RU2743567C1 - Method of producing zinc powder from zinc-containing wastes - Google Patents
Method of producing zinc powder from zinc-containing wastes Download PDFInfo
- Publication number
- RU2743567C1 RU2743567C1 RU2020104603A RU2020104603A RU2743567C1 RU 2743567 C1 RU2743567 C1 RU 2743567C1 RU 2020104603 A RU2020104603 A RU 2020104603A RU 2020104603 A RU2020104603 A RU 2020104603A RU 2743567 C1 RU2743567 C1 RU 2743567C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- zinc
- lead
- solution
- zinc powder
- powder
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/28—Obtaining zinc or zinc oxide from muffle furnace residues
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/30—Obtaining zinc or zinc oxide from metallic residues or scraps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C1/00—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions
- C25C1/16—Electrolytic production, recovery or refining of metals by electrolysis of solutions of zinc, cadmium or mercury
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25C—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC PRODUCTION, RECOVERY OR REFINING OF METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25C5/00—Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses
- C25C5/02—Electrolytic production, recovery or refining of metal powders or porous metal masses from solutions
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению металлических порошков и может быть использовано при получении цинкового порошка из цинксодержащих отходов, например, пылей электродуговых печей.The invention relates to powder metallurgy, in particular to the production of metal powders and can be used in the production of zinc powder from zinc-containing waste, for example, dust from electric arc furnaces.
Известен способ получения цинкового порошка из отходов производства ронгалита, согласно которому раствор после щелочного выщелачивания отходов направляется на электрохимическое осаждение цинкового порошка (Авторское свидетельство СССР №1468976, приоритет от 21.08.1987 г.).There is a known method of obtaining zinc powder from wastes from the production of rongalit, according to which the solution after alkaline leaching of the waste is sent to the electrochemical deposition of zinc powder (USSR author's certificate No. 1468976, priority dated 08.21.1987).
Использование порошка по указанному способу в цементационной очистке от примесей имеет следующие недостатки:The use of the powder according to the specified method in the carburizing treatment from impurities has the following disadvantages:
- высокий расход реагентов: трехокиси сурьмы и медного купороса;- high consumption of reagents: antimony trioxide and copper sulfate;
- процесс сопровождается обратным растворением цементируемых примесей (кадмия, кобальта, сурьмы).- the process is accompanied by the reverse dissolution of cemented impurities (cadmium, cobalt, antimony).
Наиболее близким по технологической сущности к заявленному является способ получения цинкового порошка из цинксодержащих отходов - пылей черной металлургии (Патент №2663918 Россия по Кл. С25С 5/02, опубл. 13.08.2018 Бюллетень №23).The closest in technological essence to the claimed is a method for producing zinc powder from zinc-containing waste - ferrous metallurgy dusts (Patent No. 2663918 Russia for CL. С25С 5/02, published 13.08.2018 Bulletin No. 23).
Процесс выщелачивания цинксодержащих отходов ведут в растворе щелочи с получением раствора, содержащего 43 г/дм3 Zn и 350 г/дм3 NaOH. В полученный раствор добавляют лигносульфат натрия в количестве 900-1500 г/т цинкового порошка и раствор направляют на электролиз. Электролиз ведут при плотности тока (катодная) 2500 а/м2. Удаление осадка с катода выполняли через 38-40 минут, что соответствует пропусканию через ванну 60 Ф/м2 электричества. Полученный цинковый осадок подвергали фильтрации от цементного раствора, отмывки с диспергацией и сушки под вакуумом. Сухой порошок использовали в процессе по осаждению примеси кобальта из промышленного раствора сульфата цинка.The process of leaching zinc-containing waste is carried out in an alkali solution to obtain a solution containing 43 g / dm 3 Zn and 350 g / dm 3 NaOH. Sodium lignosulfate is added to the resulting solution in the amount of 900-1500 g / t of zinc powder and the solution is sent to electrolysis. Electrolysis is carried out at a current density (cathodic) of 2500 a / m 2 . Removal of the precipitate from the cathode was performed after 38-40 minutes, which corresponds to the passage of 60 F / m 2 of electricity through the bath. The resulting zinc precipitate was subjected to filtration from the cement slurry, washing with dispersion, and drying under vacuum. The dry powder was used in a process to precipitate a cobalt impurity from a commercial zinc sulfate solution.
