NO137758B - Fremgangsm}te ved utlutning av sink - Google Patents

Description

Ammoniakalsk utvinning av kobber og kobber-nikkel-malmer og konsentrater har en lang historie. Forslag for gjenvinning av kobber fra sulfidmineraler ved ammoniakalsk utlutning går så langt tilbake som til den siste del av det nittende århundre. Por eksempel foreslår US-patent nr. 58I.I6O å ekstrahere kobber fra kobbersulfider ved utlutning med en opp-løsning av vandig ammoniakk og et nitrat slik som ammoniumnitrat.

I den senere tid har det oppstått interesse for.en fremgangsmåte som omfatter ekstraksjon av nikkel fra sulfidmalmer ved behandling med en ammoniakalsk oppløsning under oksyderende betingelser ved høy temperatur og trykk, slik som beskrevet i US-patenter nr. 2.576.31^, nr. 2.726.931* og 2.882..263 samt bri-tisk patent nr. 7^6.633. Imidlertid er det her lite som angår bruk av ammoniakalsk utlutning for gjenvinning av sink fra sinkens sulfidmalmer, på tross av det faktum at sink danner komplekser med ammoniakk og på tross av at det lenge har vært kjent at sinksulfid oppløses i ammoniakalske oppløsninger i nærvær .av egnede oksydas jonsmidler.

I hovedpatentet, nr. 135-9^2 beskrives en fremgangsmåte

ved utvinning av kobber fra sulfidiske mineraler, en fremgangsmåte som omfatter opprettelse av en oppslemming av mineralene i en vandig oppløsning inneholdende ammoniumsulfat og fri ammoniakk, føring av oppslemmingen til en lukket utlutningsbeholder, omrøring av oppslemmingen i denne ved en temperatur innen om-

rådet 50-80°C og under tilførsel av oksygen til en dybde vesentlig under overflaten, og det vesentlige ved denne fremgangsmåte er at oppslemmingen omrøres ved en energitilførsel på minst 1,765 hk/m<3>.

Det er nå funnet at fremgangsmåten ifølge hovedpatentet også kan benyttes til å frembringe en forbedret fremgangsmåte for utlutning av sinksulfidmineraler med en ammoniakalske oppløsning for å gjenvinne sinkinnholdet ved bruk av utlutningsbeholdere som arbeider ved et atmosfærisk trykk eller så nær det atmosfæriske trykk (ikke ut over 0,7 kg/cm omanometertrykk og helst under 0,56 kg/cm<2>manometertrykk) at alle de vanskelig-heter og utgifter som følger med høye trykk eller autoklavdrift unngås. Fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen gir høy gjenvinning ( 96% eller mer i enkelte tilfeller) fra sinksulfidkonsentrater av typiske sinkmineraler. Videre arbeider fremgangsmåten ifølge oppfinnelsen ved temperaturer som er lave nok til å dannes og å opprettholdes i det minste delvis, autogent, på grunn av utlut-ningsreaksjoneris eksoterme karakter. Den nye utlutningsprosess unngår dannelse av svoveloksyder eller andre atmosfæreforurens-ende stoffer fra sinksulfidmineralene selv, og den vesentlige mengde jernsulfid (pyritter) som så og si uunngåelig er tilstede i sulfidmalmer og konsentrater etterlates i urørt og lett dis-ponerbar fast form. Den ammoniakalske sinkholdige utlutnings-oppløsning, som fremstilles ved den nye fremgangsmåte, kan behandles- for å oppnå metallisk sink i salgbar form, for å regenerere det ammoniakalske utlutningsreagens og for i lett disponérbar form å oppnå svovelinnholdet i sinkmineralene.

Foreliggende oppfinnelse angår således en fremgangsmåte ved utlutning av sink fra sulfidmineraler, omfattende opprettelse av-en oppslemming av nevnte mineraler i fint oppdelt form i en vandig oppløsning inneholdende ammoniumsulfat og fri ammoniakk, føring av oppslemmingen ved et trykk under det som krever bruken av autoklavutstyr til en lukket utlutningsbeholder, omrøring^av oppslemmingen i beholderen under opprettholdelse av en temperatur innen området 60-100°C og under tilførsel av oksygen til den omrørte oppslemming i en vesentlig dybde under overflaten og avtrekking fra beholderen av en oppslemming inneholdende sink komplekst bundet med ammoniakk oppløst r den vandige fase samt mineralstoffer som er utarmet på sink i den faste fase, og denne fremgangsmåte karakteriseres ved at oppslemmingen i beholderen omrøres med en energitilførsel på

minst 1,765 hk/m-<5.>

De sulfidiske sinkmineraler kan omfatte sinkmalmer eller konsentrater. Typiske sinksulfidmineraler, som kan behandles ifølge oppfinnelsen, omfatter sfaleritt (wurtzitt), marmatitt og pribramitt. Slike metallverdier som kobber, bly, kadmium,

sølv og gull vil ofte finnes forbundet med sinkmineraler i naturen og kan eventuelt være tilstede. Et produkt som er spes-

ielt egnet til behandling etter den nye fremngangsmåte er vanlige sinkfIotasjonskonsentrater som vanligvis hovedsakelig inneholder sfaleritt (wurtzitt), ofte sammen med marmatitt og pribramitt.

