Совершенствование технологии очистки сульфатных цинковых растворов с применением анодного окисления примесей

• Автор: Кирпиков, Александр Сергеевич
• Шифр специальности: 05.16.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ОЧИСТКИ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ

1.1. Существующие гидрометаллургические технологии извлечения тяжелых цветных металлов из цинксодержащих промпродуктов
1.2. Сравнительный анализ современных методов очистки цинксодержащих растворов от железа

1.3. Методы выделения хлора из цинксодержащих электролитов

1.4. Обоснование направления исследований, постановка научной задачи

1.5. Выводы
2. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ И КИНЕТИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ОКИСЛЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И ХЛОРА В МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ РАСТВОРАХ И ОСАЖДЕНИЯ МАЛОРАСТВОРИМЫХ СОЕДИНЕНИЙ Ре3

2.1. Термодинамические исследования равновесия в системе

Ре2Ре3Лн
2.2. Моделирование активности железа в сульфатных растворах в присутствии примесных ионов
2.3. Термодинамика окисления хлора в условиях анодной поляризации
2.4. Выводы
3. ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЛЕКСНОЙ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ ПРОМПРОДУКТОВ
3.1 Изучение процесса электрохимического окисления Ее2 потенциодинамическим методом
3.2. Изучение кинетики окисления железа методом ВДЭ
3.3. Лабораторные исследования анодного окисления железа в
электролизере
3.4. Исследование гидролитического осаждения Ре3 методом потенциометрического титрования
3.5. Особенности анодного выделения хлора
3.6. Выводы
4. ОПЫТНОПРОМЫШЛЕННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ТЕХНОЛОГИИ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ОТ ЖЕЛЕЗА И ХЛОРА ПРИ ПЕРЕРАБОТКЕ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ ПРОМПРОДУКТОВ
4.1. Методика испытаний
4.2. Результаты. Балансовые расчеты
4.3. Оценка экономической эффективности
4.4. Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ


Существующие гидрометаллургические технологии переработки цинксодержащих промпроду кто в. Головной операцией гидрометаллургической переработки цинксодержащих пылей обычно является выщелачивание, которое проводят в растворах кислот (Н, НЫОз, НС1), щелочей (ЫаОН, МГЦОН), солей (РеС, ЫаС1) или органических растворителях. H пульпы [. Известные способы, предусматривающие извлечение цинка в цинковый купорос, кадмия в медно-кадмиевый и свинца в свинцовый товарные кеки, включают сернокислотное выщелачивание, окисление железа и гидролитическую очистку растворов с концентрацией мышьяка и других вредных примесей в свинцовом или медьсодержащем арсенатном кеках. Вывод указанных примесей в отвальные, либо товарные продукты, осуществляют лишь при последующей пиромегаллургической переработке свинцового и арсенатного кеков соответственно в свинцовом и медном производствах совместно с основным сырьем [4]. Для снижения растворимости примесей, повышения скоростей процессов сгущения и фильтрации пульп цинксодержащие материалы выщелачивают обратным методом, при котором необходимое количество раствора серной кислоты подается в пульпу со скоростью, обеспечивающей поддержание рН>2,5. Высокотемпературное довыщелачивание остатков позволяет повысить общее извлечение цинка в растворы до - % и получить свинцовый кек с содержанием более % РЬ и менее % Ъп,. В работе [5] исследовали поведение цинка и примесей, а также степени отстаивания и скорости фильтрации пульп при выщелачивании тонких конверторных пылей (табл. H прямым и обратным методами. Более половины свинца, цинка и кадмия пылях находится в виде сульфатных соединений (-% Ъх, -% Си). Этим обусловлена их низкая нейтрализующая способность (5-8 т пыли на 1 т серной кислоты). Сравнительно невысокое содержание труднорастворимых (сульфидных, ферригных) соединений (1,8-7,5% 2л, 4,8-8,0% Си) определяет возможность удовлетворительного извлечения цинка и кадмия в раствор без растворения ар-сенатов в режиме низкокислотного выщелачивания. При прямом выщелачивании приготовленной пульпы водный раствор серной кислоты подавали до значения рН=1,5 с последующей нейтрализацией кислоты исходной пылью и перемешиванием пульпы в течение 2 ч при значениях pH среды 2,0 ^4,5. Отношение Ж:Т пульпы выдерживали из условия получения растворов с содержанием 5- 5 г/дм3 2п. Таблица 1. Кадмий 0, 0, Сера обща)! Извлечение цинка и кадмия в раствор при прямом выщелачивании при рН=3,0 на 5- % ниже, чем при обратном. Осаждающиеся арсеналы, ухудшая фильтрацию, обусловливают значительную влажность остатка выщелачивания (- %) и дополнительные потери цветных металлов [в]. Основными факторами, влияющими на показатели извлечения цинка при выщелачивании возгонов, являются величина pH пульпы и продолжительность процесса. В условиях наиболее полного гидролиза железа (рН=4,5-4,8) раствор содержит 9- мг/дм мышьяка. Увеличение времени выщелачивания (pH пульпы 4,0-4,8) до 3 ч повышает извлечение цинка на 0,7-1,1%. В этих условиях получают растворы, по содержанию железа и мышьяка удовлетворяющие требованиям цинкового производства. Известен способ [7] выщелачивания бедных руд или металлургических пылей, отличающийся тем, что выщелачивающий раствор получают, продувая з и/или МОх-содержащие отходящие газы до образования аэрозоля, который смешивают с твердым материалом, получая продукт в виде пасты. Подготовленную таким путем массу выщелачивают водой при нагревании. Исследования по выщелачиванию вельц-оксидов и шлаковозгонов при «постоянном» значении pH среды, выполненные с применением статистического метода планирования экстремальных экспериментов представлены в [8]. Получены регрессионные уравнения поведения компонентов примесей (Ре, Аб, 8Ь, 8Ю2), а также степени извлечения цинка в зависимости от кислотности среды, температуры и продолжительности процесса. Способ выделения цинка и кадмия из пылей, получающихся при производстве РЬ-Хп концентратов, с помощью выщелачивания разбавленной в автоклаве в присутствии кислорода (8- атм. А4)2+ЗН-2НзА4+Згп4, РЬз(А4)2+ЗН=2НзА4+ЗРЬ4, Н3 А4*ьМе0=Ме3( А4)2 ’пНоО.