DE2208086A1

DE2208086A1 - Verfahren zum Abtrennen von Zink aus technischen Natriumaluminarlaugen

Info

Publication number: DE2208086A1
Application number: DE19722208086
Authority: DE
Inventors: Robert Gardanne Magrone (Frankreich). P
Original assignee: Pechiney Ugine Kuhlmann SA
Current assignee: Pechiney SA
Priority date: 1971-02-22
Filing date: 1972-02-21
Publication date: 1972-08-31
Also published as: IT960254B; ES400027A1; YU42472A; JPS5514049B1; OA03990A; CA962456A; DE2208086B2; CH546706A; YU39456B; ZA721110B; GB1373843A; FR2126059B1; AU3917172A; YU24272A; FR2126059A1; AU466673B2

Description

PECHIHET-UGINE KUHLMAEEf 23, rue Balzac , Paris 8, Frankreich

Verfahren zum Abtrennen von Zink aus technischen Natriumaluminatlaugen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtrennen von Zink, das in den Aufschlußlaugen für Bauxit nach dem Bayer-Verfahren enthalten ist, wenn als Ausgangsmaterial bestimmte Bauxitarten verwendet werden, die bis zu O_SO5 $> Zink enthalten.

Es ist bekannt, das beim Aufschluß von bestimmten Bau- * xitarten aus Jamaica oder Haiti auftretende Zink abzutrennen, indem man die verdünnte und durch Absitzenlassen vom Rotschlamm abgetrennte Aluminatlauge rait einer Lösung von ITatriunsulfid behandelt. Damit der feine Niederschlag von ZnS-auf den Sicherheitsfilter zurückgehalten wird, welches dem Absitzbehälter nachgeschaltet ist, wird der Lauge ein Filterhilfsmittel, im allgemeinen Kalk, zugesetzt.

Dieses Verfahren iet anwendbar, weil der HagO-GehaIt dieser Laugen 120 g/l nicht überschreitet. Für die euro-

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päisehen zinkführenden Bauxite ist es aber Dicht ausreichend, weil diese Bauxite schwerer aufzuschließen sind und deshalb Aufschlußlaugen mit einem höheren NaOH-Gehalt verwendet werden müssen, als für die oben genannten Mineralien. Infolgedessen haben die Aluminatlaugen nach dem Verdünnen einen Na^O-Gehalt im Bereich von 150 bis 165 g/l. Da andererseits die im Bauxit enthaltene Zinkmenge nicht sehr hoch ist, bleibt die stark alkalische Lösung leicht mit Zinksulfid übersättigt und dessen Ausfällung erfolgt weder vollständig noch regelmäßig, selbst in Gegenwart eines Überschusses an Natriumsulfid.

Es verbleibt dann in der Lauge eine solche Menge Zinksulfid gelöst, daß der Zinkgehalt im Tonerdetrihydrat 100 ppm übersteigt, den Grenzwert, oberhalb dessen die Tonerde nicht mehr für die Herstellung von Aluminium durch Elektrolyse verwendet werden kann.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, das Zink derart abzutrennen, daß der Anteil dieses Metalls imTonerdetrihydrat weniger als 100 ppm beträgt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß man der Lauge vor dem Abtrennen des Rotschlammes eine ausreichende Menge Zink zusetzt, damit der Gehalt an Zinksulfid im Augenblick der Ausfällung mindestens 0,18 g/l Aluminatlauge beträgt und daß man zum Ausfällen ITatriumsulfid in einer Menge von 0,125 bis 0,2 g/l zu reinigende Aluminatlösung verwendet.

Mit den angegebenen Zinksulfidmengen braucht das Auftreten einer Übersättigung nicht mehr befürchtet zu werden. Der verwendete Überschuß an Natriumsulfid verringert

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das Löslichkeitsprodukt von Zinksulfid auf unter 10 mg/1, trotz der sehr hohen Konzentration der Lösung an Natronlauge. Schließlich wird, da die Ausfällung in der verdünnten Lauge vor dem Abtrennen des RotSchlammes stattfindet, das gefällte Sulfid in diesem Rotschlamm zurückgehalten und es "braucht daher kein Filterhilfsmittel mehr zugesetzt zu werden.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorteilhaft in zwei etwas unterschiedlichen Abwandlungen durchgeführt.

