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DE3227240A1 - Verfahren zur herstellung von elektrolytischem zink oder hochreinen zinksalzen aus sekundaeren zink-rohmaterialien - Google Patents

Verfahren zur herstellung von elektrolytischem zink oder hochreinen zinksalzen aus sekundaeren zink-rohmaterialien

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Publication number
DE3227240A1
DE3227240A1 DE19823227240 DE3227240A DE3227240A1 DE 3227240 A1 DE3227240 A1 DE 3227240A1 DE 19823227240 DE19823227240 DE 19823227240 DE 3227240 A DE3227240 A DE 3227240A DE 3227240 A1 DE3227240 A1 DE 3227240A1
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Germany
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zinc
solution
organic
aqueous
extraction
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DE19823227240
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Eduardo Dr.-Chem. Madrid Diaz Nogueira
Daniel Torrejon de Ardoz Madrid Martin San Lorenzo
José Manuel Dr.-Chem. Regive Vega
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REGIVE VEGA JOSE MANUEL
Original Assignee
REGIVE VEGA JOSE MANUEL
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Publication date
Application filed by REGIVE VEGA JOSE MANUEL filed Critical REGIVE VEGA JOSE MANUEL
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Description

D-O FKAMiKlTKT Λ. Μ.,
te Li ro y IUiUl) 59 03 08 cmc« 55 S3 uin'ELWso la
Anmelder: Daniel MARTIN SAN LORENZO, Brujela 5f Torrejon de Ardoz, Madrid
Jose Manuel REGIVE VEGA, San Ernesto 12, Madrid
Eduardo DIAZ NOGUEIRA, Av. del Mediterraneo 4 7, Madrid
Verfahren zur Herstellung von elektrolytischem Zink oder hochreinen Zinksalzen aus sekundären Z ink -^Rohmaterial ien
Die vorliegende Erfindung betrifft die hydrometallurgische Behandlung von verschiedenen sekundären Quellen für Zink, zinkalkalische Feststoffe oder unreine Lösungen in einem Sulfat- oder Chloridmedium, auf die eine Grundtechnologie angewendet wird zur Herstellung von elektrolytischem Zink oder hochreinen Zinkverbindungen.
Es gibt zahlreiche sekundäre Quellen für Zink, zu deren Behandlung bzw. Verarbeitung unter Anwendung traditioneller Verfahren Behandlungen erforderlich sind, die vom technischen oder Ökonomischen Standpunkt aus betrachtet nicht immer zufriedenstellend sind aufgrund der Tatsache, daß sie keine Hauptquellen für Zink darstellen.
Viele sekundäre Quellen können Feststoffe oder Flüssigkeiten sein. Feststoffe, wie z.B. Schmelzschlacken, Galvanisierungsaschen, alkalische Zinkabfälle, unreine Zinkoxide oder -hydroxide u.dgl., Lösungsflüssigkeiten, die Zink in einem
Chlorid- oder Sulfatmedium enthalten, wie z.B* unreine Zinkelektrolyte, Auslaugabströme u.dgl., gehören dazu. Im Falle von LÖsungsflüssigkeiten genügt.die Ausfällung mit Kalk oder irgendeinem anderen Alkali zur Erzielung eines bearbeitbaren Kuchens, um das erfindungsgemäße Verfahren darauf anwenden zu können.
Das erfindungsgemäße neue Verfahren besteht darin, daß zwei Komplementäreffekte miteinander kombiniert werden zur Erreichung des gewünschten Ziels: die Extraktion von Zink mit organischen Säuren, die als Extraktionsmittel (kationische Extraktionsmittel) dienen, und die Ausnutzung der bei dieser Extraktion erhaltenen Acidität, wie in der weiter unten folgenden Reaktion (1) angegeben,zum Auslaugen der festen
15 zink- oder alkalischen Aufschlämmungsbeschickung.
Bei dem für die Extraktion verwendeten organischen Reagens kann es sich um Alkylphophor- oder Alky!phosphonsäuren mit einem Molekulargewicht von mehr als 200, verdünnt in Kerosin oder dergleichen in einer Konzentration von weniger als 30 Vol.-%, vorzugsweise um Di-2-äthylhexyl-phosphorsäure (D#EHPA) in einer Konzentration von 20+5 % in Kerosin, handeln.