Недостатками указанного способа являются:The disadvantages of this method are:
- высокий расход реагентов при использовании порошка в процессах цементации при очистке цинковых растворов от примесей;- high consumption of reagents when using powder in carburizing processes when cleaning zinc solutions from impurities;
- низкая производительность процесса цементации;- low productivity of the cementation process;
- невысокая степень очистки растворов от кадмия, кобальта и сурьмы. В основу патентуемого способа поставлены следующие цели:- low degree of purification of solutions from cadmium, cobalt and antimony. The patented method is based on the following goals:
- увеличение производительности процесса цементации;- increasing the productivity of the cementation process;
- снижение расхода цинкового порошка при его использовании для цементационной очистке от примесей;- reducing the consumption of zinc powder when using it for carburizing cleaning from impurities;
- снижение содержания примесей в сульфатном цинковом растворе, поступающем на электролиз с получением металлического цинка;- reducing the content of impurities in the sulfate zinc solution supplied to electrolysis to obtain metallic zinc;
- снижение расхода реагентов на цементационную очистку.- reducing the consumption of reagents for carburizing treatment.
Поставленная цель достигаются тем, что в известном способе получения цинкового порошка из цинксодержащих отходов, включающем выщелачивание отхода (пылей электродуговых печей), электролиз раствора, отделение осажденного порошка от электролита на стадии электролиза. На стадию выщелачивания вводят свинецсодержащие пыли цинкового производства, образующиеся при прокалке вельц-окислов или свинцового производства в количестве, обеспечивающим соотношение цинка к свинцу в растворе 143÷61.This goal is achieved by the fact that in the known method of producing zinc powder from zinc-containing waste, including leaching waste (dust from electric arc furnaces), electrolysis of solution, separation of the precipitated powder from the electrolyte at the electrolysis stage. Lead-containing dusts of zinc production, formed during calcination of Waelz-oxides or lead production, are introduced into the leaching stage in an amount that provides the ratio of zinc to lead in a solution of 143 ÷ 61.
Подача свинецсодержащего продукта позволяет:The supply of a lead-containing product allows:
1) Обеспечить получение цинкового порошка с частицами пластинчатой формы с равномерным распределением в них свинца и грансоставом с узким диапазоном размера частиц 5-7 мкм.1) To ensure the production of zinc powder with plate-like particles with a uniform distribution of lead in them and a grain size composition with a narrow range of particle sizes of 5-7 microns.
2) Повысить активность цинкового порошка за счет включения в его состав электролитически осажденного свинца*2) Increase the activity of zinc powder by including electrolytically deposited lead *
(*В щелочных растворах свинец и цинк имеют практически одинаковое перенапряжение водорода соответственно 1,1 В и 1,14 В и поэтому одновременно осаждаются на катоде. В кислых растворах, в которых используется цинк для цементации примесей, перенапряжение свинца для катодного выделения на свинце водорода выше на 0,24 В по сравнению с цинком, что позволяет при цементации цинковым порошком с добавкой свинца исключить обратное растворение цементируемых примесей (Со, Sb, Cd) и повысить глубину очистки растворов, снизить расход цинкового порошка на цементацию. В прототипе избыток цинкового порошка используют для подавления обратного растворения примесей).(* In alkaline solutions, lead and zinc have practically the same overvoltage of hydrogen, respectively, 1.1 V and 1.14 V and therefore simultaneously precipitate on the cathode. In acidic solutions in which zinc is used for cementation of impurities, the overvoltage of lead for cathodic hydrogen evolution on lead higher by 0.24 V in comparison with zinc, which makes it possible to exclude the reverse dissolution of cemented impurities (Co, Sb, Cd) during cementation with zinc powder with the addition of lead and increase the depth of solution purification, reduce the consumption of zinc powder for cementation. used to suppress the reverse dissolution of impurities).
