СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ СВИНЕЦ-ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ РУД
PROCESSING METHOD OF LEAD-ZINC CONTAINING ORES

Изобретение относится к области химической технологии неорганических веществ и может быть использовано в тех случаях, когда необходимо извлечь цинк и свинец из сульфидных, окисленных или смешанных свинец-цинксодержащих руд.
4
4
Известен способ переработки сульфидных рудных флотоконцентратов путем обжига во взвешенном слое с последующим сернокислотным выщелачиванием. Полученный раствор ZnSO очищают от железа и других примесей. Из очищенного раствора ZnSO цинк осаждают электролизом на алюминиевых катодах, после чего сдирают и переплавляют [Химическая энциклопедия: В 5 т.: т.5 / Ред - кол.: Шолле В.Д. (зав. ред) и др. - М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. - 783 с. (статья «Цинк. Получение» на стр.379)]. Недостатком данного метода является использование специальных конструкционных материалов.
Известен способ переработки сульфидных рудных флотоконцентратов пирометаллургическим путем, обжигом получают огарок, который в смеси с углем или коксом восстанавливают при температуре выше температуры кипения цинка. Металлический цинк конденсируют и очищают [Химическая энциклопедия: В 5 т.: т.5 / Ред - кол.: Шолле В.Д. (зав. ред) и др. - М.: Большая Российская Энциклопедия, 1998. - 783 с. (статья «Цинк. Получение» на стр.379)]. Недостатком данного метода являются большие затраты электроэнергии.
Известен способ переработки цинксодержащих промышленных отработанных материалов [патент №2119542 РФ]. Оксид цинка извлекают из промышленных отработанных материалов, содержащих цинк, свинец, железо и кадмий. Отработанный материал обрабатывают раствором хлорида аммония при повышенных температурах, отделяют нерастворившиеся компоненты из раствора, раствор обрабатывают металлическим цинком для вытеснения нежелательных металлических ионов из раствора, раствор охлаждают для осаждения из него соединений цинка, осажденные соединения цинка промывают для удаления диаминодихлорида цинка и оставшееся соединение - гидроксид цинка высушивают, в результате получают чистый оксид цинка. Недостатком способа является невозможность переработки сульфидных и смешанных цинксодержащих руд без предварительного окислительного обжига.
Известен способ переработки цинксодержащих промышленных отработанных материалов [патент №2082781 РФ прототип]. Измельченные сульфидные медно-цинковые материалы подвергают автоклавному окислительному выщелачиванию под давлением кислорода при добавке в обрабатываемую пульпу хлорид-ионов в виде хлоридов натрия, калия, меди, железа или аммония 2-4 г/л и температуре 120-180°С с последующим разделением выщелоченной пульпы на раствор и кек и селективным извлечением из раствора меди и цинка в товарные продукты. Недостатком способа является невозможность регенерации вскрывающего агента, сложность аппаратурного оформления.
Задачей изобретения является создание универсальной, эффективной и экологически безопасной технологии переработки сульфидных, смешанных и окисленных цинксодержащих руд.
Поставленная задача достигается тем, что руду смешивают с 100-130% хлорида аммония от стехиометрического соотношения, нагревают в интервале температур 200-320°С и выдерживают при этой температуре в течение 1-4 часов. При этом протекают реакции:
4
2
3
2
FeS+2NHCl=FeCl+2NH+HS
4
2
3
2
PbS+2NHC1=PbCl+2NH+HS
4
2
3
2
ZnS+2NHCl=ZnCl+2NH+HS
2
3
4
3
3
2
FeO+6NHCl=2FeCl+6NH+3HO
4
2
3
2
PbO+2NHCl=PbCl+2NH+HO
4
2
3
2
ZnO+2NHCl=ZnCl+2NH+HO
2
4
SiO+NHCl≠
2
3
4
AlO+NHCl≠
2
2
3
2
2
2
2
3
2
Образовавшуюся смесь хлоридов, SiO и AlO подвергают водному выщелачиванию. Растворимые FeCl и ZnCl переходят в раствор, а нерастворимые PbCl в присутствии HCl, AlO и SiO остаются в осадке и отделяются фильтрованием. Полученный раствор окисляют избытком перекиси водорода.