Det er ikke vesentlig at ammoniumsulfat er tilstede i oppslemmingen som er laget for tilførsel til den første utlutningsbeholder, men ammoniumsulfat dannes ved oksydasjon av sul-fidsinkmineralene under utlutningen. I tillegg vil regenerert ammoniakalsk oppløsning, som er fremstilt fra utlutningsvæsken, vanligvis- inneholde i det minste noe ammoniumsulfat slik at denne forbindelse i praksis er tilstede i oppløsningen gjennom prosessen.

pH-verdien i den vandige fase i oppslemmingen holdes

helst innen området fra 9-11 under utlutningen for å sikre nærvær av en fri ammoniakk i optimal konsentrasjon for effektiv gjennomføring av utlutningen. Dette kan skje ved tilførsel av fri ammoniakk (helst som gassformig ammoniakk) til oppslemmingen i utlutningsbeholderne. Konsentrasjonen av fri ammoniakk i hver utlutningsbeholder avstemmes helst med temperaturen i oppslemmingen i beholderen for å opprettholde en sum av partialtrykkene av ammoniakk og vanndamp over oppslemmingen i det minste noe under det totale trykk i beholderen. Det er selv-følgelig nødvendig at det totale trykk overskrider summen av ammoniakk og vanndamppartialtrykkene for å kunne tillate til-

førsel av oksygen til systemet, og det er ønskelig at oksygen-partialtrykket fordelaktig er omkring 0,14 til "0,35 kg/cm .

Mens luft kan benyttes for å tilføre oksygen til system-

et, er det foretrukket å benytte kommersielt oppnåelig oksygen. Bruken av luft medfører tillegget av et betydelig partialtrykk

for nitrogen til det totale trykk i systemet, og da det er et hovedtrekk ved oppfinnelsen å arbeide ved eller nær atmosfærisk trykk, er det best å tilfore i det vesentlige rent oksygen for å unngå den kontinuerlige tilfbrsel av oksygen som ville ledsage tilførselen av luft.

De lettere opploselige sinksulfider opplbses forst i den fbrste eller de fbrste i serien av utlutningsbeholdere. Disse stoffer kan utlutes temmelig hurtig ved temperaturer i området fra 60°C (eller helst 70°C) til 85°C. I den fbrste utlutningsbeholder der oppslemmingstemperaturen kan være lavest, kan ammoniakk tilsettes i en mengde tilstrekkelig til å .opprette en pH-verdi på omkring 9,2 til 9,5 eller mer, avhengig- av mengden ammoniakk som tilfores ut over det som forbrukes. I de siste utlutningsbeholdere i serien hvor kun de vanskeligere opploselige sinksulfider fremdeles befinner seg i den faste fase og der temperaturen helst er i den ovre del av området (f.eks. 90 - 100°C) for å begunstige opplbsning av disse sulfider, reduseres pH-verdien i oppslemmingen fordelaktig til omkring 9,0 for å sikre et egnet oksygenpartial-trykk. For å sikre slike betingelser i den siste eller de siste beholdere i serien, bor mengden av fri ammoniakk som tilfores til oppslemmingen i de fbrste beholdere ikke vesentlig overskride mengden som forbrukes. Ved således å begrense mengden av fri ammoniakk, vil oppslemming som fores fra de fbrste beholdere i serien til de etterfølgende reaksjonsbeholdere på slutten av serien bli sterkt utmagret med henblikk på fri ammoniakk. Det er således nbdvendig å tilfore fri ammoniakk til oppslemmingen i disse etterfølgende reaksjonsbeholdere, men ammoniakken tilfores i en mengde som ikke vesentlig går ut over forbruket. Således vil ammoniakkpartialtrykket i disse beholdere ikke overskride 0,14 eller 0,21 kg/cm med en temperatur i de siste beholdere i serien på over 90°C, eller sogar omkring 95°C.

Fremgangsmåten ifblge oppfinnelsen kan i det minste i de fbrste reaksjonsbeholdere gjennomføres ved atmosfærisk trykk. Imidlertid er lukkede utlutningsbeholdere nødvendige for å unngå tap av fri ammoniakk og for på annen måte å kontrollere gjennom-føringen av driften. Ved de hbyere temperaturer i området som er nbdvendig for maksimal ekstraksjon av sink (over 90°C) og ved den foretrukkede pH-verdi omkring 9-11, vil summen av partial trykkene for ammoniakk og vann nærme seg eller sogar overskride det atmosfæriske trykk noe. Utlutningsbeholderne (i det minste de der de maksimale temperaturer hersker) arbeider deretter under et lett overtrykk, ikke over 0,7 kg/cm manometertrykk, og helst fra 0,21 - 0,56 kg/cm 2manometertrykk. Ved disse lave trykk kan utstyret som benyttes (utlutningsbeholdere, gassforseglinger for lukkede systemer, aksialpakninger osv.) være konstruert for atmosfærisk trykk og det .dyrere utstyr som er nbdvendig for autoklavdrift unngås.