3) Исключить обратное растворение примесей (Со, Sb, Cd) при проведении цементационной очистки.3) Exclude the reverse dissolution of impurities (Co, Sb, Cd) when carrying out carburizing treatment.
При этом увеличивается производительность процесса цементации, снижается расход цинкового порошка на цементацию.This increases the productivity of the carburizing process, and reduces the consumption of zinc powder for carburizing.
ПримерExample
Для сравнения существующего и предлагаемого способа использовали цинковый порошок, полученный электролизом из щелочного раствора по прототипу и по предлагаемому способу.To compare the existing and the proposed method used zinc powder obtained by electrolysis from an alkaline solution according to the prototype and according to the proposed method.
Цинковый порошок по известной технологии получен посредством электролиза водного раствора, содержащего 350 г/дм3 NaOH и 43 г/дм3 Zn с добавкой технического лигносульфоната (ЛСТ) в количестве 1300 г/т ЛСТ в электролизной ванне с катодом и анодом из нержавеющей стали. Температура раствора составляла 40-45°С плотность тока (катодная) - 2500 А/м2. Удаление осадка выполняли через 38-40 минут. Полученный цинковый порошок подвергался фильтрации от щелочного раствора, отмывки с диспергацией и сушки под вакуумом.Zinc powder according to a known technology was obtained by electrolysis of an aqueous solution containing 350 g / dm 3 NaOH and 43 g / dm 3 Zn with the addition of technical lignosulfonate (LST) in the amount of 1300 g / t LST in an electrolysis bath with a stainless steel cathode and anode. The temperature of the solution was 40-45 ° C, the current density (cathodic) - 2500 A / m 2 . The sediment was removed after 38-40 minutes. The obtained zinc powder was subjected to filtration from an alkaline solution, washing with dispersion and drying under vacuum.
Цинковый порошок по предлагаемому способу получен посредством электролиза водного раствора, содержащего 350 г/дм3 NaOH, 43 г/дм3 Zn и 0,3-0,7 г/дм3 Pb. Добавку свинца в раствор осуществляли в виде щелочного раствора, содержащего 51 г/дм3 Pb, полученного после щелочного выщелачивания свинецсодержащих пылей цинкового производства (вторичные возгоны от прокалки вельц-окиси).Zinc powder according to the proposed method is obtained by electrolysis of an aqueous solution containing 350 g / dm 3 NaOH, 43 g / dm 3 Zn and 0.3-0.7 g / dm 3 Pb. The addition of lead to the solution was carried out in the form of an alkaline solution containing 51 g / dm 3 Pb, obtained after alkaline leaching of lead-containing dusts of zinc production (secondary fumes from calcining Waelz oxide).
Электролиз вели в режимах аналогичных режиму электролиза по прототипу с последующей фильтрацией, отмывкой с диспергацией и сушкой под вакуумом порошка.The electrolysis was carried out in modes similar to the electrolysis mode according to the prototype, followed by filtration, washing with dispersion and drying under vacuum of the powder.
Образцы сухого порошка, полученного по прототипу и предлагаемому способу, использовались в испытаниях по осаждению примесей кобальта, кадмия, сурьмы из промышленного раствора сульфата цинка, содержащего:Samples of dry powder obtained according to the prototype and the proposed method were used in tests for the precipitation of impurities of cobalt, cadmium, antimony from an industrial solution of zinc sulfate containing:
Zn - 125 г/дм3; Со - 4,1 мг/дм3; Sb - 0,028 мг/дм3; Cd - 8,9 мг/дм3.Zn - 125 g / dm 3 ; Co - 4.1 mg / dm 3 ; Sb - 0.028 mg / dm 3 ; Cd - 8.9 mg / dm 3 .
