KR810002104B1 - 아연과 철이 함유된 유화광의 2단계 가압 침출방법 - Google Patents

Abstract

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Description

아연과 철이 함유된 유화광의 2단계 가압 침출방법

본 발명의 조작을 설명한 공정도

본 발명은 아연과 철을 함유하는 황화물로부터 아연을 추출하기 위한 방법에 관한 것으로, 특히 황화아연 광석으로부터 아연을 회수하고, 더불어 회수아연과 연관한 황화물 유황을 원소상 유황으로 전화시키는 이단계 습식 야금적 가압 침출방법에 관한 것이다.

미국특허 제2,996,440호에 서술된 바와같이, 고온과 고압에서 산소함유 가스의 존재하에 수성황산과 황화아연 철광을 반응시켜서, 아연-함유 황화아연 철광으로부터 아연을 추출하는 것은 잘 알려져 있다. 이 특허의 방법에서는 미세분된 황화물을 황화물중의 아연분과 결합시켜서 황화 아연을 생성시키는데 적어도 충분한 양의 유리황산을 함유하는 수성 황산용액중에서 슬러리로 하고, 이 슬러리를 산소과압하에서 유황의융점보다 낮은 고온으로 유지하여 황화광으로부터 아연을 추출하므로써 황화물 유황을 원소상 유황으로 산화를 거의 완료한다. 침술 용액을 정제한 후는, 전기분해 등의 종래 아연회수 방법으로 처리하는 것이 적합하고, 침술 잔유물에 원소형태로 나타나는 유황은 침출 잔유물로부터 공정의 부산물로 회수할 수 있다.

종래의 이러한 방법에 의하면, 침출반응은 유황의 융점 이하의 온도, 즉 약 119℃ 이하에서 행한다. 이 반응온도는 침출이 끝난 후 유황의 융점 이상으로 약 160℃까지 임의로 올릴 수 있으며, 그러나 만약 침출단계에서 유황의 융점 이상 온도를 사용하면 산화반응중에 생성된 원소상 유황이 슬러리중에 액체상의 유황구로서 존재하며, 슬러리에서 황화아연 입자는 이들 액체상의 유황구에 의하여 습윤화되어 있고, 그 내부에 흡수되어 그 결과 그 이상의 산화로부터 막아주며, 황화물 침출반응은 정지한다. 침출단계에서 유황의 융점이하의 온도를 이용하여 이러한 문제를 피할 수 있지만, 황화물로부터 아연분을 실질적으로 완전하게 추출하는데 요구되는 유지시간이 불필요하게 연장되기 때문에 불편하다.

미국특허 제3,477,927호에는, 황화물에 함유되어 있는 모든 아연과 결합하여 황산아연을 생성하는 황산이온을 필요한 양보다 적은 황산을 함유하는 슬러리에서, 산화성 조건하에 유황의 융점 119℃ 이상의 온도에서 황화 아연철을 가압 침출하는 것이 기술되어 있다. 이러한 조건에서는 반응속도가 빨라진다.

예를들면 산농도와 황화물 농도를 적당히 조절하고, 약 2시간 동안 유지하므로써 용액에서 150g/ℓ의 아연농도에 도달할 수 있고, 유리산 농도와 용해철 농도를 적은 값까지 저하시킬 수 있다. 얻은 침출용액은 다음의 철 제거조작, 정제조작 및 전해 아연 채취조작으로 직접 처리하는데 적합하다. 원소상 유황, 미반응 황화물과 수화 산화철을 함유하는 잔유물은 먼저 원소상 유황과 황화물 부분을 수화 산화철 부분으로부터 분리시키고, 원소상 유황-황화물 부분은 다시 처리하여 유황을 황화물로부터 분리하고, 황화물을 가압 침출단계로 재순환시킨다. 재순환된 황화물은 침출단계로 새로히 공급된 황화물과 같이 움직인다.

또한 유황은 공정부산물로 된다.

