Спосіб отримання цинкового купоросу

1. Спосіб переробки шламу, який містить цинку гідроксид, що включає розпульповку шламу водою і обробку лужними і кислими розчинами, який відрізняється тим, що іони цинку із твердої фази розпульпованого шламу екстрагують розчином лугу при рН > 12 , отриману тверду масу після промивки водою віджимають і захоронюють, а лужний розчин підкислюють розчином кислоти до рН = 9 ± 1, при цьому випадає цинку гідроксид, який направляється для переробки в цільовий продукт. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що при виробництві цинку сульфату для підкислення використовуть сульфатну кислоту. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що відпрацьований лужний розчин з рн = 9±1 рециркулює і використовується для приготування розпульпованого шламу і розчину лугу з рН > 12 . Корисна модель відноситься до хімічної промисловості, а саме до способів переробки цинковмісних матеріалів, зокрема цинковмісних шламів, що утворюються у виробництві хімічних волокон. Відомий спосіб одержання цинку оксиду шляхом розчинення цинковмісних відходів віскозного виробництва в сульфатній кислоті з наступним осадженням карбонатом амонію і прожарюванням цинку карбонату для виділення кінцевого продукту, (а.с. 1361109 C01G9/02). Недоліки: не можливо переробляти шлам, що виходить при нейтралізації стічних вод вапном, через те, що при цьому утвориться велика кількість кальцію сульфату, що ускладнює процес фільтрації. Прототипом запропонованого способу є спосіб вилучення цинку з відходів виробництва віскозного волокна шляхом обробки шламу розчинами амонійних солей в аміачній воді при концентрації аміаку 10-200г/дм3, концентрації іону амонію 13,437,0г/дм3, при відношенні іону амонію до цинку рівної 0,6 і співвідношенням твердої і рідкої фаз рівної 1:(10-20) (а.с. 1680788 СССР, кл. С22В19/00, 1991). Недоліки: час екстракції цинку зі шламу дорівнює декільком годинам, що веде до неможливості організації безперервного процесу вилуговування цинку зі шламу. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення переробки цинковмісного шламу шляхом зменшення енергетичних витрат, організації безперервного процесу та отриманням цинкового купоросу. Поставлена мета досягається тим, що цинковмісний шлам перемішується з розчином лугу, отримана маса віджимається, нерозчинний осад відкидається, віджатий розчин підкислюється кислотою до рН=9-10. Отримана розведена суспензія цинку гідроксиду фільтрується, фільтрат відділяється, у концентровану суспензію цинку гідроксиду додається промивна вода. Рідина фільтрується, фільтрат відділяється, очищена концентрована суспензія цинку гідроксиду нейтралізується розчином сульфатної кислоти, розчин цинкового купоросу подається на упарювання і перекристалізацію. Внаслідок проведення цього процесу вдається досягти практично повного вилучення цинку з шламу (80% від теоретичного виходу) з мінімальними енергетичними витратами. На Фіг. приведена технологічна схема переробки цинковмісного шламу з отриманням цинкового (0 Ю 5760 купоросу. Цинковмісний шлам із площадки зберігання транспортером подається в реактор змішування 1, куди подається за допомогою насосу 2 розчин лугу, отриманий розчин подається на гвинтовий прес З, де відбувається поділ нерозчиненого осаду і освітленої рідини, осад надходить у реактор змішування 4, освітлена рідина в буферну ємність 5, у реактор змішування 4 за допомогою насосу б подається промивна вода, отримана суспензія подається на гвинтовий прес 7, віджатий осад відділяється, віджата рідина надходить у буферну ємність 5, звідки за допомогою насосу 8 рідина надходить у реактор змішування 9, куди подається за допомогою насосу 10 розчин сульфатної кислоти (рН доводиться до значення 9-10), отримана розведена суспензія цинку гідроксиду надходить на піщаний фільтр із рухомим шаром 11, де відбувається поділ осаду - суспензії цинку гідроксиду і освітленого розчину, освітлений розчин самопливом надходить у буферну ємність 12, куди подається насосом 13 зміцнювальний луг (рН доводиться до значення 12), даний розчин за допомогою насосу 14 направляється в реактор змішування 1, отримана концентрована суспензія цинку гідроксиду надходить у буферну ємність 15, куди за допомогою насосу 16 подається промивна вода, отриманий розчин за допомогою насосу 17 подається на піщаний фільтр із рухомим шаром 18, де потік розділяється на дві частини: перший потік - промивна вода