Способ извлечения цинка из доменных шламов
Изобретение относится к цветной металлургии, более конкретно, к гидрометаллургическим способам переработки окисленных материалов, содержащих цинк, и позволяет упростить схему извлечения цинка из железосодержащих шламов доменного производства. Извлечение цинка производят выщелачиванием аммиачно-карбонатным раствором, из раствора цинк выделяют в виде основного карбоната дистилляцией аммиака, который возвращают на приготовление аммиачно-карбонатного раствора. 3 табл.
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к гидрометаллургическим способам переработки окисленных материалов, содержащих цинк.
Известен способ извлечения цинка из доменных шламов, заключающийся в их вальцевании в присутствии восстановителя при 1000-1175оС. Недостатком способа являются высокие энергозатраты и получение загрязненного примесями продукта, требующего дальнейшей переработки. Известен способ извлечения цинка из доменных шламов, заключающийся в выщелачивании цинка растворами серной кислоты. К недостаткам способа относится получение при этом бедных по цинку (16-31 г/дм3) и богатых по железу (до 90 г/дм3), что значительно усложняет их дальнейшую переработку. Известен также способ извлечения цинка из доменных шламов, включающий выщелачивание цинка раствором гидроксида натрия, обескремнивание раствора, его выпарку, растворение полученного осадка в цинкатном растворе, разложение пересыщенного цинкового раствора оксидом цинка, являющийся наиболее близким по технической сущности к предложенному способу. Недостатком этого способа являются потери щелочи и загрязнение оксидом натрия желаемого осадка, многостадийность процесса. Целью изобретения является упрощение процесса и регенерация реагента. Поставленная задача достигается тем, что доменный шлам подвергают защелачиванию аммиачно-карбонатным раствором. При этом цинк переходит в раствор, а примеси железо, кремнезем, свинец и другие остаются в нерастворимом остатке. Полученный цинксодержащий аммиачный раствор подвергают дистилляции, в результате которой из раствора кристаллизуется карбонат цинка, а аммиак и углекислый газ улавливают и вновь возвращают на выщелачивание. После прокалки карбоната цинка получают оксид, содержащий не менее 95% ZnO. Способ осуществляют следующим образом. В реактор с механическим перемешиванием и электрообогревом загружают расчетное количество шлама и аммиачно-карбонатного раствора. При перемешивании производят нагрев до 35-40оС и выдерживают при этой температуре в течение 1-2 ч. По окончании процесса выщелачивания пульпу фильтруют на барабанном вакуум-фильтре. Полученный кек направляют в процессе агломерации железных pуд для последующей переработки. Раствор подается в дистиллирную колонку для дистилляции аммиака. Дистилляцию ведут при 95-100оС до конечной концентрации аммиака в растворе 0,1 г/л. При этом цинк из раствора переходит в осадок в виде основного карбоната. Аммиак и СО2 улавливают и направляют на приготовление аммиачно-карбонатного раствора. Осадок отфильтровывают на барабанном вакуум-фильтре и прокаливают в трубчатой вращающейся печи при 700оС. Способ был опробован в лабораторном масштабе со шламом, содержащим, железо 26,75; цинк 6,12; свинец 0,31. П р и м е р. В стеклянную колбу вместимостью 1 дм3 загружали доменный шлам в количестве 100 г и аммиачно-карбонатный раствор (Ж:Т 5:1). При перемешивании производили (нагрев до заданной температуре, после чего выдерживали при этой температуре в течение заданного времени, Затем пульпу фильтровали, раствор и как анализировали на содержание цинка. Раствор после фильтрации загружали в стеклянную колбу, нагревали при перемешивании до 95-100оС и выдерживали при этой температуре необходимое время для полной отгонки аммиака, который улавливали водой. При конечной концентрации аммиака 0,1 г/л процесс прекращали Отфильтрованный осадок прокаливали при 700оС в муфельной печи в течение 1 ч. По предлагаемому способу было проведено две серии опытов. В первой серии варьировали температуру выщелачивания цинка от 25 до 60оС при продолжительности выщелачивания 3 ч, концентрации аммиака 100 г/дм3 (табл.1). Зависимость степени извлечения цинка в раствор (%) при выщелачивании от температуры (концентрация аммиака 50 г/л, NH3:CO2 2:1), представлена в табл.1. Во второй серии опытов изменяли концентрацию аммиака при 40оС и продолжительности выщелачивания 1 ч (табл.2). Из результатов следует, что извлечение цинка в раствор при