상술한 방법은 미국특허 제2,996,440호 방법중의 어려운 문제를 많이 피할 수 있지만, 고질적인 단점은 피할 수 없다. 이들중 하나는 침출잔유물과 원소상 유황가격이 매우 저렴한 경우, 또는 잔유무리 다른 유용물 예를들면 고가금속이 잔유물 처리비용을 상쇄할 만큼 적어도 부분적으로도 상쇄하는데 충분한 양으로 함유되어 있지 않는 경우 또는 이와 같은 2개의 현상이 중복하에 나타나는 경우, 미침출 황화물을 침출잔유물 및 원소상 유황으로부터 분리하는 조작이 비경제적이다.

또 다른 단점은 모든 황화아연 농축물을 이 공정으로 균등하게 처리할 수는 없는 것이다. 약간의 농축물이 최적 조건하에 있더라도 침출반응이 원하는 만큼 신속하게 진행되지 않으며, 그 결과 소요 아연농도를 가지고 산농도 및 용해철 농도가 적당히 낮은 용액을 제조하는데 필요한 유지시간이 불필요하게 길다.

본 발명은 상기 서술한 종래 방법에 부수되는 문제를 야기시키지 않고 광범위한 종류의 아연함유 황화물을 처리하여 아연을 추출하고 원소상 유황을 제조하는데 효과적인 직접 가압 침출방법을 제공한다.

더우기 본 발명은 미분상의 황화물을 산화성 조건하에서 황산 수용액으로 가압 침출시켜서, 원소상 유황으로 황화물 유황을 전화시킴과 함께, 황산아연을 함유하는 침출-종료용액을 생성시키고, 이 용액을 정제후 전기분해하여 음극 아연을 회수함과 동시에 잔유물인 아연분과 황산을 함유하는 유화광으로부터 아연을 회수하기 위한 새로운 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 새로운 방법에 따르면, 황화물을 산소의 정분압하에 약 135℃ 이상과 약 175℃ 이하의 온도에서 역류 2단계에서 침출시키고 유화광을 두 침출단계중 제1단계에서 공급하고, 복귀용 전해액을 두침출 단계중 제2단계에 공급하므로서, 아연을 비교적 신속하고 완전하게 추출함과 함께 철이 적고 유리산이 적은 침출종료 용액을 생성시킨다. 제1침출단계에 공급되는 황화물의 양은 복귀용 전해액을 사용하여 제2침출단계에 공급되는 산의 양과 상호 비교하여 조정하고, 이는 황화물 형태인 아연의 최소한 1몰이 제2침출단계에 들어가는 산의 각 1몰당 적어도 1몰의 아연이 황화물의 형태로 제1침출단계에 들어가도록 하고, 이와 동시에 제2침출단계에 들어가는 복귀용 전해액의 양을 조절하여 황화물에서 추출하고 전해액중에 용출되어야 하는 아연 각 1몰당 약 1몰의 산을 넣어서 전해액의 아연농도를 전해조각시 처리에 적합한 수준까지 높이도록 한다. 제1단계 침출을 계속하여 유화광으로부터 아연분을 추출함과 동시에 황화물 유황을 원소상 유황오로 전화시키고, 미반응 황호물, 원소상 유황과 석출된 철을 함유하는 제1단계 침출 잔유물과, 용해아연, 약 3g/l 이하의 유리 황산과 약 2g/ℓ 이하의 용해철을 함유하는 침출용액을 제조한다.

제1단계 침출에서 침출용액을 먼저 정제공정으로 통과시킨 다음 아연 전해공정으로 보내고, 제1단계 침출잔유물은 제2침출단계로 보낸다. 제2단계 침출을 계속하여 제1단계 침출잔유물로부터 모든 아연을 추출하고, 모든 미반응 황화물, 원소상 유황과 석출된 철을 함유하는 제2단계 침출 잔유물과 추출 아연, 미반응 황산과 용해철을 함유하는 제2단계 침출용액을 만들고, 제2단계 침출용액은 제2단계 침출 잔유물로부터 분리하고, 제1침출단계로 보낸다.

