Обезвоживание осадка гидроксида цинка при получении оксида цинка из бедных сульфатных растворов

• Автор: Баратов, Лев Гургенович
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Владикавказ
• Количество страниц: 124 с. : ил.

Содержание
Введение
Г лава 1. Аналитический обзор литературы по экспериментальным исследованиям и промышленному извлечению ионов тяжлых металлов методами гидролитического осаждения с последующим обезвоживанием

1.1. Сырьевые источники получения оксида цинка

1.2. Способы получения оксида цинка

1.3. Факторы, влияющие на влагосодержание кека фильтрования

1.4. Методы обработки суспензии при обезвоживании

1.5. Основные методы извлечения цветных металлов из слабоконцентрированных растворов их солей
1.6. Выводы

1.7. Задачи исследования

Глава 2. Разработка рационального способа обезвоживания осадка, полученного гидролитическим осаждением цинка из
слабоконцентрированных растворов, с автоклавной подготовкой суспензии к фильтрованию
2.1 Состояние проблемы
2.2 Методика эксперимента и экспериментальная установка
2.3. Условия выделения гидроксида и основной соли цинка
2.4. Характеристика осадка гидроксида цинка
2.4.1. Строение осадка
2.4.2. Скорость образования золя
2.4.3. Поверхностный заряд осадка гидроксида цинка
2.5 Закономерности изменения влажности кека фильтрования при автоклавной подготовке суспензии
2.6. Выводы
Глава 3. Физикохимическое обоснование разработанного способа обезвоживания осадка
3.1 Рептгенофазопый анализ осадков
3.2.Термодинамический анализ процесса нагрева осадка в автоклаве
3.3. Микроскопический анализ осадка
3.4. Фракционный анализ
3.5. Дифференциальнотермический анализ осадка ДТА
3.5.1. Экспериментальная установка ДТА
3.5.2. Термография осадка.
3.6. Выводы
Глава 4. Практическое применение разработанного способа
4.1. Использование способа в технологии производства оксида цинка и цинковых белил
4.2. Перспективы применения разработанного способа обезвоживания в производстве цветных металлов
4.3. Экологические аспекты использования разработанной технологии
4.3.1. Характеристика сточных вод, содержащих ионы цинка
4.3.2. Подбор реагентов для извлечения цинка из сточных вод
4.3.3. Определение условий извлечения цинка из сточных вод
4.3.4. Подбор реагентов для гидролитического извлечения железа из сточных вод.
4.3.5. Определение условий очистки раствора
4.3.6. Технологическая схема комплексной переработки сточных вод
4.4. Сравнение технологических схем по энергозатратам
4.5. Выводы
Заключение
Список литературы


Оптимальные условия гидролитического осаждения ионов металлов и последующего обезвоживания осадка в процессах глубокого извлечения металлов из слабоконцентрированных растворов, а также условия разложения гидроксидов цветных металлов до оксидов при наличии внешнего давления насыщенных водяных паров: давление диссоциации гидроксидов должно быть больше давления насыщенных водяных паров при заданной температуре, при этом обезвоживание осадка гидроксида его нагреванием в автоклаве без испарения основной массы воды, помимо экономичности, позволяет получать плотные легкофильтрующиеся осадки. Нагревание осадков гидроксидов металлов, полученных из слабоконцентрирован ньтх растворов в результате их коагуляции, до температуры их разложения приводит к снижению энергетических затрат на последующую промывку, фильтрацию и сушку за счёт образования кристаллической структуры оксидов. Математические модели, адекватно описывающие процессы изменения влажности кека и скорости фильтрования обезвоживаемой суспензии гидроксида цинка как функции температуры нагрева в автоклаве, исходной влажности и времени выдерживания при постоянной температуре. Апробация работы. Положения диссертационной работы доложены автором и обсуждены на Международной научно-практической конференции «Металлургия цветных металлов. Проблемы и перспективы», МИСиС, Москва, г. СКГМИ (ГТУ) (г. Владикавказ) в - гг. Публикации. Основные результаты диссертации изложены в печатных работах, 1 патенте РФ, 3 заявках на изобретение из них 2-е положительным решением. Объём и структура диссертации. Диссертация сосгоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы. Она содержит 4 страницы машинописного текста, рисунок, таблиц, наименование литературы. Глава 1. Аналитический обзор литературы но экспериментальным исследованиям и промышленному извлечению ионов тяжёлых металлов методами гидролитического осаждении с последующим обезвоживанием осадка. Известно [1- 3] минералов цинка, находящихся в полиметаллических рудах, содержащих свинец, медь и железо. Важнейшие из этих минералов цинкит ZnO, сфалерит ZтSi виллемит 7пЮ. НпЮ. СОз, франклинит 7пРе2С>4 (Ре, 7п, Мп)0(Ре, Мп2Оз). Сульфидные полиметаллические руды подвергаются обогащению методом селективной флотации с получением концентратов, содержащих - % Zn. Если цинковая руда содержит в качестве примесей магнетит, то для его удаления применяют магнитный метод. Сырьём для получения оксида цинка являются также техногенные отходы — шлаки, пыли, кеки и т. Например, сырьем для производства чистого оксида цинка могут служить отходы медно-свинцового производства [4]. Соединения цинка могут быть извлечены из сточных вод металлургических предприятий, рудничных вод полиметаллических месторождений, гальванических цехов предприятий и т. Такие слабоконцентрированные растворы по концентрации металлов бедны, но объемы их, как правило, велики, поэтому количество теряемых металлов сопоставимо с производительностью отдельных подразделений. К бедным растворам могут быть отнесены продукционные растворы подземного и кучного выщелачивания свинцово-цинковых сульфидных руд имеющих низкое содержание металлов, извлекать которые традиционными методами экономически нецелесообразно [5]. СКГМИ проведен опытно-промышленный эксперимент подземного выщелачивания на Садонском СЦК [6, 7]. Аналогичные исследования проведены ИМиО АН Республики Казахстан на базовой перколяционной установке Текелийского СЦК [8]. В первом случае выщелачивают одновременно свинец и цинк, селективно выделяя их из продукционного раствора. Во втором - выщелачивание ведут последовательно. На первом этапе извлекают цинк, на втором - свинец. Продукционные растворы, как при раздельном выщелачивании, так и комплексном содержат порядка 1 г/дм3 металлов. Интенсификация процесса выщелачивания наложением электрических полей различного рода и частоты [9, ] увеличивает содержание металлов в растворе, однако, порядок величин остается прежним, т. Оксид цика широко используется в технике, медицине, в производстве лакокрасочных материалов, резинотехнических изделий. Производство оксида цинка с г по г возросло с т до 0 т. В зависимости от области применения качество окиси цинка должно соответствовать требованиям ГОСТ 2-, ГОСТ 2- или техническим условиям ТУ -8-7-. В табл. Таблица 1.