[**]

Цинк и свинец обычно одновременно присутствуют в рудах и хвостах, содержащих Zn-Pb. Разработан новый не загрязняющий окружающую среду гидрометаллургический способ для селективного выщелачивания и извлечения цинка (Zn) из сложного, содержащего сульфиды свинца (Pb) и цинка минерала, дробленой необработанной руды и неуплотненных частиц минералов, хвостов обогатительных фабрик и/или агломерированных и неагломерированных, содержащих сульфид цинка отходов, при котором не требуются операции плавления и очистки. Этот способ можно использовать как в условиях in situ, так и ex situ в зависимости от способности к обработке конкретного типа месторождения минерала или подаваемой руды. Предлагаются способ и композиция выщелачивателя для селективного выщелачивания цинка из содержащих сульфид цинка смесей и руд, причем способ включает контактирование смеси или руды с водным выщелачивателем, включающим: 1) окислитель, предназначенный для окисления присутствующей серы только до элементной серы, и 2) гидроксид щелочного металла в количествах, достаточных для образования растворимого цинката щелочного металла, увеличение времени контактирования выщелачивателя с твердым веществом, при этом обеспечиваются требуемые извлечение цинка и селективность в продукте выщелачивания при поддерживании рабочих концентраций реагентов, отделение требуемого продукта выщелачивания от остаточного твердого вещества и извлечение цинка из продукта выщелачивания.

(57) Реферат / Формула:

Цинк и свинец обычно одновременно присутствуют в рудах и хвостах, содержащих Zn-Pb. Разработан новый не загрязняющий окружающую среду гидрометаллургический способ для селективного выщелачивания и извлечения цинка (Zn) из сложного, содержащего сульфиды свинца (Pb) и цинка минерала, дробленой необработанной руды и неуплотненных частиц минералов, хвостов обогатительных фабрик и/или агломерированных и неагломерированных, содержащих сульфид цинка отходов, при котором не требуются операции плавления и очистки. Этот способ можно использовать как в условиях in situ, так и ex situ в зависимости от способности к обработке конкретного типа месторождения минерала или подаваемой руды. Предлагаются способ и композиция выщелачивателя для селективного выщелачивания цинка из содержащих сульфид цинка смесей и руд, причем способ включает контактирование смеси или руды с водным выщелачивателем, включающим: 1) окислитель, предназначенный для окисления присутствующей серы только до элементной серы, и 2) гидроксид щелочного металла в количествах, достаточных для образования растворимого цинката щелочного металла, увеличение времени контактирования выщелачивателя с твердым веществом, при этом обеспечиваются требуемые извлечение цинка и селективность в продукте выщелачивания при поддерживании рабочих концентраций реагентов, отделение требуемого продукта выщелачивания от остаточного твердого вещества и извлечение цинка из продукта выщелачивания.

---

Евразийское (21) 201300424 (13) A1
патентное
ведомство
(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ЕВРАЗИЙСКОЙ ЗАЯВКЕ
(43) Дата публикации заявки 2013.09.30
(22) Дата подачи заявки
2011.09.30
(51) Int. Cl.
C22B 19/20 (2006.01) C22B 3/04 (2006.01) C22B 3/12 (2006.01)
(54) ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЦИНКА МЕТОДОМ СЕЛЕКТИВНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ИЗ СЛОЖНЫХ СУЛЬФИДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ, ХВОСТОВ, ДРОБЛЕНОЙ РУДЫ ИЛИ ШЛАМОВ ИЗ РУДНИКОВ
(31) 61/404,244
(32) 2010.09.30
(33) US
(86) PCT/CA2011/001094
(87) WO 2012/040829 2012.04.05
(71) Заявитель:
ЯВА ТЕКНОЛОДЖИЗ ИНК. (CA)
(72) Изобретатель: Дахал Мадхав (CA)
(74) Представитель:
Веселицкая И.А., Кузенкова Н.В., Веселицкий М.Б., Каксис Р.А., Белоусов Ю.В., Куликов А.В., Кузнецова Е.В. (RU)
(57) Цинк и свинец обычно одновременно присутствуют в рудах и хвостах, содержащих Zn-Pb. Разработан новый не загрязняющий окружающую среду гидрометаллургический способ для селективного выщелачивания и извлечения цинка (Zn) из сложного, содержащего сульфиды свинца (Pb) и цинка минерала, дробленой необработанной руды и неуплотненных частиц минералов, хвостов обогатительных фабрик и/или агломерированных и неагломерированных, содержащих сульфид цинка отходов, при котором не требуются операции плавления и очистки. Этот способ можно использовать как в условиях in situ, так и ex situ в зависимости от способности к обработке конкретного типа месторождения минерала или подаваемой руды. Предлагаются способ и композиция выщела-чивателя для селективного выщелачивания цинка из содержащих сульфид цинка смесей и руд, причем способ включает контактирование смеси или руды с водным выщелачивателем, включающим: 1) окислитель, предназначенный для окисления присутствующей серы только до элементной серы, и 2) гидроксид щелочного металла в количествах, достаточных для образования растворимого цинката щелочного металла, увеличение времени контактирования выщелачивателя с твердым веществом, при этом обеспечиваются требуемые извлечение цинка и селективность в продукте выщелачивания при поддерживании рабочих концентраций реагентов, отделение требуемого продукта выщелачивания от остаточного твердого вещества и извлечение цинка из продукта выщелачивания.