Die beiden Stufen der Extraktion und Auslaugung ergänzen einander in bezug auf ihre sauren-basischen Effekte,während gleichzeitig die Zinkextraktion in der organischen Phase abläuft mit anschließender Raffinierung, eingeleitet durch
die Selektivität der Phase in Relation zu dem Zink. 30
In der ersten Stufe wird die Extraktion bestimmt durch die Reaktion:
2 RH + Zn2+ > R9Zn + 2H+ (1)
worin RH das Extraktionsmittel bedeutet und die unterstrichenen Verbindungen in der organischen Phase vorliegen,
wobei die in der zweiten Stufe des Verfahrens, bei der Auslaugung der Rohmaterialbeschickung in einem wäßrigen Medium, ausgenutzte Acidität entsteht.
5 ZnO + 2H+ > Zn2+ + H3O
Zn(OH)0 + 2H+ > Zn2+ + 2H0O
2 . (2)
ClZnOH + H+ > Zn2+ + H3O +.Cl'
Zn + 2H+ > Zn2+ + H0
Die in der Extraktionsstufe erzeugte Acidität entspricht
,c dem extrahierten Zink, das seinerseits eine Funktion des Zinks ist, das während der zweiten Stufe ausgelaugt wird.' Wenn einmal die Anfangsreaktion ausgelöst ist, wiederholt sich der Zyklus ohne weitere Beschränkung mit Ausnahme- der Anreicherung von Verunreinigungen in denj wäßrigen Kreislauf.
2Q Piese Beschränkung wird vermieden durch einen minimalen Austrag des wäßrigen Volumens des Kreislaufes, der stets unter 25 % der wäßrigen Strömungsrate bleibt und normalerweise bei einem Wert von etwa 10 % liegt. Der Wasseraustrag aus dem Extraktions-Auslaug-Kreislauf wird mit der Gesamtmenge des organischem Phasenstroms in einer anderen Extraktionsstufe, bekannt als Regenerierungsstufe, in Kontakt gebracht, wodurch eine extensivere Extraktion des Zinks in dem Austrag erzielt wird, so daß die Zinkverluste minimal gehalten werden.
Der nach der Extraktion erhaltene organische Extrakt enthält auch eine Reihe von Verunreinigungen in kleinen Mengen, wobei die Verunreinigung eine Funktion der ausgelaugten Verunreinigungen ist, die ihrerseits von der Art des verwendeten Rohmaterials abhängen. Diese Verunreinigungen müssen entfernt werden, wenn ein Produkt mit einer sehr hohen Reinheit hergestellt werden soll. Diese zusätzliche Raffinierung (Reinigung) wird erzielt während einer organischen Waschstufe
mit einem geringen Strom einer Säurelösung, die gelöstes Zink enthalten kann, wobei eine organische Lösung erhalten wird, die praktisch frei von mitextrahierten oder mitgerissenen Ionen ist. Nach Erfüllung ihrer Funktion kann die Waschflüssigkeit zur Ergänzung des Stromes und des Aquiva^ lent an verlorengegangenen Ionen beim Austragen des Extraktions-Auslaugungs-Wassers verwendet werden.
Der gewaschene organische Extrakt wird nach der folgenden Reaktionsgleichung (3) mit einer Säurelösung gestrippt:
R2Zn + 2H+ > 2 RH + Zn++ (3)
wodurch die organische Phase frei wird und in dem Zyklus verbleibt und je nach dem Strom und dem Typ der verwendeten Strippinglösung können die erforderlichen Zinkprodukte mit einem hohen Grad der Reinheit erhalten werden: Zinkelektrolyt, Zinksulfat u. dgl.. Diese Lösungen erlauben die nach- ^ folgende Umwandlung in elektrolytisches Zink durch Elektrolyse oder in kristallisiertes Zinksulfat (Heptahydrat oder Mönohydrat).
