Способ переработки железосодержащих отходов гидрометаллургического производства цинка

Способ переработки железосодержащих отходов гидрометаллургического производства цинка

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в химической технологии. Цель изобретения - повышение выхода конечного продукта и удешевление процесса. Переработку железосодержащих отходов гидрометаллургического производства цинка осуществляют обработкой их в водном растворе сульфата железа (II) с концентрацией железа (II) 11-30 г/л в присутствии металлического железа с продувкой воздухом при 50-90°С при PH суспензии 2,7-3,5 и соотношении в суспензии железа (III) к железу (II) (1,6-6,6) : 1, обработку ведут 35-60 ч, образовавшийся продукт отфильтровывают, промывают и сушат.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

7. А1 (19) (11) (g1) 4 С 22 В 7/00

3ГЕОВ:;1! М

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ПАТсЕТй".

6 ;Б ;,„":

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4330178/23-02 (22) 14.10.87 (46) 30.05.89. Бюл. Р 20 (71) Всесоюзный научно-исследовательский горно-металлургический институт цветных металлов (72) А.Ф.Матвеев, В.М.Пискунов, A.Ñ.ßðîñëàâöåâ, Н. Г.Краснобай и Л.М.Ленев (53) 669.536(088.8) (56) Патент Финляндии Р 47907, кл. С 22 В 7/00, 1974.

Авторское свидетельство СССР

Ф 711138, кл. С 22 В 7/00, 1980. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖЕЛЕЗОСОДЕРЖАЩИХ ОТХОДОВ ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО

ПРОИЗВОДСТВА ЦК1КА

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в химической технологии.

Цель изобретения — повышение выхода конечного продукта и удешевление процесса.

Пример 1. Переработку железосодержащего отхода проводят по предлагаемому способу в лабораторных условиях.

В реактор загружают 80 г обрези листового железа, заливают 1 л раствора сульфата железа (II), содержащего 13 5 r Fe. (II), нагревают до

50 С, при перемешивании добавляют

22,5 r Ге (III) в форме ярозита (75 г), обеспечивая соотношение ионов F (ТТТ) к Ре (П) .1,66:1, про2 (57) Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано в химической технологии. Цель изобретения — повышение выхода конечного продукта и удешевление процесса. Переработку железосодержащих отходов гидрометаллургического производства цинка осуществляют обработкой их в водном растворе сульфата железа (II) с концентрацией железа (ТХ)

11-30 г/л в присутствии металлического железа с продувкой воздухом при

50-90 С при рН суспензни 2,7-3,5.и соотношении в суспенэии железа (III) к железу (II) (1,6-6,6):1, обработку ведут 35-60 ч образовавшийся продукт отфильтровывают, промывают и сушат. дувают воздух в течение 46 ч со скоростью 10 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии 3,5, компенсируя убыль раствора промводой от промывки продукта предыдущего опыта.

Образовавшийся продукт отфильтро- вывают, промывают сушат. Маточный раствор и промывные воды используют для последующих процессов, В результате получают 99 r железооксидного продукта, однородного по составу с требуемым содержанием оксида железа (54,3%).

Выход продукта от отхода 1327..

Пример 2, Обработку железосодержащего отхода проводят по предлагаемому способу в укрупненно-лабораторных условиях.

3 148296

В реактор объемом 180 дм, снабженный металлической решеткой ("ложным днищем"), загружают 29 Kr металлического железа (обрезь тарного производства), заливают 100 л раствора суль5 фата железа (ХХ) с концентрацией Ре, 30 г/л, нагревают до 65 С, при перемешивании добавляют 10,2 кг Ре (III) в форме ярозита (34 Kr), обеспечивая соотношение ионов Fe. (III) к Fe (II)

3,4:1, продувают воздух в течение

42 ч со скоростью 30 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суслензии 2,7, компенсируя. убыль раствора эа счет упаривания промводой от промывки продукта предыдущего опыта.

Полученный продукт отфильтровывают, промывают, сушат. Маточный раст- 20 вор и промывные воды используют для последующих процессов. В результате получают 47 кг железооксидного однородного по составу продукта с требуемым содержанием оксида железа 25 (57 мас.%).

Выход продукта от отхода 1407. °

Пример 3. Обработку железосодержащего отхода ведут по предлагаемому способу в полупромышленных ус- 30 лов иях, В реактор объемом 2,5 мз, снабженный металлической решеткой ("ложным днищем"), загружают 746 кг железа в виде отхода штамловочного производства, заливают 1,2 м раствора сульфата железа (II) С„., =21,7 г/л, о нагревают до 90 С, при перемешивании добавляют 172 кг Ре (III) в форме ярозита (574 кг), обеспечивая соотно- 40 шение ионов Fe (ХХЕ) к Fe (II) 6,6:1 продувают воздух в течение 35 ч со скоростью 20 л/мин. Процесс ведут лри постоянном значении рН суспензии

3,0, компенсируя убыль раствора sa 45 счет упаривания промводой от промывки продукта предыдущегО опыта.