Ved behandling av visse sinkkonsentrater er det fordelaktig å holde temperaturen i oppslemmingen i den fbrste utlutningsbeholder i serien innen området fra 70 - 85°C for deretter å oke oppslemmingstemperaturen noen grader celsius i hver av de etter-følgende beholdere, i det minste for de fbrste beholdere i serien. F.eks. kan oppslemmingstemperaturen i den fbrste utlutingsbeholder holdes innen området fra 70 - 85°C og oppslemmingen kan slippes ut fra den siste beholder i serien ved en temperatur innen området 90 - 100°C.

Utlutningsreaksjonene er eksoterme og frigir tilstrekkelig varme til å heve temperaturen i utlutningsopplbsningen til den bnskede verdi og å holde den der, spesielt i de fbrste utlutningsbeholdere i serien der mye av sinksulfidet oksyderes. Således kan det sogar være nbdvendig å sbrge for avkjøling av oppslemmingen i den fbrste eller de fbrste utlutningsbeholdere for å holde temperaturen på den bnskede verdi. Dette kan selvfølgelig skje ved å anbringe kjbleviklinger i beholderne eller ved å omgi dem med en kjblekappe. I den siste beholder i serien, eller de siste beholderne der meget av sinken er ekstrahert fra faststoffene og kun de langsommere oppløselige sinkmineraler er igjen, kan varmen som frigjøres ved utlutningsreaksjonen være utilstrekkelig til å holde temperaturen på det nivå til hvilket oppslemmingen i disse beholdere bor oppvarmes. Således kan det her være nbdvendig å tilfore varme til oppslemmingen ved å anbringe varmeviklinger i beholderne eller varmekapper rundt dem.

Oppslemmingen i hver utlutningsbeholder omrbres heftig ved gjennomfbring av utlutningen. Dette skjer fordelaktig ved hjelp av et motordrevet rbreverk som strekker seg gjennom den lukkede topp av hver utlutningsbeholder. Kraften for omrøring av pppslem- mingen bor være stor, minst 1,75 hk, og helst 3,5 hk eller mere, til rbreverket pr. n? oppslemming i beholderen. Dette tilsvarer i det vesentlige rorekraften for massen i en skumflotasjonscelle. Med mindre heftig omrbring reduseres effektiviteten og hastigheten for sinkopplbsningen fra konsentratene eller de andre faste stof-fene i ubnsket grad.

Samtidig med denne heftige omrbring av oppslemmingen foretas det en heftig resirkulering av den oksygenholdige gass fra rommet over oppslemmingen i hver beholder til et punkt godt

under overflaten. Dette kan skje ved å anbringe et ytre sirkula-sjonssystem inkludert en pumpe eller vifte for kontinuerlig avtrekking av' gass fra den ovre del av beholderens indre og foring av denne gass tilbake tilDeholderen ved et punkt nær bunnen av oppslemmingslegemet. Det er også mulig og også vanligvis foretrukket å benytte et "sub-aeration" fIotasjonsrbreverk både for å omrbre oppslemmingen og for å resirkulere gassfasen gjennom oppslemmingen. Selv når det benyttes store utlutningsbeholdere hvori oppslemmingen kan ha en dybde på mer enn 2 meter, kan disse rbreverk benyttes med fordel både for gassresir ulering og omrbring av oppslemmingen.

Tiden som er nbdvendig for utlutningen kan med god omrbring holdes innen området fra 3-9 timer. Dette er også gjen-nomgangstiden for oppslemmingen gjennom hele serien av utlutningsbeholdere. Det er vanligvis innen dette tidsrom mulig å ekstrahere til den vandige fase opptil 95 % eller mer av sinkinnholdet i et typisk sinkkonsentrat. Imidlertid kan lengre utlutningstider enn 9 timer være nbdvendig i enkelte tilfelle for å sikre hby sinkekstraksjon. Således kan utlutningstider på opptil 24 timer eller sogar mer i enkelte tilfelle være nbdvendige.

Det ser ut til at sinksulfidinnholdet i de faste stof-fene reduseres etter hvert som oppslemmingen beveger seg gjennom serien av utlutningsbeholdere, tilsvarende en kontinuerlig grad-vis oksydasjon av sulfidene. Men mengden av opplost sink i den vandige fase oker ikke nødvendigvis tilsvarende. Således er det bemerket at mengden av sink i opplbsning i oppslemmingen på et mellomliggende trinn av utlutningen, f.eks. i den tredje utlutningstank i en serie på fem, kan være vesentlig hbyere enn ved slutten av utlutningen, dvs. i den siste tanken i serien, der opp slemmingstemperaturen er maksimal og ammoniakkpartialtrykket er lavt. En mulig forklaring på dette fenomen er at den hoye temperatur og det lave innhold av fri ammoniakk i oppslemmingen ved slutten av utlutningen vil medfore at et basisk sink-ammoniumsulfat dannes og skilles ut fra oppløsningen som et bunnfall eller krystallinsk faststoff. Hvis hele massen av oppslemming ved ferdig utlutning avkjbles og fri ammoniakk tilsettes, kan mengden av sink i oppløsning bkes vesentlig til et maksimumnivå.