Ein vereinfachtes Schema der Grundtechnologie, für die hier 2- Patentschutz beantragt wird, ergibt sich aus der Figur der beiliegenden Zeichnung t in der die folgenden Stufen und Ströme wie folgt identifiziert werden können:
Stufe I - Rohmaterial-Auslaugung und -Filtration
30 Stufe II - Lösungsmittelextraktion
Stufe III - Regenerierung
Stufe IV - Waschen des organischen Extrakts
Strom 1 - Rohmaterial-Beschickung
35 Strom 2 - wäßrige Lösung zum Auslaugen
Strom 3 - ausgelaugter Feststoff (Feststoffabfall)
Strom 4 - Extraktion der wäßrigen Beschickung
Strom 5 - Waschen mit Wasser
L C I L· <4 U
1 Strom 6 - Schwefelsäure zum Ansäuern des Stroms 7
Strom 7 - Flüssigkeit zum Waschen des organischen Extrakts
Strom 8 - Flüssigkeit aus der Waschstufe
Strom 9 - wäßrige Beschickung für die Regenerierangsstufe
5 Strom 10 - wäßriges Raffinat (flüssiger Abstrom)
Strom 11 - unbeladene organische Lösung für die Regenerierungsstufe
Strom 12 - organische Lösung für den Extraktionsabschnitt Strom 13 - organischer Extrakt zum Waschen in Strom 14 - reiner organische Extrakt zum Strippen
Jede der Stufen, die in die beiden Grundkreisläufe des erfindungsgemäßen Verfahrens aufgeteilt sind, wird nachstehend näher beschrieben:
Auslaugung (Stufe I) und Lösungsmittelextraktion (Stufen II,
III und IVV
Das Rohmaterial (Strom 1) wird bei einer Teilchengröße von weniaer als 1,4 mm (12 mesh Tvler) mit einem bevorzugten
Gesamtzinkgehalt zwischen 65 + 25 % für Feststoffe und
20 + 10 % für Filtrationsaufschlämmungen und mit einem Gehalt an metallischem Zink von weniger als 50 % in die Auslaugstufe (Stufe I) eingeführt. Dieses Rohmaterial wird in einer kontrollierten Form zugeführt, um einen pH-Wert von
2,5 + 0,5 aufrechtzuerhalten, nachdem es stark gerührt worden ist mit der wäßrigen Auslauglösung (Strom 2) für einen Zeitraum von 3Q + 15 Minuten bei einer Temperatur unter 70°C. Während des Auslaugens wird die Extraktionsacidität, die erhalten wird, entsprechend der Reaktion (1) neutralisiert, die normalerweise innerhalb des Bereiches von 13+5 g/l Schwefelsäure gehalten wird.
Die nach dem Auslaugen erhaltene Aufschlämmung wird filgr triert zur Erzielung einer Flüssigkeit (Strom 4), bei der es sich im wesentlichen um eine Lösung von Zinksulfat mit einem pH-Wert von 2,5 + 0,5 handelt, und die in die Lösungsmittelextraktionsstufe eingeführt wird, wobei ein Feststoff
At
erhalten wird (Strom 3), der nach dem Waschen das Feststoffprodukt des Verfahrens bildet und dessen Eigenschaften, Gewichtsabnahme, Zusammensetzung u. dgl. offensichtlich von dem verwendeten Rohmaterial abhängen. Das Waschwasser aus dem Waschen des ausgelaugten Feststoffes kann entweder in die wäßrige Extraktions-Auslaug-Lösung oder in die organische Extrakt-Waschstufe eingeführt werden.
Die beim Auslaugen gebildete wäßrige Lösung (Strom 4) wird in die Extraktionsstufe (Stufe ti) eingeführt, in der in drei Stufen im Gegenstrom mit der organischen Phase (Strom
2 +
12) die übertragung von Zn aus der wäßrigen in die organische Lösung entsprechend der Reaktion (1) stattfindet. Jede Extraktionsstufe besteht aus einem Mischer, in dem beide Phasen innig miteinander kombiniert werden, um die übertragung des Materials zu erleichtern, und einem Absitzbehälter, in dem die beiden Phasen voneinander getrennt werden. Der organische Extrakt oder die zinkbeladene (zinkenthaltende) organische Lösung (Strom 13) bewegt sich zur Stufe IV zur Entfernung von mitextrahierten oder mitgerissenen Verunreinigungen durch Waschen in zwei oder drei Stufen mit einer wäßrigen Lösung (Strom 7), die mit Schwefelsäure angesäuert ist (Strom 6), so daß man einen organischen Extrakt, der praktisch frei von Verunreinigungen ist (Strom 14)# und eine Waschflüssigkeit (Strom 8) erhält, die in den Auslaugabschnitt eingeführt wird.