Осаждение проводилось по используемой промышленной технологии при температуре 60°С в течении 30 минут и 60 минут и расходе соответственно реагентов: медного купороса 125 мг/дм3 и 187,5 мг/дм3; трехокиси сурьмы - 4,2 мг/дм3 и 5,4 мг/дм3 и предлагаемой технологии в течении 30 минут при расходе реагентов: медного купороса 125 мг/дм3, трехокиси сурьмы - 4,2 мг/дм3.The deposition was carried out according to the used industrial technology at a temperature of 60 ° C for 30 minutes and 60 minutes and the consumption of reagents, respectively: copper sulfate 125 mg / dm 3 and 187.5 mg / dm 3 ; antimony trioxide - 4.2 mg / dm 3 and 5.4 mg / dm 3 and the proposed technology within 30 minutes at a consumption of reagents: copper sulfate 125 mg / dm 3 , antimony trioxide - 4.2 mg / dm 3 .
По окончании операции полученный осадок отфильтровывался, в растворе определялась конечная концентрация примесей.At the end of the operation, the resulting precipitate was filtered off, and the final concentration of impurities in the solution was determined.
Результаты испытаний по предлагаемому и существующему способам изложены в таблице.The test results for the proposed and existing methods are shown in the table.
Из приведенных в таблице данных видно, что при отсутствии добавки свинца имеет место низкая производительность процесса очистки растворов, высокий расход реагентов, в том числе цинкового порошка, медного купороса, трехокиси сурьмы на очистку, высокое содержание очищенном растворе.From the data in the table, it can be seen that in the absence of lead additive, there is a low productivity of the solution purification process, a high consumption of reagents, including zinc powder, copper sulfate, antimony trioxide for purification, a high content of the purified solution.
Добавка на электролиз свинца в виде щелочного свинецсодержащего раствора с концентрацией свинца в растворе 0,3 -0,7 г/дм3 в соотношении Zn : Pb в растворе более 430 не позволяет снизить время на очистку с 60 минут до 30 минут и повысить производительность участка очистки растворов, исключить обратное растворение примесей(кадмия, кобальта, сурьмы) и получить очищенный раствор с содержанием кобальта менее 0,4 мг/дм3, кадмия менее 0,3 мг/дм3 и сурьмы менее 0,2 г/дм3 (требования к промышленному сульфатному раствору для получения металлического цинка электролизом). Добавка, снижающая соотношение Zn : Pb в растворе менее 61 не увеличивает положительный эффект.The addition of lead to electrolysis in the form of an alkaline lead-containing solution with a lead concentration in the solution of 0.3-0.7 g / dm 3 in a Zn: Pb ratio in a solution of more than 430 does not allow reducing the cleaning time from 60 minutes to 30 minutes and increasing the productivity of the site cleaning solutions, exclude the reverse dissolution of impurities (cadmium, cobalt, antimony) and obtain a purified solution with a cobalt content of less than 0.4 mg / dm 3 , cadmium less than 0.3 mg / dm 3 and antimony less than 0.2 g / dm 3 ( requirements for industrial sulfate solution for the production of zinc metal by electrolysis). An additive that reduces the Zn: Pb ratio in solution to less than 61 does not increase the positive effect.
Использование порошка, полученного предлагаемым способом, позволяет снизить расход цинкового порошка на очистку на 16% (с 2,5 до 2,1 г/дм3), медного купороса на 33% (с 187,5 до 125,1 мг/дм3) и трехокиси сурьмы на 22% (с 5,4 до 4,2 мг/дм3).The use of the powder obtained by the proposed method allows to reduce the consumption of zinc powder for cleaning by 16% (from 2.5 to 2.1 g / dm 3 ), copper sulfate by 33% (from 187.5 to 125.1 mg / dm 3 ) and antimony trioxide by 22% (from 5.4 to 4.2 mg / dm 3 ).
