyczyny do procesu jarozytowego dolaczono'jeszcze jeden stopien, w którym szlam jarozytowy poddaje sie kwasnemu przemywaniu (norweski opis patentowy nr 123 248). Do zageszczonego szlamu jarozytowego dodaje sie w dobrany sposób kwas siarkowy albo kwas powrotny z elektrolizy. Warunki rozpuszczania dobiera sie w ten sposób, aby odpowiadaly warunkom stopnia rozpuszczania ferrytu. Nastepuje przy tym rozpuszczanie wiekszej czesci ferrytów zawartych w szlamie podczas gdy jarozyt pozostaje nierozpuszczony.Proces jarozytowy moze tym samym obok neutralnego rozpuszczania obejmowac cztery stopnie dodatkowe; rozpuszczanie ferrytów, zobojetnianie nadmiaru kwasu, wytracanie zelaza w postaci jarozytu i kwasne przemywanie wytraconego szlamu jarozytowego. Kazdy z tych stopni wymaga wlasnego ukladu regulacyjnego i kontrolnego jak równiez znacznej liczby reaktorów i zageszczaczy, jak to przedstawia na rysunku fig.1.Istnieje równiez mozliwosc wytracania zelaza w autoklawie bez zobojetniania albo w podwyzszonej temperaturze (180-220 °C) w postaci mieszaniny skladajacej sie z hematytu i jarozytu hydronowego albo w obecnosci jonów NHj, Na*" i K+ w nieco nizszej temperaturze (140—180 °C) w postaci jarozytu amonowego, sodowego i potasowego (opis patentowy St.Zjedn.Am. nr 3 493 365, kanadyjski opis patentowy nr 787 853).W obydwóch naszkicowanych wyzej procesach nastepuje rozpuszczenie ferrytów i wytracanie zelaza w oddzielnych stopniach. W pierwszym procesie, w jego najogólniejszej postaci, do stopnia wytracania nalezy stopien obróbki wstepnej (neutralizacja wstepna) i stopien obróbki nastepczej (kwasne przemywanie). W drugim procesie nastepuje wytracanie zelaza w autoklawie, co przebiega znacznie trudniej pod wzgledem przeprowadzenia procesu i zastosowania urzadzen technicznych niz prowadzenie procesu w warunkach atmosferycznych.Niniejszy wynalazek daje obecnie mozliwosc osiagniecia równiez w warunkach atmosferycznych, w jednym stopniu tego samego rezultatu jak w opisanych wyzej procesach we wszystkich stopniach nastepujacych po neutralnym rozpuszczaniu razem (np. w procesie atmosferycznym przedstawionym na fig. 1, stopnie 2-5), to znaczy uzyskania prawie wolnego od ferrytu szlamu zelaznego (osadu zelaznego).Wynalazek pozwala na przeprowadzenie prostego, niezawodnego procesu, w którym ponadto w porównaniu z wczesniejszymi sposobami stosuje sie urzadzenia, wymagajace znacznie mniejszych nakladów.Wynalazek opisano ponizej szczególowo z powolaniem sie na zalaczone rysunki. Na rysunkach fig.1 przedstawia wykres strumieniowy znanego procesu jarozytowego, fig.2 przyklad rozpuszczalnosci jarozytu amonowego w temperaturze 95 °C w zaleznosci od stezenia H2S04, afig.3 i fig.4 przedstawiaja wykresy strumieniowe korzystnych sposobów przeprowadzenia procesu wedlug wynalazku.Przed wlasciwym opisaniem procesu wedlug wynalazku nalezy jednak przeprowadzic niektóre rozwazania dotyczace czynników wplywajacych po pierwsze na szybkosc rozpuszczania ferrytów, a po drugie na szybkosc wytracania jarozytu i innych zasadowych soli zelaza.90 887 3 Szybkosci rozpuszczania ferrytów odpowiada nastepujace równanie (1): £ - kS0(1-X)2/3.Ot albo napisane w postaci scalkowanej równanie (2): 1-(1-x)l/3»Kt, przy czym 1 K - —k S0 (równanie (3). 