Die wäßrige Phase aus der Extraktion (Stufe II) wird zum Auslaugen der Feststoffbeschickung (Strom 2) verwendet, wobei eine kleine Fraktion (Strom 9) abgezogen wird, die den Austrag der ausgelaugten Verunreinigungen bildet und in die Regenerierungsstufe (Stufe III)eingeführt wird, um die Zink-Verluste minimal zu halten durch Kontaktieren derselben mit der Gesamtmenge des unbeladenen organischen Stroms (Strom 11) in einer einzigen Stufe, wobei man ein wäßriges Raffinat (Strom 10) und einen organischen Extrakt (Strom 12) erhält, der in den Extraktionsabschnitt (Stufe II) eingeführt wird.
-Jl-L. I L. -t
Der nach der Gesamtheit der vier Stufen erhaltene organische Extrakt (Strom 14) enthält das extrahierte Zink in praktisch reiner Form und kann entsprechend der nachstehend angegebenen Reaktion (3) in Umkehrung der Reaktion (1) gestrippt wer-
5 den:
R2Zn + 2H+ > Zn2+ + 2RH (3)
.n mit einer Säurelösung, wobei man eine unbeladene organische Phase, die wieder in den Zyklus zurückgeführt werden kann, und eine saure wäßrige Lösung, die das extrahierte Zink unter extremen Reinheitsbedingungen enthält, erhält.
je Wenn es sich bei dem gewünschten Produkt um einen Zinkelektrolyten handelt, kann der Rest des Verfahrens (das Stripping und die Elektrolyse) mit dem kationischen Zyklus und den Elektrolysestufen wie in dem spanischen Patent 405 759 angegeben, gekoppelt werden.
Die Grundstufen des erfindungsgemäßen Verfahrens werden nachstehend anhand einer Reihe von Beispielen näher erläutert, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist und in denen eine Reihe von verschiednen Variablen, wie
•25 z.B. der Typ des Rohmaterials, die Auslaugzeit, die Temperaturen, der pH-Wert, der Typ der organischen Extraktionsmittel u. dgl., untersucht werden. Die in jedem Falle erzielten Versuchsergebnisse werden ebenfalls in jedem angegebenen Beispiel analysiert.
Beispiel 1
In diesem Beispiel werden die Auslauguhgsausbeuten bei verschiedenen Rohmaterialien, deren Eigenschaften in der nachstehenden Tabelle I angegeben sind, untersucht. 35
Die Auslaugungsbedingungen waren folgende:
- Aeidität der wäßrigen Auslauglösung (g/l H_SO;) 17,2
- Rührdauer (Minuten) 30
- Temperatur (°C) 45
- Neutralisations-End-pH-Wert 2,7
- Gesämtäquivalente in der ausgelaugten wäßrigen
Lösung (Äquivalente/1) 0,42
Die erzielten Ergebnisse sind in der unten folgenden Tabelle II zusammengefaßt und daraus ist zu ersehen, daß in jedem Falle die Zinklöslichkeitsausbeute mehr als 97 % betrug.
oll Il4U
Material
TABELLE I
Identifizierung Prä ζipitations- Alkalische Galvanisie-
auf schläitunungen Zinkfest- rungsaschen
stoffe
Zn (Gesamtgehalt) % 20 48,1 72
Zn (metallisch) % - - 30
Pb % - 7,30 1 ,80
Cu % 0,1 3,25 0,02
Fe % 1,0 1,15 0,45
Ca % 17 1 ,40 0,20
Cl" % - 3,54 4,0
so4 = % 37 8,68 0,20
unlösliche Ma- %
terialien
- 4,10 1,85
TABELLE II
Typ des Rohmaterials 1 2 3
Zink-Auslaugungs-
Ausbeute %
99,i" 97,6 99,0
25 Analyse des Auslaugungsriickstandes (%·)
Zn 0,31 4,9 7,2
Pb - 30,4 15,1
Cu 0,01 9,0 2,8
Fe 0,19 4,4 3,7
Ca 26,4 3,34 -
Cl .- - 0,39
Verhältnis von Aus-
laugungsr ticks tand
zu Rohmaterial
0,57 0,24 0,1
l AS . .