Стадия I: Исходная смесь выщелачивателя
(NaClO+NaOH) Стадия 2: Промывка и раствор для стабилизации
Стадия 2: Отработанные промывные воды ОО (обратный осмос)
в испаритель или обратный осмос ОРВ (обогащенный раствор после выщелачивания)
116877
Заявка № 201300424
Заявитель ЯВА ТЕКНОЛОДЖИЗ ИНК.,
ИЗВЛЕЧЕНИЕ ЦИНКА МЕТОДОМ СЕЛЕКТИВНОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ ИЗ СЛОЖНЫХ СУЛЬФИДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ, ХВОСТОВ, ДРОБЛЕНОЙ РУДЫ ИЛИ
ШЛАМОВ ИЗ РУДНИКОВ
Предпосылки создания изобретения
Сульфиды свинца и цинка в основном подвергаются аналогичным окислительно-восстановительным реакциям. В результате в настоящее время не существует известного способа селективного выщелачивания и извлечения цинка из сложных свинцово-цинковых сульфидных минералов. Настоящее изобретение относится к селективному выщелачиванию и извлечению цинка in-situ или ex-situ из цинксодержащих и обычно свинецсодержащих сульфидов, которые находятся либо в форме сложных, содержащих свинец и цинк сульфидных минералов, либо в форме концентратов сульфида цинка, экономичным и экологически безвредным способами.
По объемам применения цинк занимает четвертое место среди наиболее используемых металлов, уступая только железу, алюминию и меди. Обычно он находится в природных рудах в смеси с другими основными металлами, такими как медь и свинец. Цинк характеризуется низким сродством к оксидам и 5 предпочтительно связывается с сульфидами. Сфалерит, который является формой сульфида цинка, относится к наиболее разрабатываемым цинксодержащим рудам. Основные области применения цинка включают антикоррозионные покрытия стали (оцинковывание), точные детали (литье под давлением), строительные материалы, латунь, сухие батареи, фармацевтические 10 препараты и косметические средства, а также питательные микроэлементы для человека, животных и растений. Оксид используют для производства красок, каучуковых продуктов, напольных покрытий, пластмасс, типографских красок, мыла, текстильной продукции, электрооборудования и других продуктов.
Стандартный экстракционный металлургический процесс обычно включает 15 пирометаллургические способы для извлечения ценных цинксодержащих
компонентов из сульфидов цинка. Известный процесс извлечения в основном включает измельчение руды, пенную флотацию (при которой минералы селективно отделяются от пустой породы за счет различия в гидрофобности), при этом получают рудный концентрат, обжиг и восстановление углеродом или 20 электролиз. Однако при такой обработке в большинстве случаев требуется применение дорогостоящих стадий, включающих процессы разработки и обогащения для концентрирования сульфидов. Кроме того, при производстве цинка с использованием известной технологии из сульфидно-цинковых руд образуются огромные количества диоксида серы, диоксида углерода и 25 парообразного кадмия. Металлургический шлак и другие отходы процесса также содержат значительные количества тяжелых металлов. Отвалы, полученные после операций разработки, содержат значительные количества цинка и кадмия. Грунт, загрязненный цинком при разработке цинксодержащих руд, очистке, или, если цинксодержащий шлак используется в качестве удобрения, может 30 содержать несколько грамм цинка на кг сухого грунта. Считается, что уровни цинка более 500 част./млн в грунте влияют на способность установки к поглощению других важных металлов, таких как железо и марганец. Более того, строгие ограничения, связанные с правилами охраны окружающей среды и
влияющие на операции разработки, могут значительно повысить стоимость извлеченного цинка из цинксодержащих руд с использованием стандартных процессов.
