Регистрация / Вход
Прислать материал

Выщелачивание цинка из пыли сталеплавильного производства с использованием NaOH

ФИО: Архипова Л.В.

Направление: Металлургия

Научный руководитель: к.т.н., проф. Федоров Александр Николаевич

Институт: Институт экотехнологий и инжиниринга

Кафедра: Кафедра Цветных металлов и золота

Академическая группа: МЦМ-12-1

Перевод в водный раствор цветных металлов из обрабатываемых материалов с использованием гидроксида натрия в качестве выщелачивающего агента является достаточно эффективным процессом на фоне незначительного растворения железа. Щелочным выщелачиванием в крепких растворах NaOH можно получить концентрированные по Zn, Pb и Al водные растворы, а в некоторых случаях, и по содержанию Cr и Cu.

Оптимальные условия выщелачивания: 6–10 М NaOH, соотношение ж:т около 10, температура 80–95°C. При использовании высоких концентраций щелочи и температур, растворение цинка происходит быстро и извлечение цинка в раствор может достигать 80–85%. Степень перевода цинка в раствор NaOH ограничивает наличие ферритов цинка.

Избирательность щелочного выщелачивания в отношении цинка, по сравнению с соединениями железа, изображена на равновесных диаграммах состояния, которые показывают, что растворение гидроксида железа и оксида цинка зависят от величины рН.

На рисунке 1 показано, что цинк может быть растворен в кислой или щелочной среде, железо растворимо преимущественно в кислых средах.

Рисунок 1 – Зависимость растворимости: а – ZnO от рН, при 25°С; б – гидроксидов Fe2+; в – Fe3+, от рН, при 25°С

Растворимость некоторых цветных металлов в сильном щелочном растворе уменьшается в следующей последовательности Zn > Pb > Al > Cr(III) > Cu. Растворимости Cr(III), Cu и Cd оказываются незначительными в присутствии цинка и свинца. Растворимость свинца снижается, если содержание цинка в растворе каустической соды относительно высокое, при этом Fe, Cd, Ca и Mg остаются в нерастворимом остатке.

Оксиды цинка и свинца легко растворяются в щелочах в основном по реакциям:

Если пыль содержит триоксид алюминия или оксид кремния, они растворяются в щелочном растворе аналогичным образом. Однако, содержание алюминия и кремнезема в пыли дуговой сталеплавильной печи сравнительно мало.

ZnFe2O4 является очень устойчивым соединением, только малая его часть будет растворяться в щелочи.

Образующийся в результате выщелачивания твердый остаток обогащен железом и практически не содержит цинка и свинца, пригоден для переработки в дуговой сталеплавильной печи.