Beispiel 2
Dieses Beispiel zeigt den Einfluß der Rührdauer und des Neutralisations-End-pH-Wertes auf die Auslaugungsausbeute.
Die nachstehend angegebenen Bedingungen waren während des
Tests gleich: in der wäßrigen Zn (Gesamtgehalt) Lösung (jiquiv./l) 4 40
Temperatur (0C) Rohmaterial: Galvanisierungsabfall Zn (Metall) mit den folgenden 2 3
Auslaugungsstufen schäften {%) Pb 4 0,41
Gesamtäquivalente Cu 63. 6 Eigen-
Fe 3 8
Ca 1, 7
Cl" 0,
SO4 1,
1,
1,
o,
unlösliche Materialien 4
Die in bezug auf die Zink-AuslaugungsAusbeute erzielten Ergebnisse waren folgende:
- Auslaugungsdauer (Minuten) 34 34 50 30 - Auslaugungs-End-pH-Wert 2,7 2,1 2,7
- Zink-Auslaugung (%) 96,0 98,7 97,7
Ein vorteilhafter Effekt wird erzielt durch Erhöhung der Reaktionszeit und Herabsetzung des End-pH-Wertes, wobei insbesondere letzteres signifikanter ist.
1 Beispiel 3
In diesem Beispiel wird das Zinkextraktionsvermögen von zwei organischen sauren Reagentien miteinander verglichen:
5 - Di-2-äthyl-hexyl-phosphorsäure (D-2-EHPA) P
R-O OH
R-OO - Di-2-äthyl-hexyl-phosphonsäure (HEHZ.EHP7)
R OH 10
In beiden Fällen waren sowohl die Extraktionsmittelkonzentration als auch das Verdünnungsmedium gleich.
Gemeinsame Extraktionsbedingungen
- Konzentration des organischen Reagens in Kerosin 20 VoI-%
- Temperatur Umgebungstemperatur ( 20°C)
- Zusammensetzung der wäßrigen Beschickung
Für die Extraktion: (Medium SO4 2") Zn (g/l) 18,8
pH-Wert 3,5
20 - Verhältnis zwischen organischer Phase und wäßriger Phase (siehe Fig. 1):
- Stufe II 4:1
- Stufe III 20 : 1
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle II zusammengefaßt. Die beiden organischen Reagentien sind für das Verfahren akzeptabel, obgleich ein bestimmter Vorteil in diesem Beispiel für D-2-EHPA festgestellt wurde in bezug auf die Zink-Extraktions- Ausbeute und -Kapazität, so daß in dem' wäßrigen Medium eine größere Acidität gebildet wurde, was durch eine erhöhte Auslaugungsausbeute für das Rohmaterial dargestellt wird.
TABELLE III
Extraktions-—
Kongentration (g/l)
reagens
trakt
Zn
H3SO4 Zn H3SO4
Estraktions-
Organi- wäßriges Aus- wäßriges
scher Ex- laugmedium Raffinat a h te
10 D-2-EHPA 3,5 5,3 18,1 2,0 24,3
97,8
HeH
2,7
8,3 13,4 5,3 20,1
94,3
Beispiel 4
Dieses Beispiel erläutert die Technologie in einer Gesamtbetrachtungsweise auch unter Anwendung eines Strippingsystems,
das zwei hochreine Produkte liefert: einen Zinkelektrolyten 5
und eine Zinksulfatlösung.
Der Versuch wurde kontinuierlich in einer Pilotanlage durchgeführt, wobei die obigen Ergebnisse bestätigt wurden und das Fehlen von koextrahierten Verunreinigungen in dem organischen Extrakt und die Gesamtentfernung in dem wäßrigen Raffinat bestätigt wurden.