Gemäß der einen Ausführungsform wird synthetisches Zinksulfid mit großer spezifischer Oberfläche hergestellt und der Aluminatlauge gleichzeitig mit der Natriumsulfidlösung beim Eintritt in den Absitzbehälter für den Rotschlamm zugesetzt (Punkt A des beigefügten Pließschemas). Das feinteilige Sulfid dient als Keimbildner, um die Übersättigung der Lauge mit Zinksulfid zu verhindern, welches ausgehend von dem in der Rotschlammsuspension enthaltenen Natriumzinkat ausgefällt wird. Die zuzusetzende Menge Zinksulf id liegt in der Größenordnung von 0,2 g/l Aluminatlauge.

Diese Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung ist sehr wirksam und erfordert Sulfidionen-Konzentrationen¹ (S ) von lediglich 0,125 bis 0,160 g/l in Form von Hatriumsulfid, wie in der folgenden Tabelle 1 angegeben.

2 CJ a ti 3 6 / 0 ö 9 ti

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TABELLE 1

ZnS NapS berech- Zn nach der Zn im Tonmg/1 neirals S"~ Behandlung erdehydrat: mg/1 mg/1 ppm

200	125
200	160
200	200
200	240

9,8	97,5
7,0	62,5
6,8	60
5,4	42,5

Zur Herstellung des Zinksulfids mit großer spezifischer Oberfläche wird von einer Zinksulfatlösung ausgegangen und diese mit Natronlauge langsam bis zum pH-Y/ert 7,1 neutralisiert. Man erhält ein Gel aus Zinkhydroxid mit großer spezifischer Oberfläche, dem sehr langsam eine verdünnte Natriunsulfidlösung zugesetzt wird, um das Hydroxid in Sulfid umzuwandeln, ohne die spezifische Oberfläche zu verändern. Nach 12 bis 24-stündigea Ruhenlassen wird das Zinksulfid abdekantiert und in Wasser suspendiert. Diese Suspension mit bekanntem Gehalt an Zinksulfid wird als Kristallkeimbildner verwendet.

Das Ausfällen des in der verdünnten Rotschlararasuspension enthaltene Natriumzinkats in Form von Zinksulfid wird durch die gleichzeitige Zugabe von Zinksulfid mit großer spezifi-

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scher Oberfläche und der berechneten Menge einer Na«S,9HpO-Lösung enthaltend 10 g/l S hervorgerufen. Die verdünnte rotschlammhaltige Suspension wird 1 Stunde bei 100^3 gerührt, bevor man die Feststoffe absitzen läßt. Die klare Lösung bzw. Lauge wird dann in den Sicherheitsfilter geleitet.

Gemäß der zweiten Ausführungsform des Verfahrens nach der Erfindung wird ein Zinksalz im Gemisch mit Bauxit und der Aufschlußlauge (Punkt B des beigefügten Fließschemas) zugesetzt derart, daß der Gehalt an gelöstem Zink in Form von ITa tr ium ζ in kat vor der Reinigung 0,1 g/l beträgt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform dieser Verfahrensweise wird dem Bauxit Zinkblende zugesetzt, ein natürlich vorkommendes Zinksulfid. Dieses wird gleichzeitig mit dem Bauxit von der heißen und konzentrierten natronlauge aufgeschlossen und wandelt sich in Zinkat um. Die zuzusetzende Menge an Zinkblende beträgt 0,15 bis 0,2 g ZnS/1 Aufschlußlauge.

Nach dem Aufschluß und dem Verdünnen und vor dem Abtrennen des Rotschlamms erhält man dann eine Lösung, die ausreichend Natriumzinkat enthält, damit das durch Reaktion mit dem ITatriumsulfid ausgefällte Zinksulfid keine übersättigte Lösung bildet.