Патентный поиск выявил лишь подходы к одновременному выщелачиванию как свинца, так и цинка из сложных свинцово-цинковых сульфидных минералов. В патентах US 5523066 (Geisler) и US 6726828 (Turner) описана разработка in-situ выщелачиванием с использованием смеси уксусной кислоты и пероксида водорода (для окисления серы), при этом извлекают Са, Mn, РЬ и Zn в виде объединенного продукта выщелачивания из проницаемой геологической породы. В обоих способах используют пероксид водорода в качестве окислителя. Разложение пероксида водорода в течение времени и его влияние на общий процесс извлечения все еще остаются не выясенными. В патенте US 4500398 для растворения сульфидов используют гексафторкремниевую кислоту. Ни в одном из этих документов не предполагается и не упоминается селективное выщелачивание цинка из сложных свинцово-цинковых сульфидных минералов, описанное в данном контексте.
Краткое описание сущности изобретения
Предлагается новый гидрометаллургический способ для селективного растворения цинка из сложных цинково-сульфидных минералов.
Изобретение включает способ селективного выщелачивания цинка из смесей и руд, содержащих сульфид цинка, включающий:
а. контактирование смеси или руды с водным выщелачивателем,
включающим: 1) окислитель, предназначенный для окисления присутствующей
серы только до элементной серы, и 2) гидроксид щелочного металла в
количествах, достаточных для образования растворимого цинката щелочного
металла,
б. увеличение времени контактирования выщелачивателя с твердым
веществом, при этом обеспечиваются требуемые извлечение цинка и
селективность в продукте выщелачивания при поддерживании рабочих
концентраций реагентов,
в. отделение требуемого продукта выщелачивания от остаточного твердого
вещества и
г. извлечение цинка из продукта выщелачивания.
Окислитель можно выбрать из группы, включающей кислород-содержащий газ, растворимый в воде пероксид, растворимый в воде перхлорат и растворимый в воде гипохлорит.
Окислитель, которым предпочтительно является гипохлорит, присутствует в концентрации, достаточной для окисления всех присутствующих сульфидов.
Если исходные твердые вещества содержат сульфид свинца, полученный продукт выщелачивания в основном не содержат свинец через продолжительный период времени.
Требуемый окислительный потенциал выщелачивателя на стадиях а) и б) поддерживают при добавлении реагентов. На стадиях выщелачивания а) и б) поддерживают требуемое содержание гидроксида щелочного металла в выщелачивателе. Время контактирования на стадиях а) и б) увеличивают вплоть до приблизительно 24 ч для достижения требуемых извлечения и селективности.
Изобретение включает водную композицию выщелачивателя, предназначенную для селективной солюбилизации цинка из содержащих сульфид цинка сульфидных минералов и смесей, включающую:
1. окислитель, предназначенный для окисления серы в составе сульфидов только до состояния элементной серы, и
2. гидроксид щелочного металла, предназначенный для образования растворимых цинкатов щелочного металла из продуктов окисления сульфида цинка.
В предпочтительном объекте сложные сульфиды обрабатывают смесью гидроксида натрия и гипохлорита натрия при температуре и давлении окружающей среды. Гипохлорит натрия используют в качестве окислителя для окисления сульфида в составе сложного минерала до состояния элементной серы. Образующийся таким образом оксид цинка взаимодействует с гидроксидом натрия и образует растворимый цинкат натрия, который затем обрабатывают для извлечения цинка в виде карбоната цинка с высокой степенью чистоты. Карбонат цинка можно простым способом превратить в другие продукты цинка в соответствии с требованиями конечного потребителя.