выщелачивании происходит достаточно полно 80-90% Зависимость степени извлечения цинка от концентрации аммиака при 40оС (продолжительность выщелачивания 1 ч NH3:CO2 2:1), представлена в табл2. Наилучшие результаты достигаются при температуре выщелачивания 35-45оС, концентрации аммиака 75-125 г/л и отношении NH3:CO2 2:1. При температуре ниже 35оС процесс выщелачивания протекает медленно и недостаточно полно извлечение цинка в раствор составило 78% при продолжительности выщелачивания 3 ч. Увеличение температуры выше 45оС не влияет существенно на показатели выщелачивания и приводит к необоснованному увеличению энергетических затрат. Продолжительность выщелачивания составляет 30-60 мин. При меньшей продолжительности степень извлечения цинка в раствор еще недостаточное, а большая продолжительность показатели процессе не улучшает (табл.1). При концентрации аммиака в растворе менее 75 г/л извлечение цинка в раствор недостаточное, а увеличение его концентрации выше 125 г/л не влияет существенно на показатели извлечения (табл.2). Химический состав технического оксида цинка, полученного после прокалки его карбоната, приведен в табл.3. Содержание в нем ZnO превышает 95% Таким образом, предложенный способ извлечения цинка из доменных шламов значительно проще известного. Он позволяет получать технический оксид цинка. Как после выщелачивания не загрязняется исходным реагентом, а сам реагент легко регенерируется и вновь возвращается в процесс.Формула изобретения
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦИНКА ИЗ ДОМЕННЫХ ШЛАМОВ, включающий выщелачивание и выделение цинка из раствора, отличающийся тем, что выщелачивание проводят аммиачно-карбонатным раствором, а последующее выделение цинка ведут дистилляцией аммиака, который возвращают на приготовление аммиачно-карбонатного раствора.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Изобретение относится к способам извлечения металлов из отработанных катализаторов и может найти применение в химической и металлургической промышленности
Изобретение относится к области черной металлургии, а конкретно к переработке распадающихся металлургических шлаков, и может быть использовано для переработки шлаков производства низкоуглеродистого феррохрома
Изобретение относится к способу извлечения рения и осмия в газовую фазу из свинцовистых ренийсодержащих пылей и сернокислотных шламов медного производства, включающему грануляцию исходного сырья и его нагрев
Способ переработки алюминиевых отходов // 2049130
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к процессам переработки вторичного алюминиевого сырья, такого как скрап, стружка, дроссы, изгарь и т.ж
Изобретение относится к способу переработки лома вольфрамсодержащих металлокерамических композиций на связке из железа или сплавов на основе железа, анодным растворением лома
Изобретение относится к цветной металлургии, а именно к переработке полупродуктов сурьмяного производства, содержащих мышьяк, и может быть использовано в других процессах, требующих разделения сурьмы и мышьяка
Способ получения оксида цинка для варисторов // 2046833
Изобретение относится к способам получения оксида цинка для варисторов
Изобретение относится к аналитической химии и к технологии гидрометаллургического разделения цветных металлов
Печь для получения оксида цинка // 2026392
Изобретение относится к химической промышленности, в частности к печам для получения окиси цинка из цинксодержащего сырья, используемой в лакокрасочной промышленности
Изобретение относится к технологии получения оксида цинка, используемого для производства высоконелинейных сопротивлений - варисторов, применяемых в промышленности в качестве защиты электрооборудования и радиотехнических устройств от перенапряжения
Способ переработки цинксодержащих кеков // 2020171
Изобретение относится к области цветной и черной металлургии
Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано при электролизе цинка в операции очистки электролита от меди, а также при извлечении цинка и меди из продуктов выщелачивания медно-цинкового сырья
Способ вельцевания цинксодержащих материалов // 2005800
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам извлечения цветных металлов из цинковых кеков вельцеванием, и может быть использовано в других областях, связанных с отгонкой цинка: химической, металлургической и др
Плавильная печь // 2102668
Изобретение относится к печам для плавки металлосодержащих отходов с вращающимся барабаном