Diese Abwandlung des Verfahrens ist wirtschaftlicher als die erste, weil kein synthetisches Zinksulfid hergestellt werden muß. Zwar läßt sich der Zinkgehalt nicht so weit verringern, wie mit Hilfe der ersten Abwandlung, es werden aber ausreichende Werte erzielt, damit das angestrebte Ziel erreicht wird.

In der folgenden Tabelle 2 sind die Ergebnisse für ei-

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nen Bauxit aus Jugoslawien zusammengefasst, der ohne diese Reinigungsbehandlung ein Tonerdetrihydrat geliefert hätte, das als Ausgangsmaterial für die Herstellung von Aluminium infolge seines hohen Zinkgehaltes nicht verwertbar gewesen wäre.

TABELLE 2

ZnS in der Na₂S berech- Zn in der Zn im Tr i-

Aufschlußlauge ret als S in behandel- hydrat

mg/1 der Rotschlamm- ten Lauge mg/l suspension nig/1 mg/1

O	0
60	240
120	240
180	170 200 240
240	200 240

35 412 11,8 122 11,4 118

12 125 8,9 86 8,8 85

11,8 122 9 87,5

Die Tabelle zeigt, daß die Mindestmenge Zinkblende, •lie zugesetzt werden muß, um den Zinkgehalt in Hydrat

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unter 100 ppm zu senken, etwa 180 g/l beträgt; -unterhalb dieses Wertes läßt sich die Übersättigung mit Zinksulfid nicht vollständi-g verhindern, auch nicht mit einer Dosis von 0,24 g/l S .

Eine Dosis über 0,200 g/l ZnS ist schädlich, weil beim Erhöhen des Zinkgehaltes über den erforderlichen Wert auch die Dosis Natriumsulfid erhöht werden muß, ohne Vorteil für das Endergebnis.·

Die Fällungsbedingungen waren dieselben wie für die erste Abwandlung des Verfahrens geaäß Tabelle 1 beschrieben.

Selbstverständlich können beide Abwandlungen des Verfahrens miteinander kombiniert werden, indem gleichzeitig Zinkblende dem Bauxit vor dem Aufschluß und synthetisches Sulfid mit großer spezifischer Oberfläche im Zeitpunkt der Ausfällung zugesetzt v/erden. Die Menge dieses letzteren Reaktionspartners kann dann beträchtlich verringert v/erden, verglichen mit der für die erste Abwandlung beschriebenen Menge.

Patentansprüche 7226

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Claims

Patentansprüche

1. Verfahren zum Abtrennen von Zink aus technischen Natriumaluminatlösungen, welche durch Aufschluß von zinkführenden Bauxiten nach dem Bayer-Verfahren erhalten werden, wobei das lösliche Natriumsinkat in unlösliches Zinksulfid überführt wird durch Zugabe von Natriumsulfid zu der Aluminatlauge nach dem Verdünnen, dadurch g e k e η η zeichnet , daß man der Lauge vor dem Abtrennen des Rotschlamms ausreichend Zink zusetzt, damit der Zinksulfid-Gehalt im Zeitpunkt der Ausfällung mindestens 0,180 g/l Aluminatlösung beträgt und daß man zum Ausfällen Natriumsulfid in einer Menge entsprechend 0,125 bis 0,2 g S /1 zu reinigende Aluminatlauge verwendet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Zink als synthetisches Zinksulfid mit grosser spezifischer Oberfläche in einer Menge von 0,2 g gleichzeitig mit Natriumsulfid in einer Menge entsprechend 0,15 bis 0,2 g/l S der verdünnten Suspension des Rotschlamms zusetzt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Zink als Zinkblende im Gemisch mit Bauxit in die Aufschlußlauge einbringt, in einer Menge von 0,170 bis 0,2 g/l ZnS und daß man das Natriunsulfid in einer Menge entsprechend 0,170 bis 0,2 g/l S der verdünnten Suspension des Rotschlaans zusetzt.

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