I henhold til dette er den en foretrukket praksis ifblge oppfinnelsen å fore oppslemmingen som trekkes av fra den siste reaksjonsbeholder (der temperaturen f.eks. er 95°C eller mer og der ammoniakkpartialtrykket kun er 0,14- 0,21 kg/cm ) til en oppholdstank der oppslemmingen avkjbles vesentlig (til under 80°C og helst 70°C eller mindre) og i denne tank å tilsette fri ammoniakk til oppslemmingen. Dette resulterer i at alt ammoniakkopp-loselig basisk sinksulfat eller andre komplekser som kan ha dannet seg under utfellingen og som har falt ut eller som ikke gikk i opplbsning ved de hbye temperaturer og det lave ammoniakknivå som var fremherskende i den siste beholder i serien, bringes i opplbsning i den vandige fase.

Som et alternativ til tilsetningen av ammoniakk i oppholdstanken kan oppslemmingen filtreres for å separere faststoffene fra oppløsningen og filterkaken kan vaskes med vann som inneholder fri ammoniakk både for å fortrenge mettet opplbsning fra filterkaken og for å opplbse slike ammoniakkopplbselige faststoffer som kan være holdt tilbake i filterkaken.

Den vandige fase av oppslemmingen som trekkes av fra oppholdstanken inneholder opplost sink i form av et sink-ammoniakk-kompleks, og den inneholder svovelbestanddelen av de opploste sinkmineraler i form av ammoniumsulfat. Den inneholder vanligvis også i det minste en del av eventuell kadmium som var tilstede som sulfid i de opprinnelige konsentrater. Den inneholder også gjenværende fri ammoniakk og mindre mengder sulfamater og tionater. Den faste fase som er utmagret i vekt og masse med mengden av opploste sinkmineraler inneholder i det vesentlige det gjenværende av det innsatte materiale. F.eks. inneholder den ikke omdannet pyritt fra konsentratene og slike stoffer som silisiumoksyd og aluminiumoksyd. Den faste fase vil også inneholde uoppløselige metallverdier slik som sblv og gull.

Den sinkrike vandige fase separeres fra den faste fase.

Den fbrstnevnte kan deretter behandles på en hvilken som helst bnsket måte for å gjenvinne sinkinnholdet, for å regenerere ammoniumsulfatopplbsning eller fri ammoniakk eller begge deler for bruk om igjen i prosessen og for å separere overskytende sulfat som er fremkommet ved oksydasjon og opplbsning av sulfid-bestanddelen i mineralene.

Den faste fase som kan separeres fra den flytende fase av oppslemmingen etter utlutningen på en hvilken som helst egnet måte slik som dekantering, fortykning eller filtrering, kan kasseres. Imidlertid kan denne fase inneholde betydelige mengder gjen-vinnbart sink og oppfinnelsen omfatter behandling av de separerte faststoffer ved omutlutning i en sekundær utlutningsprosess. Den sekundære utlutning som omfattes av foreliggende fremgangsmåte omfatter gjenoppslemming' av de separerte faststoffer i en vandig ammoniumsulfatopplbsning som inneholder fri ammoniakk og deretter behandling av disse faststoffer i en lukket utlutningsbeholder på em måte som generelt tilsvarer den som ble benyttet i den primære utlutning. Oppslemmingen blir ved et trykk som ikke overskrider 0,7 kg/cm manometertrykk og ved omkring den samme pH-verdi og ved en hbyere temperatur enn den som hersket som gjennomsnitt i serien av utlutningsbeholdere som ble benyttet for den primære utlutning, omrbrt heftig i gjenutlutningsbeholderen mens oksygen tilfores til denne og mens oksygenholdig gass heftig resirkuleres fra over oppslemmingslegemet i nevnte beholder inn i nevnte lege-me til en\esentlig dybde under overflaten. Deretter separeres den sinkholdige fase fra den sinkutmagrede faste fase. Denne fbrstnevnte kan' forenes med den vandige fase fra den primære utlutning og den sistnevnte kan kasseres eller kan behandles ytterligere for å gjenvinne restmetallverdier slik som sblv, gull og bly.

Fordi faststoffene som. behandles ved den sekundære utlutning inneholder de vanskeligere opploselige bestanddeler av den opprinnelige charge vil den sekundære utlutning vanligvis skje langsommere enn den primære utlutning. F.eks., kan denne sekundære utlutning fortsette i 5-10 timer eller sogar betydelig lenger, men fordi volumet av faststoffer er lite. i forhold til tilmatning.en til den primære* utlutning, er det ikke nbdvendig med meget stort utstyr for en slik lang gjenutlutning.

Ammoniakkgass mates til gjenutlutningstrinnet slik som til den primære utlutning for å opprettholde pH-verdien i den vandige fase i oppslemmingen på en optimal verdi, karakteristisk 9,2, men helst innen området 9,0 - 9,5. Det kan være nbdvendig å tilfore varme for å heve temperaturen i oppslemmingen i gjenutlutningsbeholderen til den bnskede verdi, vanligvis i området fra 90 - 100°C, f.eks. 95°C i et typisk tilfelle.