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020104603A RU2743567C1 (en) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | Method of producing zinc powder from zinc-containing wastes |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020104603A RU2743567C1 (en) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | Method of producing zinc powder from zinc-containing wastes |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2743567C1 true RU2743567C1 (en) | 2021-02-19 |
Family
ID=74666104
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020104603A RU2743567C1 (en) | 2020-02-03 | 2020-02-03 | Method of producing zinc powder from zinc-containing wastes |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2743567C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4676877A (en) * | 1984-03-16 | 1987-06-30 | Societe de Promotion des Procedes Hydro-Metallurgiques | Process for production of fine and ultrafine zinc powders by electrolysis in a basic medium |
| SU1468976A1 (en) * | 1987-08-21 | 1989-03-30 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Method of producing zinc powder from rongalite production waste |
| RU2312173C1 (en) * | 2006-04-17 | 2007-12-10 | Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" | Zinc extraction from sulfate solutions by electrolysis method |
| CN103122468B (en) * | 2012-10-25 | 2015-04-29 | 扬州双盛锌业有限公司 | Preparation method of flaky zinc powder |
| RU2663918C1 (en) * | 2017-09-01 | 2018-08-13 | Публичное акционерное общество "Челябинский цинковый завод" | Method for producing a zinc powder from zinc-containing wastes |
-
2020
- 2020-02-03 RU RU2020104603A patent/RU2743567C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4676877A (en) * | 1984-03-16 | 1987-06-30 | Societe de Promotion des Procedes Hydro-Metallurgiques | Process for production of fine and ultrafine zinc powders by electrolysis in a basic medium |
| SU1468976A1 (en) * | 1987-08-21 | 1989-03-30 | Ивановский Химико-Технологический Институт | Method of producing zinc powder from rongalite production waste |
| RU2312173C1 (en) * | 2006-04-17 | 2007-12-10 | Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" | Zinc extraction from sulfate solutions by electrolysis method |
| CN103122468B (en) * | 2012-10-25 | 2015-04-29 | 扬州双盛锌业有限公司 | Preparation method of flaky zinc powder |
| RU2663918C1 (en) * | 2017-09-01 | 2018-08-13 | Публичное акционерное общество "Челябинский цинковый завод" | Method for producing a zinc powder from zinc-containing wastes |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6985678B2 (en) | Electrorefining method for low-grade copper anodes and electrolytes used for them | |
| JP2014533778A (en) | Process for industrial copper electrorefining | |
| US1980381A (en) | Method of making ductile electrolytic iron from sulphide ores | |
| CN1041757C (en) | Method for producing zinc powder from zinc-containing material by leaching electrolysis method | |
| Yan et al. | The study on the shortcut approach for cooperative disposal of arsenic-rich copper dust and waste acid to prepare high-purity copper | |
| US3983018A (en) | Purification of nickel electrolyte by electrolytic oxidation | |
| RU2743567C1 (en) | Method of producing zinc powder from zinc-containing wastes | |
| PL111879B1 (en) | Method of recovery of copper from diluted acid solutions | |
| JP2019085618A (en) | Antimony recovery method | |
| CN1341760A (en) | Wet zinc smelting process | |
| CN1013381B (en) | Method by mineral and concentrate extracting zinc | |
| CN100362118C (en) | Method and apparatus for controlling metal separation | |
| US4115222A (en) | Method for electrolytic winning of lead | |
| CN113122735B (en) | Alkali-process zinc powder combined smelting method | |
| US3869359A (en) | Method of making intimately admixed metal oxides | |
| RU2237750C1 (en) | Method for electrolytic refining of copper and nickel from copper/nickel alloys | |
| CN110923467A (en) | A method for recycling lead from waste lead-acid battery | |
| WO2022118927A1 (en) | Zinc production method | |
| RU2271400C1 (en) | Method of electrochemical refining of gallium | |
| RU2233893C1 (en) | Method of cleaning sulfate zinc solutions from admixtures | |
| SU988892A1 (en) | Method for leaching polymetallic zinc-bearing materials | |
| JP2019203199A (en) | Electrolytic method of bismuth | |
| RU2757151C2 (en) | Method for producing zinc powder | |
| JP7420001B2 (en) | Method for producing metal cadmium | |
| US2824052A (en) | Process of preparing finely divided iron including electrolysis, washing, wet grinding, and flotation of impurities |