В другом варианте осуществления изобретения содержащие сульфид цинка неуплотненные минералы, включая дискретные блоки породы и агломераты частиц руды и концентрат, агломерированные и неагломерированные,
содержащие сульфид цинка хвосты после переработки и обогащения и аналогичные содержащие сульфид цинка побочные продукты и отходы процессов рециркуляции, выщелачивают ex-situ при температуре и давлении окружающей среды с использованием раствора, содержащего гидроксид натрия и гипохлорит натрия. Затем насыщенный раствор после выщелачивания удаляют и обрабатывают для извлечения цинка. Краткое описание фигур
Ниже представлены фигуры, которые составляют часть настоящей заявки. На фиг. 1 показана схема способа по изобретению.
На фиг. 2 показан график кумулятивной концентрации свинца в растворе при различных концентрациях NaOH и NaOCl.
На фиг. 3 показано влияние концентрации NaOH и NaOCl на экстракцию свинца.
На фиг. 4 показано влияние концентрации NaOH и NaOCl на экстракцию цинка.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения На фиг. 1 представлена схема способа извлечения цинка в виде карбоната цинка/металлического цинка из продукта выщелачивания, полученного при выщелачивании сложного свинцово-цинкового сульфидного минерала с использованием выщелачивателя, включающего смесь гипохлорита натрия и гидроксида натрия.
Выщелачиватель, включающий смесь гипохлорита натрия и гидроксида натрия, получают при разбавлении концентрированных растворов реагентов (квалификации "чистый для анализа") до предварительно определенного уровня концентрациии при их интенсивном перемешивании в реакторе с механической мешалкой. Затем сложный свинцово-цинковый сульфидный минерал обрабатывают полученным указанным способом выщелачивателем для растворения сульфидов в процессе окислительного растворения. Обогащенный раствор после выщелачивания, содержащий растворенные ионы металлов, собирают в сборнике для обогащенного раствора после выщелачивания (МРВ). Любой свинец, присутствующий в продукте выщелачивания, отделяют и извлекают в виде металлического свинца методом осаждения, известным в промышленности. Через не содержащий свинец продукт выщелачивания
5 V &S &giGl &isettvW^ №#S**i-",W'!V. пропускают газообразный диоксид углерода для высаживания цинка в виде твердого карбоната цинка, который отделяют методом фильтрации в системе твердое тело-жидкость. Карбонат цинка, извлеченный указанным способом, растворяют в серной кислоте и получают раствор сульфата цинка для электролитического извлечения цинка в виде металлического цинка.
Не содержащий свинец и цинк продукт выщелачивания пропускают через электролизер для регенерации гипохлорита натрия. Регенерированную растворенную смесь, содержащую гипохлорит натрия и карбонат натрия, обрабатывают негашеной известью или оксидом кальция для осаждения карбоната кальция и регенерации гидроксида натрия. Осажденный карбонат кальция отделяют фильтрацией в системе твердое тело-жидкость. Фильтрат, содержащий смесь гипохлорита натрия и гидроксида натрия, направляют в рециркуляционную систему для дальнейшего выщелачивания. Карбонат кальция прокаливают и получают газообразный диоксид углерода и оксид кальция. Газообразный диоксид кальция направляют в рециркуляционную систему для осаждения карбоната цинка, а оксид кальция направляют в рециркуляционную систему для регенерации раствора гипохлорита натрия. Весь процесс проводят в замкнутом цикле.
В одном объекте настоящего способа для солюбилизации цинка из сложных свинцово-цинковых сульфидных минералов в составе рудного тела, дробленой руды или хвостов, используют раствор, содержащий смесь гидроксида натрия и гипохлорита натрия. В одном из предпочтительных вариантов осуществления настоящего изобретения судьфидсодержащие минералы в руде контактируют со смесью гидроксида натрия и гипохлорита натрия при высоком рН. Раствор для выщелачивания взаимодействует с сульфидными минералами, при этом достигается самая высокая концентрация ионов металлов, чтобы обеспечить экономичность процесса, как определяется кинетикой процесса. Растворенные ценные металлы, содержащиеся в обогащенном растворе, прежде всего солюбилизированный цинк, извлекают из раствора после выщелачивания при осаждении цинка в виде карбоната цинка. Гидроксид натрия (один из самых распространенных лабораторных реагентов) в комбинации с гипохлоритом натрия (обычно называемый отбеливателем) позволяют утверждать, что использованные в процессе выщелачивания реагенты являются безопасными для
окружающей среды. Способ выщелачивания проводят при температуре и давлении окружающей среды.
