PL118008B1 - Method of zinc-iron sludges leachingmov - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób przeróbki szlamów powstajacych w wyniku obojetnego lugowania prazonej blendy cynkowej w procesie elektrolizy cynku.W znanych technologiach gestwe obojetna otrzymana z lugowania prazonej blendy cynkowej, po oddzieleniu frakcji gruboziarnistej, kieruje sie do osadników Dorra. Zageszczony w osadnikach szlam jest filtrowany a nastepnie przemywany woda na filtrach Morra. Przemyty szlam poddaje sie repulpacji woda w stosunku 1: I z dodatkiem stezonego kwasu siarkowego, w celu uzyskania stezonego kwasu do 10g/dcm3.Koncowe zobojetnienie gestwy uzyskuje sie przez dodanie okreslonej ilosci szlamu. Zobojetniona gestwe podaje sie na filtry dyskowe, gdzie otrzymuje sie szlam oraz filtrat zawierajacy cynk w ilosci 40-50g/dcm3.Filtrat ten kieruje sie do zageszczania na odparowalnikach a nastepnie do lugowników blendyprazonej tj. do poczatkowego stadium procesu technologicznego. Natomiast szlam o zawartosci 17-18% cynku i 0,30% kadmu stanowi odpad technologiczny.Zasadnicza niedogodnoscia opisanego procesu jest wysoka zawartosc cynku i kadmu w szlamach odpadowych, w postaci zwiazków rozpuszczalnych w wodzie i rozcienczonym kwasie siarkowym. Ponadto istnieje koniecznosc zawracania filtratu z filtrów dyskowych do zageszczania a nastepnie do procesu lugowania prazonej blendy cynkowej w celu usuniecia takich zanieczyszczenjak arsen, antymon i german, co w znacznym stopniu zmniejsza efektywnosc wykorzystania urzadzen lugowni.Znane sa sposoby obnizenia zawartosci cynku i kadmu w szlamach odpadowych polegajace na lugowa¬ niu tych szlamów w roztworach o wysokim stezeniu kwasu siarkowego, powyzej 250g/dm\ w temperaturze powyzej 95°C. jak na przyklad metody jarozytowa i getytowa. Sposoby te charakteryzuja sie jednak ta niedogodnoscia, ze skladaja sie z szeregu uciazliwych operacji technologicznych jak lugowanie, rozdzielanie faz, stracanie zwiazków zelaza, ponowne rozdzielanie faz, zobojetnienie itp. oraz wymagaja zainstalowania znacznej ilosci kosztownych urzadzen odpornych na korozje w srodowisku o wysokiej zawartosci kwasu siarkowego i wysokiej temperaturze.Sposób wedlug wynalazku polega na bezposrednim skierowaniu zageszczonych szlamów z osadników Dorra do lugowania w elektrolicie zwrotnym z dodatkiem stezonego kwasu siarkowego w stosunku 1 : 1,2 w przeliczeniu na 100% kwas siarkowy. Zapewnia to wylugowanie cynku a równoczesnie ogranicza stopien przechodzenia zanieczyszczen do roztworu. W czasie lugowania, do kwasnego roztworu dodaje sie znane substancje utleniajace, na przyklad nadmanganian potasowy lub rude manganowa, w 50% nadmiarze do ilosci stechiometrycznie wyliczonej. Koncowe zobojetnienie gestwy uzyskuje sie przez dodanie substancji zasadowych, korzystnie mleka wypiennego.2 UStM Korzystnym zjawiskiem zachodzacym w procesie neutralizacji gestwy melekiem wapiennym jest tworze¬ nie sie trwalych, nierozpuszczalnych zwiazków arsenu i antymonu z wapniem. Równolegle z tym procesem nastepuje wytracanie sie siarczanu wapnia, w postaci gipsu, który jest dodatkowym „zbieraczem" zanieczy- szczen znajdujacych sie w roztworze. Powoduje on równiez i ulatwia koagulacje powstajacego szlamu, co ma korzystny wplyw na filtracje szlamu. W tych warunkach siarczan zelazowy ulega hydrolizie i wypada z roztworu w postaci osadu wodorotlenku zelaza. Razem zas z zelazem wytracane sa z gestwy zwiazki arsenu, antymonu i germanu, wskutek powstawania zasadowych soli tych metali z zelazem. Powstale w czasie procesu trwale zwiazki pierwiastków stanowiacych bardzo szkodliwe zanieczyszczenia dla procesu elektro¬ lizy nie maja, w warunkach procesu lugowania wedlug wynalazku, mozliwosci ponownego przejscia do elektrolitu. Dla pelnego wytracenia tych zanieczyszczen zawartosc zelaza dwuwartosciowego powinna wynosic minimum 0,5g/dm3. W przypadku nizszej zawartosci zelaza, nalezy uzupelnic je przez dodatek roztworu siarczanu zelazawego.Otrzymana w wyniku