самопливом скидається в каналізацію і другий потік - очищена суспензія цинку гідроксиду, що надходить у буферну ємність 19, звідки за допомогою насосу 20 подається в реактор змішування 21, куди подається за допомогою насосу 22 розчин сульфатної кислоти, отриманий розчин подається на упарювання, після фільтрації і перекристалізації отримують товарний цинковий купорос. Наприклад: Цинковмісний шлам (вміст цинку 6% мас, кальцію 22% мас.) з площадки зберігання транспортером у кількості 10т/год подається в реактор змішування 1, куди за допомогою насосу 2 подається 40% розчин лугу в кількості 1,125т/год, отриманий розчин подається на гвинтовий прес З, де відбувається розподіл нерозчиненого осаду 9т/год і освітленої рідини 2,1т/год, осад надходить в реактор змішування 4, освітлена рідина в буферну ємність 5, в реактор змішування 4 подається з допомогою насосу 6 в кількості 2 т/год промивна вода, отримана суміш подається на гвинтовий прес 7, віджатий осад в кількості 9т/год видаляється, віджата рідина в кількості Зт/год надходить в буферну ємність 5, де відбувається її змішування з освітленою рідиною, загальний потік освітленої рідини в кількості 5,1 т/год з допомогою насосу 8 надходить в реактор змішування 9 куди подається з допомогою насосу 10 розчин кислоти (рН доводиться до значення 9-10), отримана розбавлена суспензія цинку гідроксиду в кількості 6,2т/год надходить на пісчаний фільтр з рухомим шаром 11, де проходить розділення осаду - суспензії цинку гідроксиду і освітленого розчину, освітлений розчин в кількості 5,9т/год самопливом надходить у буферну ємність 12, куди подається з допомогою насосу 13 в кількості 0,2т/год доукріплюючий 40%-ний розчин лугу (рН доводиться до значення 12), отриманий розчин лугу подається з допомогою насосу 14 в цикл на реактор змішування 1, суспензія цинку гідроксиду в кількості 1,1 т/год надходить у буферну ємність 15, куди з допомогою насосу 16 надходить промивна вода в кількості 5т/год, даний розчин з допомогою насосу 17 в кількості 6,1т/год подається на пісчаний фільтр з рухомим шаром 18, де потік розділяється на дві частини: перший потік- промивна вода в кількості 5,9т/год самопливом скидається в каналізацію і другий потік в кількості 0,Зт/год - очищена суспензія цинку гідроксиду надходить в буферну ємність 19, звідки з допомогою насосу 20 подається в реактор змішування 21, куди подається з допомогою насосу 22 розчин 10% сульфатної кислоти в кількості 7,Зт/год, отриманий розчин подається на упарювання, після фільтрування і перекристалізації отримується товарний цинковий купорос ZnSO4* 7H2O в кількості 2,1 т/год, що складає 80% від теоретичного виходу, який дорівнює 2,64т/год. Таблиця 1 Матеріальні затрати на отримання 2,1т цинкового купоросу при переробці 10т цинковмісного шламу Витрачено Реагент Шлам Сода каустична (40%) Сульфатна кислота (98%) Вода Електроенергія Персонал Накладні витрати Всього Отримано Вартість грн. Вартість грн. Продукт К-сть К-сть Питома Загальна Питома Загальна 10т Цинковий купорос 2,1т 2500 5250 1,125т 360 405 1330т 210 2793 20т 0,5 10 850кВт-час 0,2 170 5чол. 20 100 100% 9643 1928,6 Всього 5250 5760 Дані таблиці 1 свідчать про ефективність запропонованого способу відсутність утворення побічного продукту кальцію сульфату, можливістю організації безперервного процесу вилуговування цинку з шламу Одержаний позитивний результат дає можливість переробляти цинковмісні відходи виробництва віскозного волокна з отриманням цінної сировини цинкового купоросу Як бачимо з результатів, досягнутий технічний результат дозволяє одержувати чистий прибуток при переробці 10т шламу 3321грн Запаси шламу, що містить цинк на підприємствах середньої потужності складають величину 1000000т, що дозволить переробляти дану КІЛЬКІСТЬ шламу з продуктивністю Ют/год на протязі 10-15 років, загальний прибуток буде складати величину 3321100000=332100000грн, беручи до уваги суму капітальних затрат, яка дорівнює 5000000грн та непередбачуваних витрат 10000000грн, загальний чистий прибуток складе величину 317100000грн При переробці шламу на протязі 10 років орієнтовний прибуток за 1 317100000 _ рік складе = 5 млн евро 10* 6,3 Розчин цинкового купоросу на випарювання та перекристалізацію Фіг. Комп'ютерна верстка В Мацело Підписне Тираж 28 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м Київ, МСП 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул Глазунова, 1, м Київ - 4 2 , 01601