3 Zmiana powierzchni wlasciwej podczas procesu rozpuszczania zachodzi wedlug wzoru (4): sx« (1-x)1/3 W równaniach (1—4) oznaczaja: x = stopien rozpuszczania S0 - pierwotna powierzchnia wlasciwa (m2/g ferrytów, Sx - powierzchnia wlasciwa dla wartosci stopnia rozpuszczania x/m2 (g), t - czas rozpuszczania (min), K - stala szybkosc rozpuszczania (g.min ~! .m~2), niezalezna od powierzchni wlasciwej.Wartosci stalych szybkosci reakcji k zmieniaja sie w granicach rzedu 3-6** 10~3g • min"1 • m~2.Szybkosc rozpuszczania ferrytów cynkowych jest w pierwszym rzedzie funkcja powierzchni wlasciwej, temperatury i stezenia kwasu siarkowego. Silny wplyw na szybkosc rozpuszczania maja zmiany powierzchni wlasciwej. Z pewnoscia nie mozna jej na ogól zmieniac przez regulowanie warunków prazenia, lecz mozna ja rozpatrywac jako wielkosc charakterystyczna dla kazdorazowego materialu prazonego, wynikajaca ze struktury koncentratu. Równiez temperatura ma znaczny wplyw na szybkosc reakcji. Nieodzowne jest stosowanie przy rozpuszczaniu temperatury 70-100 °C, lepiej jeszcze 90-100 °C. Odnosnie wplywu stezenia kwasu siarkowego mozna stwierdzic, ze szybkosc rozpuszczania przynajmniej w zakresie 10—100 g/litr stoi wprawie liniowym stosunku zaleznosci do stezenia kwasu siarkowego. Jesli temperatura zmienia sie w zakresie 95-100 °C, to stala szybkosc reakcji k ma juz przy stezeniach kwasu siarkowego mniejszych niz 30 g/litr wystarczajaco duza wartosc dla opisanego ponizej procesu. '• Szybkosc wytracania zelaza jest znowu okreslona przez stezenie jonów Fe3*, zawartosc H2S04, stezenie jonów NHJ, Na+ i K+ i temperature. • Wytracanie zelaza w wolnym od amonu i alkaliów ukladzie Fe203 — S03 — HaO omówiono miedzy innymi w nastepujacym artykule: J.Rastas, S.Fugleberg, T—L Huggare, Treatment of Iron Residues in the Electrolytic Zinc Process; The Metallurgical Society 102 nd AIME Annual Meeting in Chicago, Illinois. < Jesli roztwór zawiera jony metali alkalicznych lub NHJ, to równowaga przesuwa sie w kierunku korzystnym dla jarozytów mieszanych (AxH3Oi_x[Fe3/S04/2OH/6)], jak to przedstawiono w ostatnio wymienionym artykule. W literaturze znajduje sie wprawdzie omówienie czesci zakresów stabilnosci ogólniejszego ukladu A20-Fe203-S03-H20 (A - NH4, Na albo K), lecz szczególowe i przejrzyste diagramy stabilnosci nie sa znane. < Na fig.2 w celu objasnienia sposobu wedlug wynalazku przedstawiono linie rozpuszczalnosci jarozytu mieszanego w ukladzie H2S04-Fe3/S04/3-/NH4/JS04-:H20)-/NH4/x/H30/1,x-[Fe3/S04/2/OH/6] (s).Krzywa odpowiada nastepujacej sytuacji: czysty, wytracony w warunkach procesu technicznego jarozyt NH4-H30- rozpuszczono w rozcienczonym kwasie siarkowym. Uklad pozostawiono wystarczajaco dlugi okres czasu do ustalenia sie równowagi. Jesli punkt, odpowiadajacy skladowi lugu, lezy powyzej krzywej, to oznacza to, ze znajdujace sie w lugu zelazo trójwartosciowe wytraca sie w postaci jarozytu mieszanego. Szybkosc wytracania zalezy przy tym miedzy innymi od tego, o ile stezenie Fe3* znajduje sie powyzej krzywej odpowiedniej wartosci równowagi.Z fig.2 «i z tego, co powiedziano wyzej o rozpuszczaniu ferrytów widoczne jest, ze jesli punkt odpowiadajacy skladowi stopnia rozpuszczania lezy powyzej lihii równowagi (zakres stabilnosci substancji4 90 887 stalej), istnieje jnozliwosc jednoczesnie i w warunkach atmosferycznych rozpuszczenia ferrytów i wytracenia zelaza. j lstota~wynalazku. Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze obróbke przeprowadza sie w jednym jedynym stopniu w warunkach, w których zawarte w ferrytach metale niezelazne cynk, miedz i kadm przechodza w postaci siarczków do lugu (roztworu) i zelazo w tym samym stopniu przechodzi w stala zasadowa sól zelaza, które to warunki osiaga sie przez regulowanie dodawania kwasu siarkowego albo siarczanu zelazowego równowaznie do wprowadzonej do tego stopnia ilosci ferrytu, przez regulowanie temperatury do 80-105 °C, korzystnie jednak do 95—105 °C, i przez regulowanie zawartosci kwasu siarkowego do wartosci, która zapewnia wystarczajaco szybki przebieg reakcji, po czym przez dokladne przemywanie woda oddziela sie substancje stala od lugu oraz wode z przemywania odprowadza sie z powrotem do stopnia neutralnego rozpuszczania. < Niniejszy wynalazek opiera sie zasadniczo na tym, ze wartosciowe metale, zawarte w zawierajacej ferryty substancji stalej, w jednym jedynym stopniu reakcji przeprowadza sie w postaci siarczanów do stopnia rozpuszczania i zawarte w ferrytach zelazo przeprowadza sie w stala sól zasadowa. W tym stopniu zachodzi nastepujaca reakcja (5): 3MeO • Fei03(s)+/7-x/H2S04/aq/+xA2S04/aq/+/2-2x/H20 ^ 2AxH3Oi_x[Fe3/S04/2/OH/6] (s) + 3 MeS04/aq (Me = Zn, Cu, Cd; A = Na, K, NH4), W zasadzie mozna ujac te reakcje jako kombinacje skladajaca sie z reakcji (6) charakteryzujacej rozpuszczanie ferrytu: 3MeO • Fe203(s) + (12H2S04/aq/^ 3MeS04/aq) + 3Fe2/S04/3/aq) + 12H20 i reakcji (7) przedstawiajacej stracanie zelaza: 3Fe2/S04/3/aq/ + xA2S04/aq/+/14-2x/H20 ^ 2AxH301_x[Fe3/S04/2/OH/6](s)+/5+x/H2S04/aq), przy czym jednak widac wyraznie, ze w reakcji przemiany (5) stosuje sie mniejsza ilosc kwasu siarkowego, i tym samym mniejsze strumienie lugu, niz przy oddzielnym przeprowadzeniu reakcji (6) i (7).Jesli do stopnia przemiany doprowadza sie tyle lugu siarczanu zelazawego, ze ilosc kwasu siarkowego wyzwalajaca sie w reakcji (7) jest równowazna do ilosci kwasu siarkowego potrzebnej w reakcji (6), to otrzymuje sie jako reakcje sumaryczna (8), która wynosi: lt 12 ( + x • 76/ + (7)1 I MeO • Fe203(s) + 7- x l Fe2/S04/3/aq/ + xA2S04/aq/+/9-3x/H20 2AxH301_x[Fe3/S04/2/OH/6] (s) +l — JMeS04/ (Me = Zn, Cu, Cd; A = Na, K, NH4).W zasadzie istnieje mozliwosc, dla wszystkich punktów lezacych powyzej linii równowagi (fig.2); aby jednoczesnie zarówno rozpuszczac ferryty jak równiez wytracac zelazo. Poniewaz teraz jednak szybkosc rozpuszczania ferrytów maleje wraz ze spadkiem zawartosci kwasu w roztworze (lugu) i z drugiej strony udzial niestraconego zelaza w lugu wzrasta w miare zwiekszania sie zawartosci kwasu w lugu, nalezy w praktyce tak dobierac warunku operacji, aby proces prowadzic w optymalnym zakresie stezenia kwasu, przy czym wtedy przez minimalizacje kosztów uwarunkowanych przez obieg zelaza i czas obróbki mozna osiagnac maksymalna wydajnosc cynku i pozostalych wartosciowych metali. < W zwiazku z elektrolitycznym procesem otrzymywania cynku mozna zastosowac opisany sposób np. nastepujaco: Po neutralnym rozpuszczeniu oddziela sie zawierajaca ferryt substancje stala (zatezanie, saczenie) i doprowadza do stopnia przemiany. Potrzebny kwas siarkowy, wedlug reakcji (5), dodaje sie w postaci kwasu90 887 powrotnego z procesu elektrolizy i/albo stezonego kwasu siarkowego (ilosc stezonego kwasu siarkowego