본 방법은 비교적 간단하여 아주 좋은 잇점을 얻는다.

비교적 높은 침출온도와, 제1침출단계에 들어가는 유화광의 양을 제2침출단계에 들어가는 산의 양에 대하여 특정적으로 조절하므로서, 제1침출단계에 공급되는 광물질 황화물증의 산 반응성 성분과 화학량론적으로 결합하는데 필요한 양보다 적은 부족한 산이 제1침출단계에 존재하는 반면에 제2침출단계에 들어가는 제1단계 침출잔유물중의 모든 산반응성 성분과 화학량론적으로 결합하는데 필요한 양보다 많은 과잉의 산이 존재해야 한다. 이것은 최소의 유지시간으로 공급원료로부터 아연분을 완전하게 추출함과 동시에 생성 침출용액의 용해철과 유리산의 농도는 원하는 만큼 낮은 수준이어야 한다.

본 발명의 방법은 황화아연-철을 함유하는 고급원료나 저급원료에 적용할 수 있다. 그러나 통상 출발물질은 아연함유 황화물 광석을 우선 포말부유선광(浮遊選鑛)에 의하여 얻은 고급아연과 철을 함유하는 황화물 농축물이다. 이러한 농축물은 아연 이외에 다른 비철금속도 함유한다. 예를들면 대표적인 황화 아연의 농축물은 약간의 동, 납, 닉켈과 코발트, 카드뮴과 많은 경우엔 고가금속을 함유한다. 그러므로 본 발명에서 ＂철을 함유하는 황화아연 철＂ 또는 간단하게 ＂황화물＂이라 칭하는 것은 이러한 원료를 포함하고, 또 첨가성분 또는 천연으로 존재하는 성분으로서의 철을 함유하고, 경제적으로 회수할 수 있는 양의 아연을 황화물 형태로 함유하는 다른 고급 또는 저급원료를 포함함을 의미한다.

본 발명의 방법으로 처리하여 최적의 결과를 얻기 위하여는, 출발물질 황화물을 미세입자상으로 하는 것이 바람직하며, 본 발명을 아주 좋게 실시하기 위하여는, 출발물질은 325 메쉬의 표준 타일러(tyler) 스크린을 약 90% 통과하는 것이 바람직하고, 325메쉬의 표준타일러 스크린 통과분이 약 97%인 것이 더 바람직하다. 부유선광법에 의한 농축물과 같은 원료는 어떤 경우에 미리 적당한 입자크기의 범위내에 있는 것이 바람지가다. 적당한 입자 크기의 범위내에 있지 않은 원료는 예를 들어 습식볼밀 등으로 먼저 분쇄하는 것이 바람직하다.

첨부된 도면에 도시된 바와같이, 본 방법에는 다섯가지의 기본조작이 있다. 이들은 제1침출단계, 제2침출단계(12), 철제거(14), 침출용액정제단계(16)와 아연전기 분해단계(18)가 있다. 또한 제1침출단계(10), 철제거단계(14), 침출제침출단계(16) 및 제2침출단계(12) 다음에는 액체-고체 분리단계(20), (22), (24)와 (26)이 존재한다.

본 발명의 방법을 실시하는데 있어서, 황화물은 필요에 따라 분쇄후, 제2침출단계(12)로부터 재순환된 침출종료용액을 사용하여 슬러리하고, 생성 슬러리를 제1침출단계(10)로 보낸다. 제1침출단계(10)에 공급된 슬러리는 주로 도시되지는 않았지만, 별개의 슬러리-보급단계에서 연속적으로 제조하고, 용액중에 황화무리 상온 상압에서 분산하는 것이 바람직하다. 황화물이 철을 함유하지 않거나 철이 부족할 때에는 슬러리에 철을 첨가하여 철 함유량을 조절하는 것이 바람직하다. 철은 슬러리중에 미세분의 철 입자형태로, 또는 산화성 조건하에서 용액중에 해리하여 제1철과 제2철이온을 생성하는 화합물 형태로, 공급할 수 있다.