2
2
2
3
2
2FeCl+HO+2HCl=2FeCl+2HO
3
рН раствора доводят аммиачной водой до 4, выпадает осадок Fe(ОН), который фильтрационно отделяют и прокаливают до оксида.
3
3
2
3
4
2FeCl+6NH+3HO=2Fe(ОН)+6NHCl
3
2
3
2
2Fe(ОН)=FeO+3HO
2
рН фильтрата доводят аммиачной водой до 7, выпадает осадок Zn(OH), который фильтрационно отделяют и прокаливают до оксида.
2
3
2
2
4
ZnCl+2NH+HO=Zn(OH)+2NHCl
2
2
Zn(OH)=ZnO+HO
2
2
Фильтрат упаривают, а выкристаллизовавшийся хлорид аммония может быть использован для переработки следующей партии руды. Осадок, содержащий не прореагировавшую основу руды и PbCl, подвергают выщелачиванию раствором NaCl с концентрацией 300-320 г/л при температуре 70-95°С. Полученную суспензию фильтруют, фильтрат упаривают, при этом выпадают кристаллы чистого PbCl.
Таким образом, достигнут результат, заключающийся в возможности переработки не обогащенной сульфидной, смешанной или оксидной цинксодержащей руды, и уменьшенное энергопотребление по сравнению с существующими технологиями.
Пример 1
2
3
2
2
2
2
2
3
2
3
2
2
2
Сульфидную свинцово-цинковую руду, содержащую 6,57% цинка, 1,25% свинца, смешивают с 130% хлорида аммония от стехиометрии, нагревают до температуры 300°С и выдерживают при этой температуре в течение 2 часов. Образовавшуюся смесь хлоридов, AlO и SiO выщелачивают водой, подкисленной HCl до рН 1. Растворимые FeCl и ZnCl переходят в раствор, а нерастворимые PbCl в присутствии HCl и SiO остаются в осадке и отделяются фильтрованием. Полученный раствор окисляют избытком перекиси водорода при нагревании. рН раствора доводят газообразным аммиаком до 4, выпавшему осадку Fe(ОН) дают отстояться и отфильтровывают. рН фильтрата доводят газообразным аммиаком до 7, Zn(ОН) отстаивают и отфильтровывают. Осадки Fe(ОН) и Zn(OH) высушивают и прокаливают до постоянной массы, получая соответствующие оксиды. Фильтрат упаривают, а выкристаллизовавшийся хлорид аммония используют для переработки следующей партии руды. Осадок, содержащий не прореагировавшую основу руды и PbCl, подвергают выщелачиванию раствором NaCl с концентрацией 310 г/л при температуре 90°С. Полученную суспензию фильтруют, фильтрат упаривают, при этом выпадают кристаллы чистого PbCl.
Железо извлекается из смеси в виде оксида более чем на 93%, а цинк на 97%. Свинец извлекается в виде хлорида на 95%.
Пример 2
Отличается от Примера 1 тем, что реакцию проводят со смешанной рудой. Состав (%): свинец - 1,9; цинк - 2,5; трехокись алюминия - 8,69; кремнезем - 62; железо общая 7; сера общей - 2,3.
Железо извлекается на 94%, цинк на 95%. Свинец извлекается в виде хлорида на 96%.
Пример 3
Отличается от Примера 1 и 2 тем, что реакцию проводят со смешанной рудой. Состав (%): свинец - 1,33; цинк - 6,7; трехокись алюминия - 13; кремнезем - 56; железо общая 5; сера общей - 0,9.
Железо извлекается на 96%, цинк на 98%. Свинец извлекается в виде хлорида на 95%.