Способ вывода сульфат-ионов из растворов цинкового производства
Авторы патента:
Изобретение может быть использовано в гидрометаллургическом производстве цинка, например, для очистки растворов от сульфат-ионов. Способ включает введение в раствор нейтрализатора, в качестве которого используют пульпу известняка с концентрацией 50-60 г/л, и нейтрализацию осуществляют при рН 1,5-2,0. Обеспечивается исключение выбросов в окружающую среду серосодержащих газов и получение марочного гипса. 1 з.п. ф-лы, 2 табл.
Изобретение относится к области гидрометаллургического производства цинка, в частности, к очистке растворов от примесей, например сульфатов.
Известны способы вывода сульфат-ионов из растворов цинкового производства (в виде маточной влаги) с цинковыми кеками, включающие: а) вельцевание цинковых кеков, при этом сульфатная сера переходит в газовую фазу в виде сернистого ангидрида и в клинкер в виде сульфидов различных металлов (меди, железа и т.д.). Недостатком указанного способа является загрязнение воздушного бассейна сернистым ангидридом (1-2 мг/нм3); б) гидрометаллургическую переработку цинковых кеков с перевода сульфатов в трудноутилизируемый ярозитный осадок. Недостатком указанного способа является образование экологически опасных отвалов солей цветных металлов (см. Пирэ Н.Л. "Технико-экономическое сопоставление современных способов утилизации хвостов, образующихся в цинкэлектролитном производстве" / ERZmetall, т. 48 (1995 г.), 8, с. 498-517). Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сточных вод от примесей, например сульфатов, включающий введение в раствор нейтрализатора - извести, перемешивание при рН 8,5 - 9,5 и последующую фильтрацию суспензии (А.П. Снурников "Гидрометаллургия цинка", М., 1981 г., с. 357-358). Недостатком указанного способа является то, что известково-сульфатный шлам требует утилизации в вельц-печах с переводом части серы в отходящие газы, выбрасываемые в атмосферу. Техническим результатом данного изобретения является утилизация сульфат-ионов в товарный продукт и исключение загрязнения окружающей среды. Указанный результат достигается тем, что в известном способе вывода сульфат-ионов из растворов цинкового производства, включающем введение в раствор нейтрализатора, перемешивание и фильтрацию полученной суспензии, согласно изобретению в качестве нейтрализатора используют пульпу известняка с концентрацией 50-60 г/л, а нейтрализацию осуществляют при рН 1,5-2,0. Предложенный способ проверен в промышленных условиях. Испытания показали, что сульфат-ионы переходят в двухводный гипс, который при сушке при Т= 140-160oС переходит в полуводный гипс. При тестировании полуводного гипса по ГОСТу 23789-73 установлено, что гипс соответствует марке Г- 6IБ (ГОСТ 125-79) и пригоден для изготовления гипсовых строительных изделий всех видов. При этом утилизируются сульфат-ионы в товарный продукт и исключается загрязнение окружающей среды. Сведения, подтверждающие возможность осуществления предложенного способа. Проверка способа вывода сульфат-ионов из растворов цинкового производства осуществляется следующим образом. В отработанный цинковый электролит состава, г/л: серная кислота - 150-180; цинк - 30-50 подается пульпа известняка, получаемая путем мокрого его помола в шаровой мельнице. Крупность известняка менее 0,2 мм, а содержание твердого в пульпе 50-60 г/л. Расход известняка составляет 101-102% от стехиометрического. Процесс нейтрализации ведут в течение 6 часов при рН 1,5-2,0. Затем пульпу фильтруют, осадок промывают водой. Фильтрат направляют на извлечение цинка, а промывные воды направляют в голову процесса на помол известняка. Влажный осадок сушат в печи "КС" при температуре 140-160oС в течение 3-4 ч до получения полуводного гипса. Содержание основного вещества (CaSO40,5 Н2О) составляет 97-98%. Тестирование гипса проводили согласно ГОСТу 237-89-73, при этом установлено, что полученный полуводный гипс соответствует (по ГОСТу 125-79) марке Г-6IБ: - предел прочности на сжатие образцов балочек размером 4040160, выдержанных в течение двух часов, составляет при сжатии 62-67 кг/см2, а при изгибе 31-33 кг/см2; - после затворения водой образец начинает схватываться через 7-10 мин, причем процесс схватывания завершается через 25-27 мин; - ситовый анализ на сите 0,2 мм показал, что остаток составляет 19-21%. В процессе сушки не происходит выбросов вредных веществ в атмосферу. Полуводный гипс является товарным продуктом и может быть использован при производстве цемента и гипсовых строительных изделий. Для сравнения проводили опыт по прототипу. Раствор отработанного электролита состава, приведенного выше, нейтрализовался известью до рН 8,5-9,5. Процесс проводили в течение 7-8 часов. Осадок отфильтровывали, промывали и сушили в условиях, приведенных выше. Расход известняка составлял 200-210% от стехиометрически необходимого. Полученный осадок имел состав, %: гипс полуводный (CaSO40,5 Н2О) - 58-60%, цинк 10-12%, карбонат кальция - остальное. Осадок обладал слабыми вяжущими свойствами и при испытаниях имел прочность на сжатие около 12 кг/см2, что ниже нижнего предела, предъявляемого к вяжущим. При этом необходимо было из-за высокого содержания цинка утилизировать осадок пирометаллургическим способом, например, путем ввода в шихту вельц-печей или "КС", что приведет к загрязнению окружающей среды отходящими серосодержащими газами. Результаты даны в табл. 1. Из приведенных данных видно, что подача нейтрализатора в виде пульпы известняка (сод. твердого 50-60 г/л) позволяет вывести сульфат-ион из растворов цинкового производства (сод. SO4 2- менее 0,5 г/л) в виде полуводного гипса, соответствующего