172322. lajstromszámú szabadalom • Eljárás cink kinyerésére cinkferrit-tartalmú maradékból
3 172322 4 a többi fémmel „ferrit-vegyületet” képez, amelynek képlete valószínűleg Me0.Fe203, ahol Me egyike a felsorolt fémeknek, a cinket is beleértve. A cink-ferritek (ZnO.Fe203) a cinkoxid kilúgozására használt vizes kénsavban oldhatatlanok, ha a cinkelőállító üzemekben általánosan felhasznált körülmények uralkodnak. Minél nagyobb a vas koncentrációja a szulfid-koncentrátumban, annál nagyobb mennyiség megy át pörköléskor oldhatatlan alakba. Ennek következményeként a kilúgozási szakaszban 18—20% cinket tartalmazó maradékot kapnak, amelyben a cink nagyrészt ferritek alakjában a többi pedig, mint nem pörkölődött cinkszulfid van jelen. A cinkferritek mellett még réz- és kadmiumferritek is jelen vannak, amelyek a kilúgozás során ugyancsak nem oldódnak. Ezeknek a maradékoknak a kezelésére különböző eljárásokat javasoltak. Ezek közül két eljárás-típust említünk meg. Az egyik szerint a vasat FeO(OH), „Goethit” alakjában csapják ki, a másik eljárástípus szerint a vasat bázikus szulfát-komplexként jarozit alakjában, Me2Fe6(S04)4(0H)2 — ahol Me jelentése Na+-, K+-, NH4+-, Li+—vagy H30+-ion csapják ki. Az igényelt eljárásnál a vas jarozit alakjában való kicsapásából indulunk ki. A kicsapás technológiája a cink koncentrátum eredeti összetételétől függ, mimellett a cink-koncentrátumban levő ólom és ezüst mennyisége dönti el, hogy valamely üzem melyik gyakorlati utat választja. A cinkferritek elbontása után még visszamaradó oldhatatlan végmaradék gyakorlatilag az eredeti cink-koncentrátumban levő összes ólom és ezüst mennyiséget tartalmazza, éppen ezért egyes gyárak számára nagy gazdasági jelentőséggel bír, hogy a találmány szerinti eljárás lehetővé teszi a végmaradék elkülönített formában való kinyerését. Az ismert eljárások (vö. 304 601 sz. spanyol, 108 047 számú norvég és 570 13/65 sz. ausztrál szabadalmi leírás) szerint a cinkferritek és az elektrolitikus cink előállítása során keletkező egyéb maradékok feldolgozásakor kapott oldatokból a vasat 1,5 pH-értéken jarozit alakjában csapják ki. Ha a fent említett körülmények uralkodnak, a dekantálás és szűrés során kisebb problémák léphetnek fel, melyek arra vezethetők vissza, hogy a nagy vas koncentrációjú savas oldatok ipari feldolgozása során, fennáll az a veszély, hogy a jarozit kicsapásával együtt változó mennyiségű Fe(OH)3 is képződik, ami nehezen szűrhető. A fenti eljárás másik hátránya, hogy a ferritek feltárásakor keletkező oldat pH-értékének 1,5-re való lépcsőzetes beállításához még akkor is tekintélyes mennyiségű szulfidpörk hozzáadása szükséges, amikor az oldatban található ferritek feloldásához a savasság menynyisége már nem elegendő. Ezúttal jelentősen megnő a cink mennyisége a végmaradékban, azaz más szóval lényegesen lecsökken az össz-cinkhozam. Az ipari megvalósítás során, azaz gyártásnál a végmaradék cinkvesztesége mindenek előtt ott jelent gondot, ahol a felhasznált cink-koncentrátumban az ólóm és ezüst mennyisége nem elegendő ahhoz, hogy ezek kinyerésére külön eljárási lépést iktassanak be, vagy pedig, amennyiben az óloni' és ez&st-fartaloih ä cinkkoncentrátumban megfelelően nagy, azonban a költségek miatt megfelelő berendezések beszerzésére mód nincs az ólom, ezüst és vas kinyerését egy munkafolyamatban