Полученный продукт отфильтровывают, промывают, сушат. Маточный раствор и промывные воды используют для последующих опытов. В результате получают 775 кг железооксидного однородного по составу продукта с требуемым содержанием оксида железа (5 5,7 мас.7,) .

Выход продукта от отхода 1357„.

Пример 4, Обработку железосодержащего отхода ведут по предла7 4 гаемому способу в укрупненно-лабораторных условиях.

В реактор объемом 180 дм, снабженный металлической решеткой, загружают 6,5 кг металлического железа (обрезь тарного производства), заливают 100 л раствора сульфата железа (II) с концентрацией Fe 15 г/л, о нагревают до 70 С, при перемешивании добавляют 1,5 кг Fe (III) в форме ярозита (5 кг), обеспечивая соотношение ионов Fe (III) к Ре (II) 1:1, продувают воздух в течение 60 ч со скоростью 15 л/мин. Процесс ведут лри постоянном значении рН суспенэии

3,2, компенсируя убыль раствора промводой от промывки продукта предыдущего опыта.

Полученный продукт отфильтровывают, промывают, сушат. Маточный раствор и промывные воды используют для последующих процессов. В результате получают 7,7 кг продукта, не однородного по составу, с содержанием оксида железа 60 мас.%, т.е. выше требуемого, представляющего собой механическую смесь соединений железа. Поставленная цель не достигается.

Выход продукта 1537..

Пример 5. Обработку железосодержащего отхода проводят по предлагаемому способу в укрупненно-лабораторных условиях.

В реактор объемом 180 дм, снабженный металлической решеткой, загру.— жают 46 кг металлического железа (обреэь тарного производства), заливают 100 л раствора сульфата железа (ЕХ) с концентрацией Ре 22 r/ë, нао гревают до 80 С, при перемешивании добавляют 15,62 кг Fe (III) в форме ярозита (52 кг), обеспечивая соотношение ионов Ре (III) к Ре (II) 7,1: 1, продувают воздух в течение 40 ч со скоростью 30 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспенэии 2,7, компенсируя убыль раствора лромводой от промывки продукта, предыдущего опыта, Установлено, что в процессе обработки отхода материал суспензии подвергается самоистиранию, при этом получаемый продукт в количестве

63 кг с содержанием Fe<0 50,67, не покрывается гидроксидом железа, т.е. поставленная цель не, достигается.

2967

5 148

Выход продукта от исходного сырья

120 .

Пример 6. Обработку железоI содержащего отхода ведут по прототипу в лабораторных условиях.

Желе зо содержащий отход — калиевый яроэит — в количестве 500 r загружают в раствор едкого калия, имеющего а рН 14 и температуру 20 С. Выщелачивание ведут в течение 2 ч до конечного значения рН пульпы 7,0. Расход едкого калия на выщелачивание состав." ляет 185 r или 1,1 от стехиометрически необходимого количества на разложение калиевого ярозита.

Остаток от выщелачивания и промывки содержит, кроме оксида железа оксиды других металлов, выход остатка 45 от исходного ярозита.

Пример 7. Обработку железосодержащего отхода ведут по предлагаемому способу в полупромышленных условиях.

Р> реактор объемом 2,5 м, снабженный металлической решеткой, загружают 345 кг железа в виде жести, заливают 1«2 мз раствора сульфата железа (II), С = 18 г/л, нагревают до

80 С, при перемешивании добавляют

86,4 кг Ре (III) в форме ярозита (288 кг), обеспечивая соотношение ионов Fe (III) к Fe (II) 4,0:1, про«; дувают воздух в течение 44 ч со скоростью 10 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии

4,0, компенсируя убыпь раствора за счет упаривания промводой от промывки продукта предыдущего опыта.

Полученный продукт отфильтровывают, промывают, сушат. Маточный раствор и промывные воды используют для последующих процессов. В результате получают 489,6 кг продукта, не однородного по составу, с низким содержанием оксида железа (46«7 мас. ).

Выход продукта от отхода 170 .

Большой выход продукта обусловлен образованием значительного количества гидроксосульфата жел за типа

Ре Оз $0, пН О, в результате чего получают механическую смесь ярозита и указанного соединения железа. Поставленная цель не достигается.

Пример 8. Переработку железосодержащего отхода проводят.по предлагаемому способу (в лаборатор-. ных условиях).

В реактор загружают 80 г обре зи листового железа, заливают 1 л раствора сульфата железа (II) содержащего 11 г/л Fe (II), нагревают до 50 С, при перемешивании добавляют 17,6 r железа (III) в форме яроэита (58,7 г) обеспечивая соотношение железа (III) к железу (ТХ), в пульпе 1,6: 1, продувают воздух в течение 47 ч со скоростью 10 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии

3 5.

Образовавшийся продукт фильтруют, промывают, сушат. В результате получают 80 г железооксидного продукта, однородного по составу, с требуемым содержанием оксида железа (54 мас. ).

Выход продукта 135 .

Ча примере видно, что концентрация железа (II) в растворе 11 г/л, соотношение Fe (III) к Fe (II) 1,6, а также значение рН 3,5 обеспечивает достижение поставленной цели.