lugowania szlamów obojetna gestwe filtruje sie na filtrach Morra. Oddzielony roztwór siarczanu cynku, zawierajacy 110-120g cynku na dm3 kierowanyjest cementacji pylem cynkowym a nastepnie do procesu elektrolizy. Natomiast osad z filtrów Morra, w celu odzyskania zaokludowanego cynku, poddaje sie repulpacji goraca woda w stosunku fazy stalej do fazy cieklej 1: 1 do 1: 2. Koncowym etapem procesu przerobu szlamu jest filtracja na filtrach dyskowych. Oddzielony filtrat o zawartosci 60-80 g/dm3 cynku kierowany jest do zageszczenia na odparowalnikach a nastepnie do oczyszczania pylem cynkowym. Szlam odpadowy zawiera natomiast 11-13% cynku i 0,20-0,24% kadmu.Sposób lugowania wedlug wynalazku przynosi w efekcie znaczne obnizenie zawartosci cynku i kadmu w szlamach odpadowych. Ponadto wysoka zawartosc cynku w roztworze uzyskanym z filtrów Morra umozli¬ wia, po oczyszczeniu przez cementacje, bezposrednie skierowanie tego roztworu do procesu elektrolizy, podczas gdy w znanych metodach roztwór siarczanu cynku musial przejscpelny, energochlonny (odparowa¬ nie) cykl technologiczny.Wynalazek przedstawiono ponizej w przykladzie wykonania: Lugownik szlamu o pojemnosci uzyte¬ cznej 30m3 napelnia sie szlamem z osadników Dorra w ilosci 26m\ nastepnie dodaje sie 2m3 elektrolitu zwrotnego o zawartosci 125g/dm3 kwasu siarkowego oraz dozuje sie 230 dm'stezonego kwasu siarkowego.Nastepnie oznacza sie zawartosc zelaza dwuwartosciowego i dodaje sie stechiometrycznie wyliczona ilosc nadmanganianu potasowego z 50% nadmiarem. Przy dalszym dwugodzinnym lugowaniu zobojetnia sie gestwe dodatkiem mleka wapiennego.Obojetna gestwe podaje sie na filtry Morra. Oddzielony filtrat zawiera 120g/dm3cynku i po oczyszcze¬ niu pylem cynkowym kierowanyjest dtelektrolizy. Wsad z filtrów Morra poddaje sie repulpacji goraca woda i filtracji na filtrach dyskowych. Filtratzawierajacy 70 g/dm3 cynku po zageszczeniu oczyszczany jest pylem cynkowym. Szlam zawierajacy 11% cynku i 0,20% kadmu stanowi odpad technologiczny. Dobowo luguje sie 15-16 lugowników szlamu, a po przefiltrowaniu otrzymuje sie ponad 300 m3 roztworu siarczanu cynku, co zwieksza produkcje lugowni o okolo 351 cynku na 24 godziny.Zastrzezenia patentowe 1. Sposób lugowania szlamów cynkowo-zelazowych w roztworach kwasu siarkowego, mamlrany tym, ze zageszczone w osadnikach Dorra szlamy poddaje sie lugowaniu elektrolitem zwrotnym z dodatkiem stezonego kwasu siarkowego w stosunku 1:1,2 w przeliczeniu na 100% kwas siarkowy w obecnosci znanych srodków utleniajacych przy ich 50% nadmiarze do ilosci stechiometrycznie wyliczonej, przy czym zawartosc zelaza dwuwartosciowego przed utlenianiem nie moze byc nizsza od 0,5g/dm3, nastepnie roztwór neutrali¬ zuje sie mlekiemwapiennym aotrzymana gestwe filtruje sie, przy czym roztwór siarczanu cynku oczyszcza sie w znany sposób pylem cynkowym i kieruje sie bezposrednio do elektrolizy. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, zumkaay tym, ze do roztworu dodaje sie siarczan zelazawy.Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 egz.Cena 100 zl PL

Claims (2)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób lugowania szlamów cynkowo-zelazowych w roztworach kwasu siarkowego, mamlrany tym, ze zageszczone w osadnikach Dorra szlamy poddaje sie lugowaniu elektrolitem zwrotnym z dodatkiem stezonego kwasu siarkowego w stosunku 1:1,2 w przeliczeniu na 100% kwas siarkowy w obecnosci znanych srodków utleniajacych przy ich 50% nadmiarze do ilosci stechiometrycznie wyliczonej, przy czym zawartosc zelaza dwuwartosciowego przed utlenianiem nie moze byc nizsza od 0,5g/dm3, nastepnie roztwór neutrali¬ zuje sie mlekiemwapiennym aotrzymana gestwe filtruje sie, przy czym roztwór siarczanu cynku oczyszcza sie w znany sposób pylem cynkowym i kieruje sie bezposrednio do elektrolizy.
2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, zumkaay tym, ze do roztworu dodaje sie siarczan zelazawy. Pracownia Poligraficzna UP PRL. Naklad 120 egz. Cena 100 zl PL