okresla sie za pomoca bilansu siarczanów w procesie; Jarosite Process boosts Zinc, World Mining, Sept. (1972/34-38).Korzystne warunki wystepuja wtedy, jesli temperatura ma wartosc zblizona do temperatury wrzenia lugu i zawartosc metali alkalicznych i/albo amonu jest mozliwie wysoka.Przez regulowanie stezenia kwasu optymalizuje sie po pierwsze stopien rozpuszczania ferrytu, po wtóre zawartosc zelaza ferrytowego pozostajacego w lugu.Te obróbke ferrytów mozna przeprowadzic albo w postaci procesu ciaglego albo z zastosowaniem wsadów.Skoro tylko wartosciowe metale rozpuszcza sie w pozadanych ilosciach, oddziela sie od siebie lug (roztwór) i substancje stale. Lug doprowadza sie z powrotem do stopnia neutralnego, podczas gdy substancje stala poddaje sie konwencjonalnej obróbce (to znaczy substancje stala przemywa sie woda i usuwa z procesu). Do stopnia przemiany przechodzi tylko mozliwie nieznaczna ilosc lugu, jesli szlam ferrytowy jest wolny od tlenku cynku, zuzywajacego kwas.Stan ten mozna osiagnac przez zastosowanie dwustopniowego neutralnego rozpuszczania materialu prazonego w przeciwpradzie. Tego rodzaju typowy wykres strumieniowy przedstawia fig. 3. W tym sposobie polaczenia surowy lug (roztwór) z procesu otrzymywania cynku jest dostarczany z pierwszego stopnia neutralnego, przy czym wartosc pH normalnie jesjt tak wysoka, ze zelazo ferrytowe jest calkowicie wytracone (pH 3,5-5,0). W tych warunkach pozostaje zawsze pewna ilosc nierozpuszczonego ZnO (jesli takze do koncowego zobojetniania stosuje sie material prazony). Ten nadmiar tlenku mozna rozpuscic w drugim stopniu „neutralnym", przy czym wtenczas wartosc pH utrzymuje sie w takim zakresie, w którym wprawdzie rozpuszczaja sie tlenki, jednak ferryty praktycznie pozostaja nierozpuszczone.Jesli przygotuje sie dla stopnia przemiany nieco wieksza objetosc reaktora i zastosuje nieco wiekszy obieg zelaza, to mozna zrezygnowac z drugiego stopnia neutralnego. Takie polaczenie przedstawia fig. 3a. .Ponizej podano jeszcze przeciwstawienie sposobu wedlug wynalazku, procesu przemiany i opisanego na wstepie procesu jarozytowego. Schemat polaczen dla tego ostatniego procesu przedstawia fig. 1. Na fig. 1 I fig. 3 podano przyblizone obliczone strumienie roztworu dla procesu jarozytowego wzglednie procesu konwersji.Podstawa obliczenia: 100 000 t Zn/rok, koncentrat o zawartosci 52% Zn i 10% Fe. Stopien neutralny (pH 4,5) jest we wszystkich trzech przypadkach taki sam (rozpuszcza sie 85% tlenku cynku, zawartego w materiale prazonym), podobnie dodawanie silnego kwasu. Przy obliczaniu pojemnosci uzytkowej reaktora opierano sie na tym, ze w obydwóch procesach osiaga sie taka sama wydajnosc wartosciowych metali, Obliczenie oparto na specjalnie przeprowadzonych próbach. Jak widac z porównania przy samym zastosowaniu tylko jednego stopnia neutralnego (3a) w procesie, konwersji mozna Zastosowac mniejsza objetosc reaktora niz w procesie jarozytowym. » Regulowanie procesu konwersji jest znacznie prostsze w porównaniu z regulacja procesu przedstawionego na fig. 1, poniewaz liczba stopni jest mniejsza, wprowadzanie materialu prazonego nastepuje tylko w jednym jedynym miejscu i regulacje przeprowadza sie za pomoca lugów (roztworów). Ponadto stopien konwersji jest w znacznej mierze samoczynnie sterowany i wymaga tylko stosunkowo „zgrubnej" regulacji.W procesie jarozytowym istnieje w zasadzie mozliwosc oddzielenia pozostalosci po rozpuszczeniu w silnym kwasie, zawierajacej Pb, Ag, i doprowadzenia do procesów, które sluza do otrzymywania tych metali. W praktyce jednak, na ogól z powodu niewielkiej zawartosci Ag w koncentracie, rzadko postepuje sie w ten sposób, lecz wymieniona pozostalosc odbiera sie z procesu razem ze szlamem zelaznym. Ma to równiez miejsce w procesie konwersji, jesli przeprowadza sie go w sposób przedstawiony na fig.3. Jednakze wskazane jest teraz oddzielenie samej wyzej wymienionej pozostalosci po rozpuszczaniu z powodu wysokiej zawartosci Pb i Ag, jak jest to mozliwe równiez w procesie konwersji, przy czym odpowiedni stopien mozna wlaczyc do procesu z wykorzystaniem reakcji (8) np. w sposób przedstawiony na fig.4. Z reakcji (8) widac, ze okolo 50% zelaza wchodzacego do procesu moze przejsc przez ten podlaczony posrednio stopien bez wywierania jakiegokolwiek wplywu na stopien konwersji. ¦ ¦ Przyklad I. Stopien konwersji przeprowadza sie jako nieciagly proces wsadowy. Analiza zawierajacej ferryt cynkowy substancji stalej daje nastepujace wyniki: Zn Fe NH4 Cu - Cd Pb ,8 38,0 0,26 0,47 0,19 3,5 %. 1 kg wyzej wymienionej substancji wprowadza sie do stopnia konwersji, nastepnie dodaje sie do tego stopnia 6,6 litra kwasu powrotnego z elektrolizy cynku. W stopniu przemiany utrzymuje sie temperatura okolo 95 C, zawartosc H2S04 utrzymuje sie przez dodawanie kwasu siarkowego w zakresie 22-25 g/litr. Po uplywie 24 godzin oddziela sie od siebie substancje stala i lug (roztwór). Przemyta i wysuszona substancja stala wazy 1100 g i ma nastepujacy sklad:6 90 887 Zn Fe NH4 Cu Cd Pb 3,6 30,5 2,3 0,08 0,02 3,2 %.Stezenia H2S04, Fe i NH4 w lugu (roztworze) wynosza odpowiednio 22,0 g/litr i okolo 5 g/litr.Wydajnosc cynku do lugu wynosi w stopniu konwersji 81%, wydajnosc zelaza do szlamu (osadu) wynosi 88,5%. • Przy zawartosci cynku i zelaza 60,3% wzglednie 12,4% w materiale prazonym oznacza to, ze 97,9% cynku z materialu prazonego przeprowadzono do lugu (roztworu).Przyklad II. Próbe przeprowadza sie w sposób opisany w przykladzie I, jednakze teraz utrzymuje sie zawartosc H2S04 w stopniu konwersji w zakresie 28-33 g/litr. Przemyta i wysuszona substancja stala wazy 945 g i ma nastepujacy sklad: Zn Fe NH4 Cu Cd Pb 2,9 31,0 2,2 0,06 0,01 3,7 %.Stezenia H2S04, Fe i NH4 w lugu (roztworze) wynosza odpowiednio 33,0 g/litr, 11,4 g/litr i okolo g/litr. - Wydajnosc cynku do roztworu wynosi 87%, wydajnosc zelaza do szlamu 77%. Ogólna wydajnosc cynku z materialu prazonego do lugu (roztworu) wynosi 98,6%.Przyklad Mi. Stopien konwersji przeprowadza sie jako proces ciagly. Jako substancje stala, zawierajaca ferryt cynkowy, stosuje sie taki sam material jak w przykladzie I, który doprowadza sie z szybkoscia 150 g/godzine wtr yczesciowym reaktorze szeregowym. Kwas powrotny z elektrolizy cynku wprowadza sie z szybkoscia 1 litra/goczine. Temperatura stopnia przemiany wynosi okolo 95 °C, a doplyw kwasu siarkowego reguluje sie w ten sposób, ze zawartosc H2S04 przy koncu stopnia wynosi 35—36 g/litr. Ogólny czas przebywania w reaktorze wynosi 24 godziny. W poszczególnych czesciach (komorach) reaktora szeregowego lug (roztwór) ma nastepujace stezenie H2S04 wzglednie Fe: 1 2 3 H2S04 g/litr okolo30 32-34 35-36 Fe3* g/Htr 