способ переработки отходов цинкового производства

Формула изобретения

Способ переработки цинкового клинкера, включающий дробление клинкера, магнитную сепарацию, флотацию немагнитной фракции и выщелачивание магнитной фракции, отличающийся тем, что дробление клинкера ведут до крупности 1-5 мм, а его магнитную фракцию подвергают кучному выщелачиванию.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к геотехнологии и предназначено для переработки отходов цинкового производства с целью извлечения содержащихся в них полезных компонентов.

Известен способ переработки отходов цинкового производства плавлением (см. И.Н.Севрюков, Б.А.Кузьмин, Е.В.Челищев «Общая металлургия». М.: Металлургия, 1976 г., стр.224).

При плавке из отходов извлекают цветные, редкие и драгоценные металлы, причем чем меньше плотность и вязкость цинковых отходов, тем выше полнота извлечения металлов и ниже затраты на плавку. Плотность отходов цинкового производства определяется содержанием в них FeO, фактически содержание FeO в отходах цинкового производства составляет (20-40)%, плотность отходов цинкового производства довольно высокая, отсюда недостатки описанной технологии - требуется высокий расход энергии для переработки отходов цинкового производства.

Известен способ переработки отходов цинкового производства - цинковых кеков, включающий в себя флотацию цинковых кеков и сернокислотное выщелачивание флотоконцентрата с получением отфильтрованного твердого продукта, который затем выщелачивают тиомочевиной, а продуктивный раствор подвергают электролизу для извлечения серебра (см., патент РФ № 2192488, Способ переработки цинковых кеков).

Недостатком способа является то, что для осуществления флотации необходимо предварительное измельчение отходов в мельницах, что связано с большими материальными и энергетическими затратами, кроме того, выщелачивание отходов проводят в агитационном режиме, что вызывает повышенный расход выщелачивающего реагента из-за большой поверхности реакции, обусловленной тониной помола, а все вместе приводит к существенному повышению себестоимости переработки отходов цинкового производства.

Ближайшим аналогом является способ переработки цинкового клинкера, являющегося отходом цинкового производства, включающий магнитную сепарацию клинкера, после чего магнитную фракцию перерабатывают выщелачиванием, а немагнитную фракцию перерабатывают флотацией (SU 1836461).

Задачей заявленного изобретения является создание способа переработки, обеспечивающего снижение себестоимости переработки и извлечения полезных компонентов из цинкового клинкера.

Задача решена путем создания способа переработки цинкового клинкера, включающего дробление клинкера, магнитную сепарацию, флотацию немагнитной фракции и выщелачивание магнитной фракции, при этом дробление клинкера ведут до крупности 1-5 мм, а его магнитную фракцию подвергают кучному выщелачиванию.

Разделение клинкера на магнитную и немагнитные фракции обеспечивает существенное снижение затрат на переработку, в частности на помол для флотации, так как флотацией перерабатывается только меньшая часть клинкера - немагнитная фракция, из которой флотационным методом извлекают углерод, который используют в качестве топлива. При проведении магнитной сепарации цинкового клинкера обеспечивают минимальное содержание органики в магнитной фракции, что обеспечивает исключение переосаждения тяжелых металлов. Большая часть отходов - магнитная фракция перерабатывается выщелачиванием, при этом при переработке магнитной фракции, содержащей больше 90% всех металлов, кучным выщелачиванием не требуется измельчения отходов, а только их дробление, которое связано с меньшими затратами по сравнению с помолом.

Таким образом, достигаемый технический результат заключается в обеспечении возможности уменьшения доли отходов клинкера, которая подвергается дорогостоящему измельчению перед переработкой.

Переработку цинкового клинкера - отхода производства осуществляют следующим образом.

Пример

Отходы цинкового производства - клинкер подвергают дроблению до крупности 1-5 мм, необходимой для проведения магнитной сепарации отходов, затем направляют на магнитную сепарацию и разделяют отходы на магнитную и немагнитную фракции, при этом обеспечивают переход большей части цветных металлов в магнитную фракцию, а углерода в немагнитную фракцию. После чего магнитная фракция с помощью погрузчика укладывается в кучу на заранее подготовленное гидроизоляционное основание. Наиболее оптимальные возможные параметры кучи: длина - 1000 м, ширина - 200 м, высота - 10 м. После того как куча сформирована, ее поверхность разравнивают, сооружают оросительную систему и подают выщелачивающий раствор с плотностью орошения, например, 35 л/м²час. Выщелачивающий раствор, предпочтительно, содержит H₂SO₄ - 40 г/л, активный хлор - 50 г/л, поверхностно активное вещество (ПАВ), обладающее сорбционными свойствами. ПАВ при концентрации в выщелачивающем растворе на уровне 0,5 г/л улучшает фильтрационные свойства выщелачивающего раствора и не дает полезным компонентам переосаждаться, поэтому продуктивный раствор после доукрепления реагентом до исходной концентрации снова возвращают на орошение. Целесообразно выполнить 3-5 оборотов продуктивного раствора, максимально до выпадения двойных солей в растворосборнике продуктивного раствора. Обогащенный полезными компонентами продуктивный раствор перерабатывают и извлекают из него полезные компоненты.

Периодическое доукрепление состава выщелачивающего раствора позволяет изменять равновесное состояние продуктивного раствора при низких и безопасных концентрациях агрессивного растворителя и извлекать полезные компоненты с высокой полнотой.

Немагнитную фракцию перерабатывают флотацией.

Содержание FeO в магнитной фракции после кучного выщелачивания снижается до (10-15)%, в следствие чего уменьшается удельная плотность кеков кучного выщелачивания до 1,1-1,2 т/м³, благодаря этому при их плавке повышается полнота извлечения золота и серебра и снижаются затраты энергии на плавку.

Предлагаемый способ переработки цинкового клинкера - отхода цинкового производства по сравнению с известными обеспечивает снижение себестоимости переработки отходов за счет снижения затрат на подготовку отходов для переработки, поскольку только меньшая часть отходов подвергается измельчению, а для большей части - достаточно дробления.