철 첨가제로서 적합한 화합물은 산화제2철, 자황철광과 철섬아연광이 있다. 일반적으로, 첨가하는 철 또는 철 화합물의 양은 슬러리의 모든 산화가능한 철의 함유량을 아연 함유량의 약 5-15중량%로, 즉 슬러리중의 아연 각 20g마다 약 1-3g으로 충분한 양으로 할 수 있다.

제1침출단계(10)에 공급된 슬러리의 펌프 밀도, 즉 제1침출단계에 공급된 용액과 황화물의 상대량은 최종침출용액중 원하는 아연농도와 황화물의 아연함유량에 따라 결정된다. 통상,약 20-50%내의 펄프밀도에서 조작하는 것이 바람직하고, 용액에서 산소와 고체의 최적수준을 유지하여 얻은 분산시 수준이상으로 펄프 미로가 증대하면 반응속도는 감소하고, 반면에 펄프 밀도가 너무 낮아도 공정의 전체 효율이 감소한다.

본 공정의 필수불가결한 특징은 다음과 같이 각 제1 및 제2침출단계에서 산과 황화물 농도를 조절하는데 있다.

(가) 제1침출단계(10)에서 나은 최종 침출용액으로부터 아연을 회수하기 위한 전기분해처리에 적합하도록 충분한 용해아연 예를들면 140-180g/ℓ을 함유하도록, 충분한 산과 황화물을 침출회로에 넣는 것과,

(나) 제1침출단계(10)에 들어가는 황화물의 양을 제2침출단계(12)로부터 재순환된 용액에서 이용할 수 있는 모든 산(유리황산과, 용액중의 모든 제1철 및 제2철이 Fe(OH)₃로서 용액으로부터 석출되도록 하는 황산을 뜻한다)과 반응시키는데 필요한 양보다 과잉으로 하는 것과,

(다) 제2침출단계에 들어가는 유리산의 양을, 제1침출단계로 보낸 잔유물중의 모든 산반응성 성분과 화학량론적으로 반응하는데 필요한 양보다 과잉으로 하는 것이다.

본 발명에 의하면, 이들의 각 필요조건은 제1침출단계(10)에 공급되는 각 황화물의 양을 제2침출단계(12)에 공급되는 산의 양에 대하여 상대적으로 조절하고, 제2침출단계에 들어가는 산 각 1몰당 최소한 1몰 이상의 아연이 황화물의 형태로 제1침출단계에 들어가도록 하는 것이 바람직하다. 동시에 제2침출단계에 들어가는 복귀용 전해액의 양(산의 양)은, 황화물로부터 추출하고 전해액중에 용해하여 전해액의 농도를 전해단계의 처리에 적합한 수준까지 증가되도록 아연 각몰당 약 1몰의 산이 들어가도록 조절한다.

특별한 경우에 제2침출단계로 공급된 복귀용 전해액의 정확한 양은 복귀용 전해액에 남아 있는 아연의 양(통상 40-60g/ℓ), 공급원료중의 납등의 산 소비성 성분의 양, 침출중 생성된 산의 양과 전체 아연추출 효율등을 포함하는 다수의 요인에 따라 좌우된다. 대부분의 경우에 추출해야 하는 아연 1몰당 약 0.9-1.2몰의 유리산을 제2침출단계로 공급해야 한다.

복귀용 전해액는 전기분해 단계(18)에서 금속상으로 회수한 아연의 양에 상당하는 양의 유리산을 함유하기 위하여 공정을 연속적으로 조업하고 원하는 산은 하기에 서술한 바와같이, 기계적손실, 예를들어 납과 칼슘과 같은 반응성 물질에 의한 비가역 반응에서, 소비되는 손실을 보상하는데 충분한 산을 발생시키는 제조건하에서 제1 및 제2침출단계를 조작하므로서 간단히 유지할 수 있다.