Gjenutlutningen kan ofte gjennomføres i en enkelt beholder, men den kan også gjennomføres i en serie beholdere gjennom hvilke oppslemmingen strømmer etter hvert. I det sistnevnte tilfelle er det slik som ved den primære utlutning bnskelig å holde temperaturen i oppslemmingen hbyere og pH-verdien lavere i en andre beholder i serien enn i en fbrste. F.eks. kan temperaturen være fra 2 - 5°C hbyere og det kan foreligge en pH-verdi på f.eks. 9,1 i en andre beholder i motsetning til 9,2 eller 9,3 i den fbrste beholder.

Slik som ved den primære utlutning, kan en viss mengde sink være tilstede i den sekundære utlutningsoppslemming som et uopplbst basisk sinksulfat. For å sikre at dette sinkprodukt går i opplbsning, kan oppslemmingen fra den sekundære utlutning avkjbles til under 80°C (eller helst under 70°C) og fri ammoniakk kan tilsettes til denne, eller alternativt kan utlutningsfast-stoffene vaskes med vann som inneholder fri ammoniakk.

Gjenutlutningen vil i de fleste tilfelle tjene til å gjenvinne 60 % eller deromkring av det sink som var tilstede i faststoffene fra den primære utlutning. Således oppnås det en total sinkgjenvinning på 98 % eller deromkring fra de opprinnelige konsentrater eller andre utgangsstoffer.

Den ledsagende tegning er et flytdiagram av en fordelaktig utfbrelsesform av oppfinnelsen som viser apparaturen som kan benyttes for gjennomføring av prosessen.

Ved fremgangsmåten ifblge flytdiagrammet omdannes fint oppdelte sinkkonsentrater til en oppslemming med en vandig ammoniakk-ammoniumsulfatopplbsning i en lukket beholder 10 for fremstilling av oppslemming. Oppslemmingen strømmer deretter ved* hjelp av tyngdekraften eller den pumpes til den fbrste av en serie primære utlutningsbeholdere 11, 12, 13, 14 og 15. Oppslemmingen har en dybde i hver beholder antydet med overflatenivået L og strommer ved hjelp av tyngdekraften etterhvert gjennom serien av beholdere. Hver av de lukkede beholdere 11 - 15 kan være utstyrt med indre viklinger eller en ikke vist kappe for sirkulasjon av varmemedium eller kjolemedium for varmeveksling med oppslemmingen. Hver beholder er utstyrt med et rbreverk 16 som er drevet av en motor M for heftig omrbring av oppslemmingen. Hver beholder kan også være utstyrt med en gassresirkulasjonspumpe eller vifte 17 for kontinuerlig og heftig resirkulering av gass fra over overflatenivået L til et punkt dypt under dette nivå. Imidlertid er en slik ytre gassresirkuleringspumpe 17 som sagt ikke nbdvendig hvis rbreverket 16 er et tilstrekkelig kraftig "sub-aeration"-rbreverk.

Alt dette utstyr inkludert forseglinger for rbreverks-akslingen er konstruert for drift ved i det vesentlige atmosfærisk trykk. Det er ikke nbdvendig med noen spesiell hbytrykks-autoklavkonstruksjon. Det er tilstrekkelig at utstyret som inneholder oppslemmingen er lukket for å begrense ammoniakk, oksygen og vanndamp. Oksygen tilfores til hver av utlutningsbeholderne 11 - 15 fra en tilfbrselstank 18. Oksygenet leveres med et lavt overatmosfærisk trykk slik som f.eks. 0,42 kg/ån manometertrykk gjennom en trykkreguleringsventil P og dette trykk opprettholdes i hver utrustningsbeholder. Gassformig ammoniakk tilfores til hver av utlutningsbeholderne fra en tilfbrselstank 19 gjennom strbmningsmålere F og ventiler V ved hjelp av hvilke tilfbrsels-hastigheten for ammoniakk til hver av beholderne uavhengig kan reguleres.

Oppslemming stbtes ut fra den siste utlutningsbeholder 15 i serien inn til en lagringstank 20 som er utstyrt med et rbreverk 21, drevet av en motor M. Lagringstanken er utstyrt med en kjblevikling eller en ikke vist kappe for å redusere temperaturen i oppslemmingen som er fort til denne tank fra den siste utlutningsbeholder 15. Det tilfores også fri ammoniakk fra til-fbrselstanken 19 gjennom en strbmningsmåler F og en ventil V. Fra tanken 20 strommer oppslemmingen til en fortykker 22 hvorfra den flytende fase som inneholder opplost sink strommer over og hvorfra faststoffene samles i form av et fortykket slamunderlbp. Overlbpsr-opplbsningen behandles for sinkgjenvinning og for å re generere vandig ammoniakk-ammoniumsulfatopplbsning som fores tilbake til tanken 10 for fremstilling av ytterligere oppslemming £>r utlutning. En tappestrom trekkes av fra den regenererte opplbsning for å separere overskytende sulfat som er opplost fra sink-sulf idkonsentratene , og ammoniakken som gjenvinnes derved fores tilbake til strbmmen til tanken 10 (eller de kan fores til ammoni-akklagring).