В одном предпочтительном варианте при концентрации, например, приблизительно 0,48 М гипохлорита натрия и, например, приблизительно 1,35 М гидроксида натрия извлекают приблизительно 96% цинка в течение менее 24 ч, в то время как извлечение свинца составляет менее приблизительно 1%. Было установлено, что кинетика выщелачивания цинка является полностью противоположной кинетике выщелачивания свинца. В то время как процент выщелачивания свинца быстро снижается по сравнению с исходной величиной извлечения приблизительно 15-25%, что в основном связано с осаждением свинца в виде диоксида свинца в процессе избыточного окисления, процент извлечения цинка быстро возрастает в начале процесса и выходит на плато. Цинк извлекают из раствора в виде карбоната цинка, а хлорид натрия, растворенный в растворе, подвергают электролизу для регенерации исходного выщелачивателя, что представляет собой замкнутый цикл.
При извлечении металлов из их содержащих сульфидов гидрометаллургическими способами обычно требуется окисление сульфидного иона в составе сульфида металла, чтобы превратить металл в растворимое состояние и, следовательно, извлекать металл из раствора. Было установлено, что для достижения наилучших результатов следует окислить сульфид в составе сульфидных минералов только до элементной серы, и следовательно, окислительный потенциал окислителя в растворе выщелачивателя доводят до такой величины, которой не достаточно для окисления сульфида до шестивалентного состояния. Следует понимать, что окислительный потенциал реагента обозначает энергию реагента, достаточную для удаления электронов, и которую можно выражать количественно в милливольтах. В настоящем способе для выщелачивания цинка из цинковых сульфидных минералов смесью гидроксида натрия и гипохлорита натрия окислитель (гипохлорит натрия) в принципе можно заменить на кислород или воздух, чтобы повысить экономичность процесса. Натрий можно заменить на другие щелочные металлы, например, калий. Селективное растворение сульфида цинка из сложных свинцово-цинковых сульфидных минералов в основном связано с избыточным окислением свинца, что приводит к повторному осаждению свинца в виде
диоксида свинца в ходе процесса выщелачивания, который можно описать следующими реакциями:
РЬО + 2 ОН" + Н20 -> РЬ(ОН)42"
РЬ(ОН)42" + С12 -" РЬ02 + 2 СГ + 2 Н20
Ниже представлены химические реакции, протекающие в процессе щелочного выщелачивания:
1. При электролизе водного раствора хлорида натрия образуются хлор и гидроксид натрия.
2NaCl + 2Н20 -" С12 + Н2 + 2NaOH
2. При смешивании хлора с гидроксидом натрия образуется гипохлорит натрия.
4 С12(газ) + 8 NaOH -> 4 NaCIO + 4 NaCl + 4 Н20
3. Гипохлорит натрия взаимодействует с сульфидом цинка в присутствии гипохлорита натрия, при этом образуется растворимый цинкат натрия, хлорид натрия и элементная сера.
NaCIO + гпБСгвердое вещество) + NaOH -> NaZnOOH + NaCl + S°
4. Растворимый цинкат натрия, образующийся на стадии 3, обрабатывают газообразным диоксидом углерода, при этом образуется нерастворимый карбонат цинка.
NaZnOOH + NaOH + 2 С02(газ) -> гпСОэ(твердое вещество) + Na2C03 + Н20
5. При обработке карбоната натрия, образующегося на стадии 4, негашеной известью образуется гидроксид натрия.
СаО + Н20 + Na2C03 -> СаС03(твердое вещество) + 2 NaOH
6. Карбонат кальция, образующийся на стадии 5, прокаливают для регенерации негашеной извести и газообразного диоксида углерода, которые направляются в рециркулирующую систему.
СаС03 -> СаО + С02
7. При электролизе раствора сульфата цинка, образующегося при растворении осадка карбоната цинка, образующегося на стадии 4, в серной кислоте, получают чистый металлический цинк.
ZnC03 + H2S04 ZnS04 + Н20 + С02
Zn + 2е --"¦ Zn
Отбираемый раствор периодически обрабатывают для удаления примесей, образующихся в процессе выщелачивания.