상술한 방법으로 제1침출단계로 공급된 황화물의 양과 제2침출단계에 공급된 유리산의 양의 상호조절은 제1침출단계에지 황화물중의 모든 아연과 기타 산 반응성 성분과 결합시키는데 필요한 양보다 산을 그 이하로 하고, 제2침출단계에 제1침출단계에서 나온 잔유물 중의 모든 산반응성 성분과 결합시키는데 필요한 양보다 과잉의 산이 존재하도록 한다. 그 결과, 제1단계에서 pH는 반응진행에 따라 예를 들어 2-3 또는 그 이상으로 상승하며, 이로써 신속한 가수분해를 촉진하므로서 제1침출단계(10)로부터 나온 침출 종료용액으로부터 용해철의 석출을 촉진하다. 비교적 소량의 아연, 예를들어 약 25중량%의 아연을 제1침출단계에서는 황화물로부터 추출할 수 있는 반면에, 최종 용액중 전체 아연함유량을 원하는 수준까지 할 수 있는데 그 이유는 제2침출단계에서 제1침출단계로 들어온 용액에 용해아연 함유량이 크기 때문이다. 예를들면 제2침출단계에서 재순환된 용액은 130g/ℓ의 Zn, 10g/ℓ의 Fe과 30g/ℓ의 H₂SO₄를 함유하며, 제1침출단계를 제거한 생성침출용액은 160g/ℓ의 Zn, 1g/ℓ이하의 Fe와 2g/ℓ이하의 H₂SO₄를 함유한다. 제2침출단계에서는, 이 단계에 공급된 제1침출단계 잔유물의 산 반응성 성분과 결합하는데 필요한 양보다 과잉의 산이 존재하기 위하여, 강한 산성조건이 지배적이고, 이것은 제1단계 침출잔유물로부터 아연분의 완전한 추출 즉 97중량% 또는 그 이상의 신속한 추출을 할 수 있다.

제1 및 제2침출단계는 예를들어 오오토크레이브와 같이 교반장치가 된 압력용기 내에서 유황의 융점 이상의 온도 즉 135°-175℃에서 행한다. 약 135℃ 이하의 온도에서는 침출반응이 비교적 느리므로 본 공정의 경제성에 악영향을 미치며, 산화 반응하는 동안 약간의 원소상 유황은 황산으로 전화하며, 조작온도는 약 140-160℃가 좋다. 그러나 전술한 바와 같이 기계적인 산의 손실을 보충하고 납과 같은 희석용금속과 캄슘과 마그네슘과 같은 맥석물질에 의하여 부득이한 부반응으로 소모된 산을 보충하기 위하여 대부분의 경우 약간의 산의 생성이 필요하다. 약 175℃ 이상의 온도에서는 원소상 유황은 비교적 빠른 속도로 황산으로 전화되기 때문에, 산균형을 유지하기 위하여 필요한 황산보다 많아야 한다. 침출반응은 발열반응이므로 한번 반응이 시작되면 외부에서 가열하지 않아도 슬러리을 유지하는데 충분한 열이 생성된다.

제1단계 및 제2단계 침출반응을 행하는 전체 압력은 산화반응 온도에서 자연적으로 발생되는 압력에 산화성가스의 과압을 가하는 것이다. 산화가스로서 산소가 좋으며 그러나 공기 또는 산소가 풍부한 공기를 사용할 수 있다. 반응은 약 20kPa 이상의 산소 과압으로 충분히 진행한다. 그러나 산소과압이 증가함에 따라 반응속도도 증진하다. 따라서 약 100kPa 이상 바람직하기로는 약 150-400kPa의 산소과압을 사용하는 것이다. 산소 압력의 상한선은 사용된 장치에 따라 나타낼 수 있다. 일반적으로 경제적인 이유로 비싼 고압장치의 사용을 피하기 위하여, 통상 상한선은 약 1000kPa 산소과압 또는 공기과압으로 한다.