Underlbpet fra fortykkeren 22 oppslemmes om igjen eller blandes med gjenvunnet vandig ammoniakk-ammoniumsulfatopplbsning og fores til en sekundær utlutningstank 23. Denne tank er i alla vesentlige henseender konstruert på samme måte som de primære v~~lutningstanker 11 og 12. Den er utstyrt med et rbreverk 24, ev. pumpe eller vifte 25 for heftig resirkulering av gass fra over væskenivået L i oppslemmingen til godt under denne overflate, og forbindelser for tilfbrsel av oksygen fra tanken 18 og ammoniakk fra tanken 19 gjennom en strbmningsmåler F og ventil V. Eventuelt kan det foreligge en andre sekundær utlutningstank 26, utstyrt på samme måte som den fbrste tank 23, for å motta oppslem-mingsutlbpet fra den fbrste tank.

Oppslemmingen fra den sekundære utlutningstank 23

eller fra den andre tank 26, hvis denne foreligger^fores til en lagringstank 27 som er utstyrt med et motordrevet rbreverk 28. Denne tank 27 er på samme måte som lagringstanken 20 utstyrt med en kjblevikling eller en kjblekappe og det tilfores også her fri ammoniakk gjennom en strbmningsmåler F og en ventil V. Fra denne lagringstank 27 strommer oppslemmingen til den fbrste av en serie fortykkere 29, 30 og 31, der den underkastes en mot-strbmsvasking med vann. Vaskevannet forenes med den sinkholdige utlutningsopplbsning som dekanteres av som overlbp fra den fbrste fortykker 29, og denne opplbsning mates sammen med oppslemmingen fra den primære utlutningen til fortykkeren 22, hvorfra den klare sinkholdige opplbsning fra utlutningsprosessen oppnås. Det siste vaskede underlbpsprodukt fra den siste fortykker 31 i vaske-serien er i det vesentlige totalt utmagret med henblikk på sink og fores til viderebehandling ibr gjenvinning av verdier som måtte foreligge (f.eks. sblv, gull, bly osv.), eller dekanteres.

Nedenfor skal det gis et illustrerende eksempel på oppfinnelsen, gjennomfbrt i den apparatur og med den sekvens av trinn som er beskrevet ovenfor og som er vist i den ledsagende tegning.

Sinkkonsentrater inneholdende 50 vektprosent sink, hovedsakelig i form av sfaleritt (eller wurtzitt), men også i vesentlige andeler som andre, mineraler inkludert marmatitt og pribramitt, oppslemmes i tanken 10 med en vandig opplbsning av ammoniumsulfat og ammoniumhydroksyd inneholdende 87 g pr. liter ammoniakk, (både fri og bundet) og i det vesentlige intet opplost sink. Denne oppslemming blandes i andeler på omkring 4.725 liter opplbsning til 566 kg våtkonsentrat (inneholdende 20 vektprosent vann) for å oppnå en. oppslemming som inneholder omkring 8 vektprosent faststoffer. Denne oppslemming pumpes kontinuerlig til den fbrste av de primære utlutningstanker 11 og den strommer fra tank til tank gjennom serien ved hjelp av tyngdekraften.

Kommersielt rent oksygen mates til den fbrste (og hver etterfølgende) tank under et trykk på 0,42 kg/cm manometertrykk gjennom trykkreguleringsventilen P og derved opprettes trykket i serien av utlutningstanker til dette nivå. Gassformig ammoniakk doseres til hver tank gjennom egnede strbmningsmålere og ventiler. Strbmningshastigheten for ammoniakk til hver tank holdes kun på omkring den hastighet med hvilken ammoniakken forbrukes i tanken. Strbmningshastigheten for ammoniakk til hver tank reduseres eller bkes etterhvert som det er nbdvendig for å holde oksygentilfbrsels-hastigheten til hver tank konstant på det opprettede oksygentrykk (0,43kg/cm manometertrykk).

Oppslemmingen i hver tank omrbres heftig ved hjelp av rbreverkene 16. Hver tank inneholder omkring 225 liter oppslemming og rbreverket i hver tank krever 0,6 hk, noe som tilsvarer omrbring med en heftighet på omkring 3,5 hk pr. nr oppslemming.

Den oksygenholdige gass som ligger over oppslemmings-nivået L i hver av de frem utlutningstanker sirkuleres heftig ved hjelp av pumpen 22 inn i oppslemmingen ved et punkt nær bunnen av tanken. Hastigheten for denne resirkulering reduseres fra tank til tank i overensstemmelse med den stadig langsommere opplbsnings-reaksjon etterhvert som oppslemmingsfaststoffene blir utmagret på de lettere opploselige sinkmineraler.