végzik. Utóbbi esetbén, mint ez például az 1 947 411 számú német szövetségi köztársaságbeli szabadalmi leírásból is kitűnik, a kilúgozási folyamatot 5—5,5 pH tartományban végzik. A fenti eljárás megvalósítására szolgáló berendezésekben a vas legnagyobb részét komplex bázisos szulfát alakjában távolítják el, míg a maradék vas eltávolítását a végfázisban, Fe(OH)3 alakjában végzik. Ily módon az oldatokat már azelőtt megszabadítjuk a szennyeződésektől, így például az arzéntől, antimontól, germániumtól, mielőtt dekantálással elválasztottuk volna őket a szilárd alkotórészektől és további tisztítási lépéseknek vetettük volna alá őket. A fenti megoldás szerint működő berendezéseknél a végmaradékban a cink-tartalom 10—15% között mozog, és az összes kioldott mennyiség a cink-koncentrátumban 10% vas-tartalom esetén nem emelkedik 90% fölé. A találmány szerinti eljárással fenti problémák kiküszöbölhetők és a kihozatali eredmények lényegesen jobbak. A találmány értelmében cinkferrit-tartalmú maradékokból cink kinyerésére kidolgozott eljárás jellemző vonása, hogy a cinkoxid és ferrit tartalmú szulfidpörköt az első lépésben 50 °C és az oldat forráspontja közötti hőmérsékleten adott esetben 10—100 g H2S04/1 savasságú „használt” savval Na+-, K+- vagy NH4+-ionok jelenlétében kilúgozzuk, és az oldatban még jelenlevő Fe2+-ionokat Mn02-dal vagy más alkalmas oxidálószerrel oxidáljuk, mimellett a vasionok egy része bázikus vasszulfát-komplex alakjában kicsapódik, melyet még ugyanebben a szakaszban a kicsapódott Ag- és Pb-al együtt ülepítéssel és/vagy szűréssel leválasztunk, a csapadékmentes szűrletet a második eljárási lépésbe vezetjük, ahol Na+-, K+- vagy NH4+-ionok jelenlétében az adott esetben még jelenlevő további vasionokat Mn02-al vagy más alkalmas oxidálószerrel 50 °C és az oldat forráspontja közötti hőmérsékleten oxidáljuk és részletekben adagolt szulfidpörkkel 5—5,5 pH-érték megközelítéséig semlegesítjük, majd a komplex bázikus szulfát, valamint Fe(ÖH)3 alakjában kicsapódott vasat ülepítéssel és/vagy szűréssel leválasztjuk, a szürletet a következő lépésben cinkporral tisztítjuk és a csapadékot az első szakaszba visszavezetjük, ahol ebből a maradék cinkoxidot, valamint cinkferritet kioldjuk. Ezt az eljárást közelebbről a találmány értelmében úgy valósítjuk meg, hogy alkalmas berendezésben az ólmot, ezüstöt és vasat egyidejűleg csapjuk ki. A találmányt az alábbi példa szerinti kiviteli mód kapcsán szemléltetjük, anélkül, hogy az eljárást erre korlátoznánk. A találmány értelmében ugyanis lehetőség i'an több közbenső lépés beiktatására. Példánkban az eljárást az 1. ábra alapján ismertetjük. Az 1 tartályban beadagoljuk a cink elektrolíziséből származó „használt kénsavat”, melynek savassága 150— 200 g/liter H2S04. A savas oldatot tovább engedjük a 2 tankban, ahol 3 szulfidpörkkel addig reagáltatjuk, míg kénsav-tartalma 10—100 g/liter értékre csökken. Ezután 90—95 °C hőmérsékletre melegítjük az elegyet és az oldatban levő vas oxidálására Mn02-ot adunk hozzá. A vas komplex bázisos szulfát alakjában való jobb leválasztása érdèkébeh 4 sertileges ionokat adunk a reakcióetegyhez, míg a vas-tartahfiú csapadék kiválásával féllépő szulfát-ióh hiárfí'ttömény kénáávval pótoÇuk. Ilyen körülményeket alkalmazva á szulfidpörkben le-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60' 6$ 2