Пример 9. Переработку железосодержащего отхода проводят по е предлагаемому способу (в лабораторных условиях).

В реактор загружают 80 r обреэи листового железа, заливают 1 л раствора сульфата железа (II), содержащего 8 г/л железа (II), нагревают о до 50 С, при перемешивании добавляют 24 r железа (III) в форме ярозита (80 г), обеспечивая соотношение железа (III) к железу (II) 3,0:1, продувают воздух в течение 72 ч со скоростью 10 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии

3,2.

Образовавшийся продукт фильтруют« промывают, сушат. В результате получают 111 r железооксидного продукта, однородного по составу, с требуемым содержанием оксида железа (54,5 мас.Ж)

Выход продукта 139 ..

Из полученных данных видно, что поставленная цель достигается, однако процесс протекает крайне медленно, т.е. с низкой производительностью, что приводит к удорожанию процесса.

Пример 10. Переработку железосодержащего отхода проводят по предлагаемому способу в укрупненнолабораторных условиях.

В реактор объемом 180 дм загружают 30 кг металлического железа

1482967 (обреэь тарного производства), заливают 100 л раствора сульфата железа (II) с концентрацией железа (II)

35 г/л, нагревают до 65 С, при перемешивании добавляют 12 кг железа (III) в форме ярозита (40 кг), обес— печивая соотношение железа (III) к железу (II) в пульпе 3,45:1, продувают воздух в течение 40 ч со скоростью 30 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии 2,7, Полученный продукт фильтруют, промывают, сушат. В результате получают

60 кг продукта, не однородного .по составу, с содержанием оксида железа 59,3 мас.%, т.е. вьш е требуемого.

Выход продукта от отхода 150%.

Полученный продукт из-эа высокой скорости образования и роста микрокристаллов оксигидроксида железа представляет собой механическую смесь соединений железа. Поставленная цель не достигается, Пример 11. Переработку желе- 25 зосодержащего отхода проводят по предлагаемому способу (в лабораторных условиях).

В реактор загружают 80 г обреэи листового железа, заливают 1 л раст- 30 вора сульфата железа- (II), содержащего ?О г/л железа (?Х), нагревают о до 60 С, при перемешивании добавляют 24 г железа (III) в форме яроэита (80 r) обеспечивая соотношение железа (III)к железу (II) 3,0:1, продувают воздух в течение 98 ч (со скоростью 35 л/мин, Процесс ведут при постоянном значении рН суспенэии

2,4.

Образовавшийся продукт фильтруют промывают, сушат ° В результате полу чают 104 г готового продукта, однородного по составу, с требуемым содержанием оксида железа (54 ).Выход продукта 130% однако при этом резко снижается производительность процесса, что приводит к его удорожанию.

Поставленная цель не достигается.

Пример 1?, Обработку железосодержащего отхода проводят по пред50 лагаемому способу в укрупненно-лабораторных условиях.

В реактор объемом 180 дм, снабженный металлической решеткой ("лож55 ным днищем"), загружают 20 кг метал- лического железа .(обрезь тарного производства), заливают 100 л раствора

t сульфата железа (II) с концентрацией железа (II) 11 г/л, нагревают до о

55 С, при перемешивании добавляют

7,26 кг железа (III) в форме ярозита (?4,2 кг), обеспечивая соотношение железа (III) к железу (II) в пульпе

6,6:1, продувают воздух в течение

60 ч со скоростью 18 л/мин. Процесс ведут при постоянном значении рН суспензии 2,7, компенсируя убыль раствора промводой от промывки продукта предыдущего опыта.

Полученный продукт отфильтровывают, промывают, сушат. Маточный раствор и промывные воды используют для последующих опытов. В результате получают 31,7 KI железооксидного однородного по составу продукта с требуемым содержанием оксида железа (56 ) .

Выход продукта от отхода 131 ..

Преимуществами предлагаемого способа переработки желеэосадержащих отходов гидрометаллургического производства цинка в сравнении с прототипом являются высокая экономическая эффективность за счет исключения расхода остродефицитных и дорогостоящих щелочных агентов и использования дешевого, доступного реагента — металлического железа (отхада тарного и метиэного производства); высокий выход готового продукта, однородного по составу, переработка яроэита ведется по замкнутой бессточной технологии беэ выделения вредностей и побочных продуктов.

Формула изобретения

Способ переработки железосодержащи х от хода в гидр амет аллур гичес ко го производства цинка, включающий обработку отходов водным раствором реагента при 50-90 С, промывку и сушку готового продукта, о т л и ч а ю— шийся тем., что, с целью повышения выхода конечного продукта и удешевления процесса, обработку отходов ведут в водном растворе сульфата железа (ТХ) с концентрацией железа

11-30 г/л в присутствии металлического железа при рН суспензии 2,73,5 и соотношении s суспензии железа (III) к железу (II) (1,6-6,6):1 с продувкой кислородом воздуха, причем процесс ведут в течение 35-60 ч.