Hastigheten for sirkuleringen, uttrykt i liter pr. • minutt, er omtrent 522,6 i den fbrste tank 11, 396,2 i den andre tank 12, 206,6 i den tredje tank 13, 133 i den fjerde tank 14 og 59,4 i den femte tank 15.

I den fbrste tank 11 der sinkopplbsningshastigheten er maksimal og der omtrent en tredjedel a<y>det totale sinkinnhold i konsentratene opplbses, holdes temperaturen i oppslemmingen på omkring 70°C. Dette krever avkjbling av oppslemmingen ved sirkulasjon av kjblevann gjennom kjbleviklingene som er anbragt i tanken på grunn av den store mengde varme som frigjbres ved de eksoterme opplbsningsreaksjoner. I den andre tank 12 heves temperaturen i oppslemmingen-til omkring 75°C, og også her er det nbdvendig å avkjble oppslemmingen for å holde temperaturen på dette nivå. I denne tank opplbses ytterligere omtrent 20 % av det totale sinkinnhold med en tilsvarende stor varmefrigjbring som er mer enn nok til å heve oppslemmingstemperaturen til den bnskede verdi og å holde den der. I den tredje tank 13 heves temperaturen til 85°C. I lys av denne temperaturstigning må mengden av fri ammoniakk og som en konsekvens av dette ammoniakkpartialtrykket i oppslemmingen som kommer til denne tank fra den andre tank 12 være lavt for å opprettholde summen av partialtrykkene av ammoniakk og vanndamp godt under 0,42 kg pr. cm<2>manometertrykk, opp-rettet ved oksygentilfbrselssystemet og for å holde tilstrekkelig oksygen i tanken for effektiv fremskriden av utlutningsreaksjonene. Av denne grunn holdes ammbniakktilfbrselshastigheten til hver av de fbrste tanker på omtrent samme nivå som ammoniakk-forbrukshastigheten. I denne tredje tank reduseres hastigheten for sinkopplbsning på grunn av at de gjenværende sinkmineraler i den faste fase er de som er vanskeligst å opplbse. Som et resul-tat av dette er mengden varme som frigjbres kun omtrent så stor at den bnskede oppslemmingstemperatur kan opprettes og opprettholdes. Det er ikke nbdvendig med noen avkjbling av oppslemmingen, men på den annen side er det ikke nbdvendig med tilfbrsel av vanne for å holde temperaturen på de bnskede 85°C. Omtrent 20 % av sinkinnholdet i konsentratet opplbses i denne tank. I den.fjerde og . femte tank 14 og 15 holdes temperaturen på omkring 90 hen-holdsvis 95°C. Opplbsningshastighetæi for sink i disse tanker' er lav og i begge tanker må oppslemmingen oppvarmes ved sirkulasjon av et oppvarmende fluid gjennom vi klingne i tanken for å opprette og å opprettholde den bnskede oppslemmingstemperatur.

Retensjonstidene for oppslemmingen i hver tank er omkring 1 time, slik at varigheten av den primære utlutning til-

sammen er omkring 5 timer.

Den vandige fase i oppslemmingen fra den fbrste tank inneholder omkring 13 g/l sink, den fra den andre tank omkring 24 g/l, den fra den tredje omkring 35 g/l, og den fra den fjerde tank inneholder omkring 42 g/l sink. Den endelige oppslemming som kommer til tanken 21 har i sin vandige fase omkring 47 g/l sink, omtrent 110 g/l totalt ammoniakk, omkring 54 g/l ammoniakk som komplekst er bundet med sink og omkring 150 g/l sulfationer. I oppholdstanken 21 avkjbles oppløsningen ved sirkulasjon av et kjblemiddel gjennom ikke viste kjoleviklinger til omkring 70°C

og fri ammoniakk tilfores til oppløsningen i en mengde som tilsvarer omtrent 10 g/l. Derved oppløses uopploselig basisk sink-ammoniumsulfat som er dannet under utlutningen med en derav føl-gende bkning av innholdet av opplost sink i den vandige fase til omtrent 50 g/l og en bkning i mengden av opplost gjenværende fri ammoniakk til omtrent 3-5 g/l. Den faste fase av denne oppslemming utgjor kun omkring 226 kg pr. tonn tbrrkonsentrat som ble chargert til systemet. Den inneholder alle pyritter og gangart-bestanddeler (silisiumoksyd, aluminiumoksyd og andre) fra konsentratene og også alle de uopplbste metallverdier slik som gull, sblv og videre omkring 10 % av det opprinnelige sinkinnhold.

Oppslemmingen fra tanken 21 dekanteres i fortykkeren 22 for å separere den vandige fase som en klar opplbsning som kan behandles videre for gjenvinning av sinkinnholdet i metallisk form og for gjenvinning av ammoniumsulfat-ammoniumhydroksydopplbsning for tilbakeføring for fremstilling av en ny oppslemming med inn-kommende konsentrater.