바람직하기로는 소량의 계면 활성화합물을 제1 및 제2 침출단계의 침출 슬러리에 첨가하는 것이다. 미국 특허 제3,867,268호에 상술된 바와같이 리그닌설폰산나트륨과 리그닌설폰산칼슘, 탄닌 화합물과 설폰산알킬알릴과 같은 화합물을 사용하여 유황의 융점 이상의 고온에서 가압산이 산화하는 동안 아연추츨을 증진할 수 있다.

본 방법의 목적을 위하여 제2침출단계에서 케브라코(Quebracho) 추출물은 최소한 약 0.1g/ℓ이상 바람직하기로는 약 0.25g/ℓ을 첨가하는 것이 좋다.

제1단계 침출반응은 제1단계 침출용액에서 모든 유용한 산이 황화물에 의하여 소모되고, 침출종료 용액의 pH가 약 1.5 또는 그 이상, 바람직하기로는 약 2-3이 되고, 철 함유량이 2g/ℓ이하 바람직하기로는 0.5g/ℓ이하가 될 때까지 계속한다. 이러한 점에 도달하는데 요구되는 실제적인 침출시간은 조작과 장치의 상세한 설계는 물론 처리하는 황화물의 특성에 따라 변한다. 일반적으로 1.0g/ℓ의 황산과 2.0g/ℓ이하의 철을 함유하는 제1단계 침출종료용액은 약 40-60분에서 얻게된다.

제2침출단계(12)에서는, 침츨반응을 계속하여 제1침출단계 잔유물로부터 아연을 완전하게 추출시킨다.

통상, 약 40-120분으로 충분히 98% 또는 그 이상의 아연을 추출할 수 있음을 알 수 있다.

제2단계 침출이 끝날 때, 최종 침출슬러리를 침출용기로부터 후래쉬(flash) 탱크로 배출시킨 다음, 다시 상압의 용기에로 플래쉬한다. 제2단계 침출용기로부터 배출된 슬러리의 침출용액은 통상 약 100-140g/ℓ의 아연, 5-25g/ℓ의 철과 10-50g/ℓ의 황산을 함유한다. 침출용액을 종래 액체-고체 분리단계(26)에 의하여 불용해된 잔유물과 분리하고, 전량을 제1침출단계(10)로 보낸다.

제2침출단계의 잔유물은 양 침출단계에서 생성된 원소상 유황 모두와, 소량의 미침출 황화물, 수화산화물, 불용성 맥석물질과 출발물질중의 모든 귀금속을 함유하다. 이러한 잔유물은 폐기하거나, 다시 처리하기 위하여 저장하거나 또는 즉시 처리하여 원소상 유황과 기타 경제적으로 회수 가능한 유용물 예를들어 납을 회수할 수 있다.

또한 본 방법의 중요한 특징은 출발물질에 함유되어 있는 모든 고가금속이 크게 농축된 형태로 최종 잔유물에 남게 하는 것이다. 따라서 본 방법은 고가금속을 갖는 황화아연 농축물로부터 가치있는 부산물로 고가금속을 회수하기 위한 간단하고 효과적인 방법을 제공한다.

제1침출단계(10)에서의 침출 종료용액은 액체-고체분리단계(20)에서 불용해된 잔유물을 분리한 후, 철제거 조작단계(14)으로 보낸다. 철 제거는 침출 종료용액을 산화 아연 또는 드로스 및 공기와 접촉시켜서 효과적으로 할 수 있다. 또한 소성아연, 석회 또는 석회석과 같은 다른 산 중화제를 경우에 따라 사용할 수 있다. 제1침출단계에서의 침출 종료용액의 철과 유리산의 수준을 미리 낮게하기 때문에 종래 방법에 비하여 중화제가 철 제거단계에 매우 소량이 필요한 것이다.

침출 종료용액은 철 제거후, 용액을 정제단계(16)로 보내고, 액체-고체 분리단계(24)에서 불순물을 제거한후, 아연 전기분해단계(18)로 보낸다. 각 이들 단계는 공지된 처리 방법에 따라 행하며, 이들 자체는 본 발명의 부분을 형성하지 않는다. 전기분해단계(18)에서의 복귀용 전해액은 예를들어 40-60g/l의 잔존 아연분과 생성된 금속 아연의 1몰당 1몰에 상당하는 생성 황산을 함유하며, 제2출침출단계(12)로 보내고 본 발명의 폐회로 방법을 완성한다.