Zur Unterstützung der Identifizierung der verschiedenen Systeme wird das in derZeichhungdargestellte Diagramm verwendet:
Gemeinsame Bedingungen:
- Temperatur (0C) 3 5 - Anzahl der Auslaugungsstufen (Stufe I) 5
Extraktionsstufen (Stufe II) 3 Regenerierungsstufen (Stufe III)1 Waschstufen (Stufe IV) 3
- Verweilzeit:
- in jedem Extraktionsmischer (Min.) 3
- Auslaugen(in den 5 Stufen) (Min.) 30
- Auslaugungs-End-pH-Wert 2
- Typ des organischen Reagens D-2-EHPA
Konzentration in Vol.-% 19,2
Verdünnungsmittel Kerosin
Die Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle IV zusammengefaßt, in der die Spalten E und S jeweils die erhaltenen beiden Produkte, d.h. den Zinkelektrolyten und das Zink-35 sulfat, repräsentieren. Aus dieser Tabelle ergibt sich, daß
- der organische Extrakt kaum verunreinigt ist und die Produkte eine sehr hohe Reinheit aufweisen»
- die Gesamtzinkgewinnungsausbeute mehr als 98%beträgt,
- die Abstromvolumina stark vermindert sind und leicht behandelt werden können zum Zwecke der Abfallbeseitigung.
Zusammenfassend ergibt sich daraus, daß in allen untersuchten Fällen die Gesamtzinkgewinnungsausbeute sehr hoch war (96 bis 98 %), daß die Koextraktion von Verunreinigungen vernachlässigbar gering war und daß die Endprodukte eine hohe Qualität aufwiesen bei einem niedrigen Reagens verbrauch.
Die Erfindung wurde zwar vorstehend unter Bezugnahme auf spezifische bevorzugte Ausführungsformen näher erläutert, es ist jedoch für den Fachmann selbstverständlich, daß sie darauf keineswegs beschränkt ist, sondern diese in vielfacher Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen
wird. 20
ω οι
ω ο
σι
to ο
TABELLE IV
Strom Nr. 1 2 3 4 5 6 7 8
Strömungsrate 6,45 530 1 ,08 530 60 3 63 63
H2SO4 Pb
Ca
Fe
SO=
Cl"
Cu
Cd
Ni
Co
As
pH
2 35 2 3,4
- 65 9 0,006
1, 32 0,006 0,08
1, 63 0,68 0,056
1, 14 0,53 <0,001
0, 153 12 0,008
1, 06 0,75
0, 048
0, 002
0, 023
0,
0,
5,5
7,2 0,008
6,1 0,70
4/9 0,61
8 13
0,06 3,7
1,03 0,006
0,04 0,09
0,16 0,07
0,002 0,001
0,007 0,009
2
1/5
143 32
0,002 0,08 0,010
0,017
0,001
0,001
<0,001
0,0001
5,8 <ο b,ö
3,0 0 2,6
- 0 ,005
- 0 ,067
0 ,003
_ 0 ,32
- 0 ,001
- ,005
_ ,003
Einheiten: Strömungsrate: Feststoffe in g/Min; Konzentrationen: Feststoffe in %; Flüssigkeiten in ml/Min Flüssigkeiten in g/l
0,0006
ω
οι
ω
ο
OT
CJI
Ol
(Fortsetzung) TABELLE IV
Strom Nr. 9 10 11 12 13 14 E S
Strömungsrate 60 60 776 776 776 776 97,5 13,8
Zn 1,31 0,32
H2SO4 6,3 9,8
Pb <0,005 <0,005
Ca 0,025 0,3
Fe 0,002 0,28
so= - 10,2
ionen Cl"
Cu
0,17
<0,001
2,4
0,005
ntrat Cd
Ni
0,002
0,002
0,05
0,04
Kon ze Co
As
0,0003 0,005
PH _ 0,9
0,21
5,5
0,015
0,65
0,02
5,6 80 143
- 125 32
- 0,002 0,002
0,001 3<0,001 0,08
0,65 0,018 0,010
0,003 0,016 0,017
- <o,oor 0,001
— ■ <0,001 0,001
<0,001 <0,Q01
0,0001 0,0001
Einheiten: Strömungsrate: Feststoffe in g/Min; Flüssigkeiten in ml/Min