Det fortykkede underlbp av faststoffer fra fortykkeren 22 inneholder omkring 50 vektprosent faststoffer. Denne oppslemming tilfores til den sekundære utlutningstank 23."Her omrbres den heftig på samme måte som oppslemmingen i de primære utlutningstanker og pH-verdien i den vandige fase bringes til og holdes ved omkring 9,1 ved tilførsel av gassformig ammoniakk i en mengde på omkring 19,8 l/minutt8Samtidig tilfores kommersielt ren oksygen under et trykk på 0,42 kg/cm manometertrykk. Slik som ved den primære utlutning blir den oksygenholdige gass over legemet av omrbrt oppslemming heftig resirkulert til nær bunnen av tanken. Oppslemmingen oppvarmes til omkring 95°C ved sirkulering av opp- varmingsfluid gjennom viklingene i beholderen.

Strømningshastigheten for oppslemming gjennom den sekundære utlutningstank 23 er langsom slik at retensjonstiden i denne er omkring seks timer. Strømmen gjennom denne tank og til den omrørte lagringstank 27, skjer ved hjelp av tyngekraften. Omtrent 60% av sinkinnholdet i den faste fase i oppslemmingen,

som ble matet til den sekundære utlutningstank 23, oppløses i denne tank, noe som gir et totalt utbytte på omtrent 98% gjenvinning av sink fra de opprinnelige konsentrater.

Oppslemmingen, som samles i den sekundære utlutnings-lagringstank 27, avkjøles til omkring 70°C ved sirkulasjon av kjølemiddel gjennom de ikke viste viklinger i tanken, og fri ammoniakk tilføres til den avkjølte oppslemming i en mengde som tilsvarer omkring 10 g/l. Denne behandling oppløser slikt uopp-løst basisk sinksulfat som er dannet under gjenutlutningen. Den resulterende vandige fase fra tanken 27 inneholder omkring 52 g/l sink og 120 g/l ammoniumioner (ammoniumsulfat pluss ' ammoniumhydroksyd). Den inneholder også-omkring 160 g/l sulfat og en meget lav konsentrasjon av fri ammoniakk (noen g/l). Den faste.fase av oppslemmingen er i det vesentlige totalt utmagret med henblikk på sink, med inneholder gjenvinnbare sølv- og gull-verdier.

Oppslemmingen mates fra lagringstanken 27 til en serie av motstrøms vaskefortykkere 29, 30, 31. Den vandige overløps-fase fra den første fortykker forenes med oppslemmingen fra den primære utlutning i fortykkeren 22. Det faste innehold av oppslemmingen fra den sekundære utlutning vaskes i det vesentlige fritt for sink og samles som et fortykket slam som inneholder kun omkring fjerdedelen av den totale konsentratvekt som ble matet til systemet, og den inneholder kun omkring 8% sink.

Claims (6)

1. Fremgangsmåte ved utlutning av sink fra sulfidmineraler, omfattende opprettelse av en oppslemming av nevnte mineraler i fint oppdelt form i en vandig oppløsning inneholdende ammoniumsulfat og fri ammoniakk, føring av oppslemmingen ved et trykk under det som krever bruken av autoklavutstyr til en lukket utlutningsbeholder, omrøring av oppslemmingen i beholderen under opprettholdelse av en temperatur innen området 60-L00°C og under tilførsel av oksygen til den omrørte oppslemming i en vesentlig dybde under overflaten og avtrekking fra beholderen av en oppslemming inneholdende sink komplekst bundet med ammoniakk oppløst i den vandige fase samt mineralstoffer som er utarmet på sink i den faste fase,karakterisertved at oppslemmingen i beholderen omrøres med en energitil-førsel på minst 1,765 hk /m .

2. Fremgangsmåte ifølge krav 1,karakterisertved at den oksygenholdige gass kontinuerlig resirkuleres fra. over den omrørte oppslemming og inn i denne i en vesentlig dybde under overflaten.

3. Fremgangsmåte ifølge krav 1 eller 2,karakterisert vedat oppslemmingen i utlutningsbeholderen om-røres med en energitilførsel på minst 3,5 hk/m 3.

4. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de fore-gående krav,karakterisert vedat oppslemmingen, som trekkes av fra beholderen, avkjøles og at fri ammoniakk tilsettes før fullføring av adskillelsen av oppløs-ningen fra de uoppløste faststoffer.

5. Fremgangsmåte ifølge krav 4,karakterisertved at oppslemmingen trekkes av fra reaksjonsbeholderen ved en temperatur over 90°C, hvoretter oppslemmingen avkjøles til under 80°C og fri ammoniakk tilsettes før adskillelse av den sinkholdige oppløsning fra de uoppløste faststoffer.

6. Fremgangsmåte ifølge et hvilket som helst av de fore-gående krav hvor faststoffer inneholdende gjenværende uoppløst sink som er utskilt fra den sinkholdige utlutningsoppløsning, blandes med en vandig ammoniumsulfatoppløsning inneholdende fri ammoniakk og underkastes en sekundær utlutning,karakterisert vedat den sekundære utlutning gjennom-. føres ved et trykk som ikke overskrider 0,7 kg/cm 2 i en lukket utlutningsbeholder og at oppslemmingen i denne beholder omrøres med en energitilførsel på minst 1,765 hk/m"<1.>