본 발명의 방법을 실시예를 들어 설명하면 다음과 같다.

[실시예 1]

시험을 다음 같은 분석치를 갖는 아연 농축물로 행한다.

Zn-45.8%, Cu-0.7%, Fe-14.1%, Cd-0.1%, S(전량)-33.9%, Mn-0.1%, Mg-0.3%, As-0.2%, Ca-0.2%, Al-0.16%, SiO₂-12%, 불용해분-1.8%.

이 농축물의 시료 1000g을 300㎤ 물에 혼합하고, 세라믹 볼 밑에서 100분 동안 분쇄하여 타일리 표준 스크린 325메쉬를 95% 통과하도록 했다. 분쇄 및 미분쇄물질의 스크린 분석치는 다음 도표 1에 표시되었다.

[표 1]

건조되고, 분쇄된 농축물 시료 1070g를 하기 서술한 방법으로 행한 제2단계 출침조각으로부터 얻은 4.9리터의 산 용액을 사용하여 슬러리로 한다. 이 용액은 121g/l의 아연, 17.2g/l의 황산과 93.g/l의 Fe을, 함유한다. 생성된 슬러리는 이용 가능한 산(이용 가능한 산은, 용액중의 모든 제1철 및 제2철이 용액으로부터 Fe(OH)₃로써 석출되도록 하는 H₂SO₄를 유리산에 가한것)의 1몰당 4.49몰의 아연을 고체중에 함유한다. 이 슬러리를 티타늄제 교반기와 다른 내부장치를 가진 용량 10ℓ의 납으로 내장된 오오토크레이브내에 장입한다. 이 슬러리를 206kPa의 산소분압하에 139℃에서 600rpm 정도로 교반하면서 가열하고, 이 온도로 30분동안 유지한다. 이 제1단계 침출에서의 침출종료 슬러리를 오오토크레이브에서 배출시키고, 용액을 여과하여 불용해된 잔유물과 분리시킨다.

건조불용해 잔유물이 중량은 984g이고, 분석에 의하면, 성분은 36.6%의 아연, 15.9%의 철과 36.4%의 유황이다. 용액의 pH는 2이고, 150g/l의 아연, 0.47g/l의 황산과 0.96g/l의 Fe을 함유하며, 이 용액을 4g/l의 석회석을 첨가하여 정제하고 pH를 5.5로 올린다.

산소를 살포하면서 용액을 1.4시간 동안 82℃에서 유지한 다음 이 철을 함유하지 않는 용액의 온도를 85℃로 올리고, pH를 4로 조절한다.

아연분, 황산등과 산화비소를 하기 도표 2에 표시된 바와 같이 첨가한다.

[도표 2]

용액을 여과하고 이의 온도를 80℃로 내린다. pH를 4로 조절하고 아연분과 황산등을 하기 도표 3에 표시된 바와같이 첨가한다.

[도표 3]

정제후 얻은 용액을 여과하고, 두 Pb-Ag 양극과 알루미늄 음극이 장치된 3-리터 도금 시험조를 사용하고, 금속정류기를 직류 전원으로 사용하여 여액을 전해 채취한다. 24시간 동안 0.043amp/㎠의 전류를 사용하면 쉽게 채취할 수 있는 아연 석출물을 얻는데, 이를 분석하면 다음과 같은 불순물(%)을 갖는다.

Cu-0.0005 Pb-0.0007 Cd-0.0002 Fe-0.0002.

감소된 전해액은 50g/l의 아연과 150g/l의 황산을 함유한다.