Konzentrationen: Feststoffe in. %? Flüssigkeiten in g/1
GO KJ KJ
Leerseite

Claims (16)

1 Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung von elektrolytischem Zink oder hochreinen Zinksalzen aus sekundären Zink-Rohmaterialien, dadurch gekennzeichnet, daß es die folgenden Stufen umfaßt:
Auslaugen des Rohmaterials in einet schwach sauren wäßrigen Lösung bei kontrolliertem pH-Wert,
Auftrennen der Reaktionsmischung in eine Auslaugflüssigkeit, die das ausgelaugte Zink enthält, und einen festen Rückstand, der nach ausreichendem Waschen verworfen wird, Einführen der Zink enthaltenden Flüssigkeit in eine Lösungsmittelextraktions-Vorrichtung, in der sie mit einer organische Säuren als kationische Extraktionsreagentien enthaltenes den organischen Lösung in Kontakt gebracht wird, mit deren Hilfe ein Ionenaustausch der Zinkionen gegen Wasserstoffionen erzielt wird, wobei man eine organische, Zink enthaltende Lösung und eine wäßrige Lösung, die eine dem extrahierten Zink entsprechende stöehiometrische Acidität aufweist, erhält,
Recyclisieren des sauren wäßrigen Raffinats in die vorhergehende Auslaugstufe, in der es als schwach saure wäßrige Lösung zur Durchführung der Zinkauslaugung aus dem Rohmaterial verwendet wird,
2^ Einführen des organischen Zinkextrakts in eine Stripping-Vorrichtung, in der er mit einer stark sauren Lösung von Zinksulfat in Kontakt gebracht wird, mit deren Hilfe ein Ionenaustausch der Zinkionen gegen Wasserstoffionen stattfindet, wobei man eine konzentrierte Lösung von Zinksulfat
'
und eine von Zink freie organische Lösung erhält t welche die dem gestrippten Zink entsprechende stöehiometrische Acidität aufweist, die zur Durchführung der Zinkextraktion in die vorhergehende Stufe recyclisiert wird, Einführen der konzentrierten wäßrigen Zinksulfatlösung in
eine Elektrogewinnungs-Vorrichtung zur Herstellung von
elektrolytischem Zink oder in eine Kristallisationsanlage zur Herstellung von reinem Zinksulfat,
I Z M υ
Recyclisieren des verbrauchten Elektrolyten aus der Elektrogewinnungs-Vorrichtung oder der Mutterlaugen aus der Kristal lisationsanlage in die vorhergehende Zinkstripping-Stufe, um nach geeigneter Schwefelsäureergänzung die stark saure Zinksulfatlösung herzustellen, mit deren Hilfe das Zinkstripping aus dem organischen Extrakt erzielt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem sekundären Zink-Rohmaterial um ein festes Material handeln kann, das 15 bis 90 % Zink enthält, wobei der größte Teil desselben in oxidierter Form vorliegt, mit einem maximalen Gehalt an metallischem Zink von 50 % und einer Teilchengröße, die nach geeignetem Mahlen zu 100 % unter 1,68 mm liegt, wie insbesondere alle alkalischen Zinkpulver, Zinkschmelzabfälle, Galvanisierungsaschen, Messingschmelz schlacken u.dgl..