Дополнительное преимущество настоящего изобретения заключается в том, что способ по изобретению не включает предварительное обогащение минералов, для которого может потребоваться дорогостоящие затраты и оборудование. В ходе осуществления процесса не возникают проблемы с дренажем кислых вод и используются экологически относительно безвредные реагенты.
Пример 1
50 г дробленой руды помещали в бутыль, содержащую 450 мл выщелачивателя. Выщелачиватель готовили при смешивании 300 мл обычного гипохлорита натрия (NaOCl) стандартной квалификации с 150 мл деионизированной воды и 24,3 г гидроксида натрия (NaOH). Конечные концентрации перед испытаниями составляли 1,35 М NaOH и 0,6 NaOCl. Смесь непрерывно перемешивали на магнитной мешалке. Через фиксированный период времени отбирали образцы по 20 мл и определяли количественное содержание свинца и цинка. Приблизительно 96% цинка извлекали в течение менее 24 ч. Было установлено, что концентрация свинца в растворе при завершении 24-часового периода эксперимента составляла менее 1%.
Пример 2
Для имитации выщелачивания in situ проводили испытания в колонке. Приблизительно 120 г дробленой руды, содержащей сложные свинцово-цинковые сульфидные минералы, слегка измельчали пестиком в ступке и упаковывали в прозрачную виниловую трубку с внутренним диаметром 1,27 см и длиной 51 см. Трубку с двух концов затыкали небольшими пробками из стекловолокна, которые выполняли функцию фильтра для задержания частиц в процессе прохождения жидкости через колонку. Постукивание по стенкам колонки способствует равномерной упаковке руды. Перед выщелачиванием через колонку пропускали деионизированную воду (через которую предварительно пропускали азот) для удаления захваченного воздуха. Деионизированную воду оставляли в закрытой колонке в течение ночи.
Выщелачиватель (1,675 М NaOH и 0,48 М NaOCl) закачивали через верхнюю часть колонки при относительно постоянной скорости потока с
использованием перистатического насоса. Элюат собирали в делительной воронке. Из выходного отверстия колонки отбирали водные образцы объемом 10-15 мл через предварительно определенные периоды времени и проводили количественный анализ на содержание свинца и цинка. Конечная скорость потока составляла 1 мл/мин с учетом времени выдерживания колонки в течение приблизительно 20 мин. Реальная средняя скорость потока в ходе испытаний в течение 22,5 ч составляла 1,05 мл/мин. В то время как процент извлечения цинка составлял приблизительно 81%, процент экстракции свинца составлял лишь приблизительно 1%.
Подробные кинетические исследования выщелачивания проводили при различных концентрациях гидроксида натрия и гипохлорита натрия. В таблице 1 представлены экспериментальные результаты, которые проиллюстрированы на фиг. 2, 3 и 4.
Время
Объем
Экстракция свинца, %
Экстракция цинка, %
426
81%
418
79%
410
74%
450
20%
61%
0,48 M NaOCl
442
17%
71%
1,35 М NaOH
434
15%
80%
426
96%
418
95%
410
89%
На фиг. 2 показано количество свинца, который остается растворенным в продукте выщелачивания после выщелачивания сложного свинцово-цинкового сульфидного минерала с использованием выщелачивателя, включающего смесь гидроксида натрия и гипохлорита натрия. Действие различных концентраций гипохлорита натрия при различных концентрациях гидроксида натрия четко указывает на быстрое снижение количества растворенного свинца в продукте выщелачивания в течение времени.
На фиг. 3 показана кинетическая эффективность экстракции свинца в ходе выщелачивания смеси сложного свинцово-цинкового сульфидного минерала с использованием выщелачивателя, включающего смесь смеси гидроксида натрия и гипохлорита натрия. Действие различных концентраций гипохлорита натрия при различных концентрациях гидроксида натрия также четко указывает на быстрое снижение эффективности экстракции свинца в течение времени.
На фиг. 4 показана кинетическая эффективность экстракции цинка в ходе выщелачивания смеси сложного свинцово-цинкового сульфидного минерала с использованием выщелачивателя, включающего смесь смеси гидроксида натрия и гипохлорита натрия. В полную противоположность эффективности экстракции свинца действие различных концентраций гипохлорита натрия при различных концентрациях гидроксида натрия четко указывает на быстрое и чрезвычайно эффективное извлечение цинка в течение времени.