상기 서술한 아연 전기 분해에서의 감소된 전해액과 동일한 분석치의 유리산과 아연을 함유하는 인공적 복귀용 전해액을 제조하고, 상술한 제1단계 침출에서 나온 974g의 잔유물을 이 전해액 4.85ℓ를 사용하여 슬러리로 하고, 여기서 잔유물 중의 아연 1몰당 1.36몰의 유리산을 공급한다. 이 혼합물에 0.5g/l의 캐브라코를 첨가하고, 제2단계침출을 30분동안 제1침출에서 상술한 바와 같은 동일한 방법으로 행한다. 침출종료 슬러리를 배출하고, 불용해 잔유물로부터 분리한 용액은 중량이 532g이고, 분석하면 성분이 1.03%의 아연, 21.8%의 Fe, 159.8%의 유황(전량)과 42%의 원소상 유황을 함유하고 있다. 이 비석치로부터 계산된 아연추출율은 98.9%이고, 황화물 유황의 61.5%는 원소상 유황으로 전화된다. 제2침출단계 잔유물로부터 분리한 용액은 전술한 제1침출단계에 사용한 것과 실제적으로 동일한 조성을 갖는다.

Claims (1)

1. 아연과 철이 함유된 유화광으로부터 아연을 회수하기 위하여, 미분상의 상기 황화물을 산화성 조건하에서 수성 황산용액을 사용하여 가압침출하고, 황화물 유화을 원소상 유황으로 전화시킴과 함께 황산아연을 함유하는 침출 종료용액을 생성시키고 이 황산아연을 함유하는 침출종료용액을 정제후 전기분해하여 음극아연을 회수함과 동시에 잔존하는 아연분과 황산을 함유하는 복귀용 전해액을 생성시키는 방법에 있어서 상기 광물질 황화물로부터 아연을 신속 또는 완전하게 추출함과 동시에 용해 철분과 유리산의 최소한의 침출종료 용액을 생성시키기 위하여, 상기 가압침출을 산소의 정분압하에서 약 135-175℃의 온도에서 2단계 역류로 행한 상기 유화광을 이 2단계 역류가 압침출의 제1단계에서 공급하고 상기 복귀용 전해액을 이 2단계 역류가압침출의 제2단계에 공급하고, 상기 역류가압침출 제1단계에 공급한 상기 광물질황화물의 양을 상기 역류가압침출 제2단계에 서로 조절하여 상기 역류가압침출 제2단계에 들어가는 산 1몰당 최소한 약 1몰 이상의 아연이 황화물 형태로 상기 가압침출 제2단계로 들어가도록 하고, 동시에 상기 역류가압침출 제2단계에 들어간 복귀용 전해액의 양을 조절하여 이 전해액중에 용해되는 아연 1몰당 약 1몰의 산이 들어가서 전해액의 아연농도가 상기 전기분해조작시의 상기 침출종료용액의 처리에 적합한 수준까지 증대되도록 하고, 상기 역류 가압침출 제1단계를 속행하여 상기 유화광으로부터 아연분을 추출함과 동시에 황화물 유황을 원소상 유황으로 전화시킴과 함께 미반응 황화물, 원소상 유황과 석출된 철을 함유하는 제1단계 침출잔유물과 용해 아연, 약 3g/l 이하의 유리 황산과 2g/l 이하의 용해철을 함유하는 pH 1 이상의 제1단계 침출용액을 생성시키고, 상기 제1단계 침출용액을 상기 정제단계로 통과시킨 후 상기 전해분해단계로 보내는 한편 상기 제1단계 침출잔유물을 상기 역류가압 침출 제2단계로 보내고 상기 역류 가압 침출 제2단계를 속행하여 상기 제1단계 침출 잔유물로부터 모든 아연을 추출함과 동시에 모든 미반응 황화물, 원소상 유황과 석출된 철을 함유하는 제2단계 침출 잔유물과 상기 추출아연, 미반응황산과 용해철을 함유하는 제2단계 침출 용액을 생성시키고, 상기 제2단계 침출 용액을 상기 제2단계 침출 잔유물로부터 분리시키고 상기 역류 가압침출 제1단계로 보냄을 특징으로 하는 아연과 철이 함유될 유화광으로부터 아연을 회수하는 방법.

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