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei dem sekundären Zink-Rohmaterial um irgendeine wäßrige, Zink enthaltende Lösung handeln kann, die durch Ausfällung mit Alkali und Filtrieren in einen Feststoff gemäß Anspruch 2 umgewandelt werden kann.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Durchführung der Auslaugung des* Rohmaterials verwendete schwach saure wäßrige Lösung H3SO4 in einer Konzentration von 13+ 5g/l enthalten muß.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslaugen unter starkem Rühren für eine Zeitspanne durchgeführt wird, die der Verweilzeit von 30+ 15 Minuten entspricht.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge-
O O
kennzeichnet, daß die Auslaugung des Zink-Rohmaterials bei einer Temperatur von 45+ 5°C durchgeführt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Zugabe des Zink-Rohmaterials zu der Auslaugflüssigkeit durch kontrolliertes Dosieren*in der Weise durchgeführt werden muß, daß der End-pH-Wert der dabei
5 erhaltenen wäßrigen Auslauglösung 3+1 betragen muß.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche i bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtanionenkonzentration in der Auslaugflüssigkeit 0,6+0,2 Äquivalente pro Liter betragen muß.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß es sich bei der für die Zinkextraktion als kationisches Reagens verwendeten organischen Säure um eine solche aus der Reihe der Alkylphosphor- oder Alkylphosphonsäuren mit einem Molekulargewicht von mehr als 200, insbesondere Di-2-äthylhexyl-phosphorsäure, handelt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Zinkextraktion verwendete organische Lösung aus einer organischen Säure besteht, die mit einem Gemisch von Kohlenwasserstoffen, insbesondere Kerosin, in einer Konzentration von 20+5 Volumenprozent verdünnt ist.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die das ausgelaugte Zink enthaltende wäßrige Lösung und die die organische Säure enthaltende organische Lösung in mehreren Stufen in Gegenstromkontakt miteinander gebracht werden unter Verwendung einet konventionellen Lösungsmittelextraktions-Vorrichtung in der Weise, daß
ein Extraktionswirkungsgrad von mehr als 60 % des anfänglichen Zinkgehaltes der wäßrigen Lösung erzielt wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch
gekennzeichnet, daß eine Fraktion des wäßrigen Raffinats 35
aus der Zinkextraktion, das noch weniger als 40 % des anfänglichen Zinkgehaltes aufweist, als Abzapfstrom aus dem System abgezogen wird zur Kontrolle der Anreicherung der
* Verunreinigungen in dem wäßrigen Lösungskreislauf, wobei diese Fraktion in Abhängigkeit von dem Gehalt an löslichen Verunreinigungen in dem Rohmaterial auf einen Wert unter 25 % des Gesamtraffinats, insbesondere 10+2 %;eingestellt
5 werden muß.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Abzapflösung in eine Lösungsmittelextraktionsstufe eingeführt wird, in der sie mit dem Gesamtvolu-
^ men der aus dem Zinkstripping kommenden unbeladenen organischen Lösung in Kontakt gebracht wird, um eine maximale Zinkextraktion aus diesem Abzapfstrom zu erzielen, bevor er verworfen wird, und somit die Gesamtausbeute des Verfahrens zu verbessern.
15
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der das extrahierte Zink enthaltende organische Extrakt in einen Waschabschnitt eingeführt wird, in dem er erneut in mehreren Stufen in Gegenstromkontakt
gebracht wird mit einer sauren wäßrigen Lösung bei einem Verhältnis von organischer Phase zu wäßriger Phase von 40+10:1, wobei man einen reinen organischen Extrakt, der in den Strippingabschnitt eingeführt wird, und eine unreine
wäßrige Flüssigkeit erhält, die in den Auslaugabschnitt 25
eingeführt wird, in dem sie als Teil des Wassers und der Säureergänzung, die durch die Raffinat-Abzapfung erforderlich ist, verwendet wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch 30
gekennzeichnet, daß der reine organische Extrakt in mehreren Stufen in Gegenstromkontakt gebracht wird mit eineF* stark sauren Zinksulfatlösung unter Verwendung einer konventionellen Lösungsmittelextraktions-Vorrichtung, in der Weise, daß mehr als 95 % Zinkstripping aus der organischen Lösung erzielt werden, wobei man eine konzentrierte wäßrige Zinksulfatlösung und eine unbeladene organische Lösung, die in deja Extraktionsabschnitt recyclisiert wird, erhält.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Zinkstrippen aus dem organischen Extrakt unter Verwendung einer anderen Mineralsäure als Schwefelsäure, insbesondere Chlorwasserstoffsäure, Salpetersäure, Phosphorsäure, Schweflige Saure u.dgl., durchgeführt werden kann zur Herstellung von wäßrigen Lösungen der entsprechenden Salze, aus denen durch Kristallisation oder nach anderen konventionellen Verfahren reine Zinksalze hergestellt werden können.
10
15 20 25 30 35
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