марке Г-6IБ, и исключить загрязнение окружающей среды. Снижение концентрации известняка в пульпе не позволяет увеличить положительный эффект, кроме того происходит разбавление за счет дополнительного ввода воды. Увеличение содержания известняка в пульпе более 70 % снижает марочность гипса за счет образования комков известняка, при этом увеличивается содержание цинка в отмытом осадке. Для сравнения проводили опыт по прототипу, при этом получается осадок, не пригодный для строительных работ (хотя и обладает слабыми вяжущими свойствами - прочность на сжатие 11,7 кг/см3), и требует утилизации в вельц-печах из-за высокого содержания цинка 11,5%. В процессе вельцевания образуются серосодержащие отходящие газы (сод. SO2 около 0,05%). Результаты даны в табл. 2. Из приведенных данных видно, что подача нейтрализатора в виде пульпы при рН 1,5-2,0 позволяет вывести сульфат-ион из растворов цинкового производства (сод. SO4 2- менее 0,5 г/л) с получением полуводного гипса, соответствующего марке Г-6IБ, и исключить загрязнение окружающей среды. Снижение рН пульпы в ходе процесса нейтрализации более 1,3 не приводит к увеличению положительного эффекта. Увеличение рН пульпы более 2,2 снижает положительный эффект - снижение марочности гипса и резкое увеличение содержания в гипсе цинка. Для сравнения проводили опыт по прототипу, описание опыта и полученные результаты приведены в примере 1. Таким образом, данные, приведенные в примерах 1 и 2, показывают, что в предлагаемом способе при использовании в качестве нейтрализатора пульпы известняка оптимальная концентрация известняка в пульпе составляет 50-60 г/л, а оптимальный рН процесса 1,5-2,0. Использование способа обеспечивает по сравнению с известным получение гипса, соответствующего марке Г-6IБ по ГОСТу 125-79, и исключает выбросы в окружающую среду серосодержащих газов.Формула изобретения
1. Способ вывода сульфат-ионов из растворов цинкового производства, включающий введение в раствор нейтрализатора, перемешивание и фильтрацию полученной суспензии, отличающийся тем, что в качестве нейтрализатора используют пульпу известняка с концентрацией 50-60 г/л. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что нейтрализацию осуществляют при рН 1,5-2,0.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
Похожие патенты:
Изобретение относится к способу извлечения молибдена из водных растворов вольфрамата, может быть использован в цветной и черной металлургии, а также при очистке промышленных и бытовых стоков
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности предназначено для очистки сульфатных цинковых растворов от примесей меди, кадмия и кобальта цинковой пылью, приготовленной из сплава на основе цинка с легирующими компонентами
Изобретение относится к гидрометаллургии марганца и урана
Изобретение относится к гидрометаллургической переработке рудных концентратов, а именно к переработке лопаритового и других титансодержащих концентратов
Способ переработки лопаритового концентрата // 2171303
Изобретение относится к гидрометаллургичсской переработке рудных концентратов, а более конкретно к переработке лопаритового концентрата
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способу переработки растворов серной кислоты, содержащих никель, медь, цинк и другие примеси, образующихся в процессе производства меди, никеля и других металлов из сульфидного сырья
Способ переработки сплава лигатурного золота // 2151210
Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к аффинажу золота и серебра
Изобретение относится к гидрометаллургии тугоплавких металлов
Способ выделения ванадия из растворов // 2128236
Изобретение относится к гидрометаллургии ванадия, в частности, к способам выделения ванадия из растворов
Изобретение относится к биогидрометаллургии цветных металлов
Способ получения цинка из цинкового дросса // 2188244
Изобретение относится к металлургической промышленности и может быть использовано для получения цинка из отходов горячего цинкования стальных полос - цинкового дросса
Изобретение относится к цветной металлургии, в частности предназначено для очистки сульфатных цинковых растворов от примесей меди, кадмия и кобальта цинковой пылью, приготовленной из сплава на основе цинка с легирующими компонентами
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам переработки железосодержащих материалов из отходов металлургического производства, и может быть использовано в черной металлургии для извлечения легковозгоняемых цветных металлов из пылей, шламов, руд при одновременном получении из них сырья для выплавки стали или чугуна
Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно: к области получения чистого оксида цинка из различного цинкосодержащего техногенного сырья
Изобретение относится к области цветной металлургии, а именно: к области получения чистого оксида цинка из различного цинкосодержащего техногенного сырья
Способ извлечения металла // 2179192
Изобретение относится к гидрометаллургической обработке руд и концентратов металлов
Способ переработки цинксодержащих материалов // 2175356
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке некондиционных цинксодержащих промпродуктов обогатительных фабрик и коллективных медно-цинковых концентратов
Способ переработки цинксодержащих материалов // 2175356
Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано при переработке некондиционных цинксодержащих промпродуктов обогатительных фабрик и коллективных медно-цинковых концентратов
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, к переработке цинковых кеков вельцеванием
Изобретение относится к области гидрометаллургии цветных металлов