Хотя настоящее изобретение описано со ссылкой на предпочтительные варианты осуществления изобретения, следует понимать, что возможны модификации и варианты не выходя за пределы сущности и объема изобретения,
как представляется очевидным для специалистов в данной области техники. Такие модификации и варианты рассматриваются как включенные в объем и область изобретения и формулы изобретения.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
1. Способ селективного выщелачивания цинка из смесей и руд, содержащих сульфид цинка, включающий:
а. контактирование смеси или руды с водным выщелачивателем,
включающим: 1) окислитель, предназначенный для окисления присутствующей
серы только до элементной серы, и 2) гидроксид щелочного металла в
количествах, достаточных для образования растворимого цинката щелочного
металла,
б. увеличение времени контактирования выщелачивателя с твердым
веществом, при этом обеспечиваются требуемые извлечение цинка и
селективность в продукте выщелачивания при поддерживании рабочих
концентраций реагентов,
в. отделение требуемого продукта выщелачивания от остаточного твердого
вещества и
г. извлечение цинка из продукта выщелачивания.
2. Способ по п. 1, где окислитель выбран из группы, включающей кислород-содержащий газ, растворимый в воде пероксид, растворимый в воде перхлорат и растворимый в воде гипохлорид.
3. Способ по п. 2, где окислитель, которым является гипохлорит, присутствует в концентрации, достаточной для окисления всех присутствующих сульфидов.
4. Способ по п. 1, где выщелачиватель содержит гипохлорит натрия и гидроксид натрия.
5. Способ по п. 1, где исходное твердое вещество также содержит сульфид свинца, а полученный продукт выщелачивания после увеличенного времени контактирования в основном не содержит свинец.
6. Способ по п. 1, где окислительный потенциал выщелачивателя на
стадиях а) и б) поддерживают при добавлении реагентов.
7. Способ по п. 1, где на стадиях выщелачивания а) и б) поддерживают
5 требуемое содержание гидроксида щелочного металла в выщелачивателе.
8. Способ по п. 1, где время контактирования на стадиях а) и б) увеличивают вплоть до приблизительно 24 ч для достижения требуемых извлечения и селективности.
9. Способ по п. 1, где цинк на стадии г) извлекают при осаждении в виде карбоната цинка.
10. Композиция водного выщелачивателя, предназначенная для 15 селективной солюбилизации цинка из содержащих сульфид цинка сульфидных минералов и смесей, включающая:
1. окислитель, предназначенный для окисления серы в составе сульфидов только до состояния элементной серы, и
2. гидроксид щелочного металла, предназначенный для образования
20 растворимых цинкатов щелочного металла из продуктов окисления сульфида цинка.
Фиг. 1
Стадия 1: Исходная смесь выщелачивателя
(NaClO+NaOH) Стадия 2: Промывка и раствор для стабилизации
Стадия 2: Отработанные промывные воды ОО (обратный осмос)
в испаритель или обратный осмос ОРВ (обогащенный раствор после выщелачивания)
2 2
Имитация выщелачивания in-situ в колонке для выщелачивания
Сборник для ОРВ
ОРВ
Осаждение
сог
Осаждение
. ZnCO,
Несодержащий Zn анолит
Раствор ZnS04
NaCIO + NaOH
Прокаливание CaCOi
Регенерированный выщелачиватель в рециркулирующей системе (NaClO+NaOH)
СОг
Фиг. 2
и н
20 30 40
Время (ч)
-¦- 0.24М NaOCl; 0.675М NaOH s 0.48М NaOH; 0.675M NaOH
• 0.24M NaOQ; 1.35M NaOH 0.48M NaOH; 1.35MNaOH
Фиг. 3
Время (ч)
-¦- 0.24M NaOCl; 0.675M NaOH 0.48M NaOCl; 0.675M NaOH
-0.24M NaOQ, 1.3M NaOH 0.48M NaOCl; 1.3MNaOH
Фиг. 4
Время (ч)
-0.24М NaOCl; 0.675М NaOH 0.48М NaOCl; 0.675М NaOH
0.24M NaOCl, 1.35M NaOH - 0.48M NaOCl; 1.35M NaOH
(19)
(19)
(19)
- 2 -
- 2 -
- 4 -
- 10 -
- 10 -