183166. lajstromszámú szabadalom • Eljárás ólom szelektív feltárására és kinyerésére ólomtartalmú anyagból
1 183 166 2 a vas(III) ionok jelenlétét és az összes vasat vas(II) ionokként tartjuk oldatban, ami annyit is jelent, hogy a katód és anód között kis feszültségkülönbséget biztosítunk. A vizsgálatok szerint a fenti paraméterekkel létrehozott folyamatban jelentős mértékben csökken az ólom mellett más jelenlevő fémek kioldása, meglepő módon nagyon gazdaságos és hatékony ólomelőállítás válik lehetővé. Az eljárás nagy előnye, hogy a kevert Pb—Zn-Cu-Fe szulfidokból az ólmot szelektív módon lehet kiválasztani, megkerülhetők az ismertetett eljárások hátrányai. A találmány szerinti eljárás jól alkalmazható a folyamat feltételei között oldatba átmenő más ólomásványok, valamint kevert és komplex ásványok feldolgozására. A találmány szerinti eljárás sikeres volta valószínűleg abból ered, hogy a benne megfogalmazott feltételek között az elemi kén rétegének kialakulását elősegítő körülmények elkerülhetők, ezért kis cellafeszültség, valamint grafit anód is hatékonyan alkalmazható. Az eljárás, mint az előbb említettük, ólom, cink, vas és réz szulfidjait tartalmazó oldatból az ólom igen szelektív kinyerését teszi lehetővé. A kis anódpotenciá! és a kis oxidálási potenciál biztosítja, hogy az ólom-szulfid a folyamat kezdetén ionos ólommá és szulfidionná disszociálton. A szulfidból olyan közbenső kénvegyületek alakulnak ki, amelyek lehetővé teszik a kén eltávozását a felületről, mielőtt az az ásványon elemi kénné alakulna át. Ilyen átmeneti vegyület példája lehet a kén-hidrogén (H2S). Az említett „nagy anódáram-sűrűség” kifejezés legalább 1000 A/m2 értéket, míg a „kis anódáram-sűrűség” kifejezés legfeljebb 200 A/m2 értéket jelent. A találmány szerinti eljárás nagyon előnyös jellemzője, hogy viszonylag kis áramsűrűséggcl is foganatosítható. Hatékony ólomfeltárás érhető el 130 A/m2 áramsűrűség mellett, de még előnyösebb az 50 és 100 A/m2 közötti értékek alkalmazása. Az elektrolit pH-értékére úgy találtuk, hogy a legalább 0,5 pH szükséges, de különösen előnyös az 1,5 és 2,5 közötti pH-értékek tartománya. A hőmérséklet is fontos eljárási jellemző. A vizsgálatok szerint a 30 és 130 °C közötti értékek ajánlhatók, különösen az 50 és 80 °C közötti tartomány előnyös. Hogy a katódon a kilúgozás kezdetekor azonnal ólom rakódhasson le, az oldatban kezdettől fogva ionos ólom jelenlétét célszerű biztosítani. Erre a célra az elektrolithoz például ólom-kloridot lehet adagolni. Az ólmot tartalmazó ásvány anódtartályban helyezhető el a diafragmás elektrokémiai cellában, hogy az elektrolit hatása minél teljesebben érvényesülhessen. A reakció lefolyása általában a következőképpen írható le: PbS + 2H+ -» Pb++ + H2S. Ebben a példakénti reakcióban ólomionok keletkeznek, míg a kén-hidrogén az anód közelében kénné oxidálódik a H2S -> 2H+ + S + 2e reakció szerint. Ennek alapján kapjuk, hogy a cellában a PbS —> Pb + S reakció játszódik le. Az említett 872.438 számú belga szabadalmi leírásban adott útmutatással ellentétben nincs szükség arra, hogy az ásvány az anód szoros közelében helyezkedjen el a megnövekedett szelektivitás elérhető azzal, hogy az anyagot az anódtartály alján laza rétegben lassan keverjük. Az anódok közelében az oxidálás megnövekedő szintje egyébként más ásványok oldódását is okozhatja, ami nem kívánatos. Előnyös egyrészt- az ásványt sz iszpenzióba vinni, hogy így az elektrolit hatása minden oldalról jobban érvényesüljön, másrészt pedig áramlást létrehozni, hogy az ásvány felületéről az esetleg lerakódó kénvegyületeket az anód felé eltávolíthassuk. A következő példák komplex ólom-cink-réz-vas szulfidok feldolgozásának körülményein bizonyítják a találmány szerinti eljárás nagy hatékonyságát. Ezekből a keverékekből az ólom a hagyományos habflotációs módszerekkel nem választható ki gazdaságosan. 1. példa 5 literes diafragmás elektrokémiai cella anódtartályának alján a vizsgált szulfidkeverékekből egy-egy kg-ot lassan keverünk. A cellában 30 % nátrium-kloridot és 4 % ólom-kloridot tartalmazó, 1,5 és 2,5 közötti pH- értékű elektrolitot alkalmazunk. Az áramot 90 A/m2 anódáram-sűrűséggel a grafit anódok és katódok között engedjük át, és a katódáram-sűrűséget úgy választjuk meg, hogy por alakú ólom előállítását biztosítsuk. A folyamat időtartama 5 óra, hőmérséklete 80 °C. A folyamatban keletkező ólomport a katóddal összekötött keringető szivattyú külön tartályba juttatja. Az eredmények a következők voltak: Pb% Zn% Cu% Fe% 1. anyag (spanyol) 8.0 24,0 10,1 18,8 I. maradvány 0,21 26,7 10,9 20,6 I. termék 99+ 0,018 0,090 0,003 2. anyag (ausztrál) 11,6 18,4 10,2 15,2 2. maradvány 0,14 18,8 11,0 17,0 2. termék 99+ 0,007 0,017 0,0032 Mindkét ellenőrzés során az áramkihasználás hatékonysága legalább 90 %-os volt, a cella feszültsége 2,0 V alatt maradt és a folyamat teljesítményigénye nem lépte túl az 1 kWh/kg értéket. Az eredmények bizonyítják az ólom kinyerésének rendkívül jó szelektivitását és a termék nagy tisztaságát. Az oldatba az ólom 97 és 99 % közötti mennyisége ment át, a cink és a réz mennyisége minimális maradt. A következő példa ólomkoncentrátum feldolgozását illusztrálja. 2. példa 100 g ólomkoncentrátumot (anyagának összetétele 1) % Pb, 1,0 % Cu és 1,9 % Fe) 5 literes diafragmás elektrolitikus cellában lassan keverünk. A savas elektrolit 30 % NaCl-t és 4 % PbCl2-t tartalmaz, hőmérséklete 70 °C. A grafit anódok és katódok között 5 órán keresztül 5 A-es áramot engedtünk át. A cella feszültsége 1,9 V, az anódáram sűrűsége 90 A/m2. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 3