14 15 11.Przy koncu stopnia przemyta substancja stala zawiera 2,0% cynku i 29,9% zelaza. ¦ Wydajnosc cynku do lugu wynosi w stopniu konwersji 91,0%, ogólna wydajnosc z materialu prazonego do lugu wynosi 99,0%. W stopniu konwersji przechodzi 78% zelaza do szlamu.Przyklad W. Próbe przeprowadza sie w sposób opisany w przykladzie I, jednakze utrzymuje sie w stopniu konwersji zawartosc 65—70 g/litr H2S04 i oddzielanie substancji stalej przeprowadza sie juz po uplywie 8 godzin. Przemyta i wysuszona substancja stala wazy 980 g i ma nastepujacy sklad: Zn Fe K Cu Cd Pb 1,3 30,8 6,5 0,05 0,01 3,6 %.Stezenia H2S04, Fe i K w lugu wynosza pod koniec próby odpowiednio 69jg/litr, 10 g/litr i 2,4 g/litr.Wydajnosc cynku do lugu wynosi 93,9%, wydajnosc zelaza do szlamu 81%. Ogólem przechodzi do lugu (roztworu) 99,3% cynku zawartego w materiale prazonym. ' PL PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Mydrometalurgiczny sposób otrzymywania cynku, miedzi i kadmu z ich ferrytów przez obróbke roztworem zawierajacym kwas siarkowy w obecnosci jonów potasu, sodu albo amonu w temperaturze 85 —105 °C, znamienny tym, ze obróbke przeprowadza sie w jednym jedynym stopniu, przy czym reguluje sie dodawanie kwasu siarkowego albo siarczanu zelazowego równowaznie do wprowadzonej do tego stopnia ilosci skondensowanego albo odfiltrowanego ferrytu, wedlug reakcji 3MeO • Fe203/S/ + /7-x/H2S04/aq/ + xA2S04/aq/ + /2-2x/H20 ^2 AxH301_x[Fe3/S04/2/0H/6] (s) + 3MeS04/aq) albo R +v 7 — x MeO • Fe203/s/ + Fe2/S04/3/aq + xA2S04/aq/+- 4 4 + /9-3x/H20 * 2AXH30^X [Fe3/S04/2/OH/6] (s) +90 887 7 5 + x + MeS04/aq/ 4 przy czym Me oznacza Zn, Cu, Cd i A oznacza Na, K, NH4 i x jest mniejsze od 1, i dalej reguluje sie zawartosc kwasu siarkowego do wartosci, która zapewnia wystarczajaco szybki przebieg reakcji, po czym substancje stala oddziela sie od lugu i przemywa dokladnie woda, i lug oraz wode z przemywania zawraca sie do stopnia neutralnego rozpuszczania, do którego wprowadza sie równiez czesc kwasu i cala ilosc materialu prazonego. 2. Sposób wedlug zastrz. 1; znamienny tym, ze proces prowadzi sie przy koncowej zawartosci kwasu siarkowego w lugu 1—80 g/litr.90 887 1. Rozpuszczanie neutralne 2. Rozpuszczanie w silnym kwasie 3. Neutralizacja wstepna 4. Wytracanie jarozytu Material prazony- 45% ogólnej ilosci kwas J 1 J kwas Tr^ 1 65m3/h Material prazony 65 m% 61 m 5. Kwasne przemywanie kwas i I jarozytu »m/h*' ' i Material prazony 1 1 -ttSmyhi— 1 ~32 l 6fm'/h r Rg.1 Otyetosc reaktora f m' ¦—44—$&* 6gn jarozyt 100 375 1735 610 ) 2(mA)x(HiO)%.x[Fe5(S04)2(OH)6]H5^)H2S04^3Fe2($04)3^M^4hSOa^(U-2X)H20 1 80J -< «H it, *oJ 20 40 » [HzSOjg/l — Fig.290 887 i. Rozpuszczanie neutralne 2 Stopien konwersji 1. Rozpuszczani* neutralne I

2. Rozpuszczanie neutralne ii 3. Stopien konwers/t kwas Matenat prazony - 100£ u. T 20nf kwai , l , «t**fi rr=i. Kwas i—1 1- Fe-odpadek Fig. 3 a kwas Material prazony' 100% Li -C=I ¦ Lug surowy Objetosc reaktora -1200 . fug surowy 20 53m3/h l 34mVh| l -Hrnyh" kwas 1 36myh 100 -900 Fe-odpadek Fig.3b90 887 1. Rozpuszczanie neutralneI Z. Rozpuszczanie neutralne M Za. Rozpuszczanie \n silnym kwasi* Matmat prazony 1 i r~ J , L Material prazony 2 prazony l CU Ul . L *—»- Lug surowy ^ ^

3. Stopien konwersji r T? PMg-odpadek Fe-odpadek Ftg.4 Prac. Poligraf. UP PRL naklad 120+18 Cena 10 zl PL PL