Utilization of solutions obtained after magnesium removal from sphalerite concentrates with spent electrolyte derived from winning of cathode zinc
A. Jarosiński 1  
,   A. Kozak 2,   S. Żelazny 2
 
More details
Hide details
1
Instytut Gospodarki Surowcami Mineralnymi PAN, Kraków
2
Politechnika Krakowska
 
Gospodarka Surowcami Mineralnymi – Mineral Resources Management 2013;29(4):107–118
 
KEYWORDS
ABSTRACT
As domestic zinc and lead deposits occur in dolomite rocks, the sphalerite concentrates obtained from these ores contain an admixture of dolomite. These concentrates should be characterized by a high content of zinc and low levels of impurities such as magnesium, arsenic, iron, and others. The domestic process of cathode zinc winning from this raw material consists of roasting of sphalerite concentrates (in order to obtain zinc in the oxide form), leaching of the oxide concentrate with sulfuric acid, purification of the zinc sulfate obtained, and a final stage – zinc electrodeposition. During chemical treatment of the oxide concentrate with sulfuric acid, magnesium is added to the solution of zinc sulfate. A high magnesium concentration in the solution is undesirable, and causes deterioration of zinc cathode quality, and technical as well as economical indexes of the process. The required content of magnesium in a solution amounts to less than 0.3%MgO; therefore, MgO should be removed before the electrodeposition of zinc. One of the methods of magnesium removal is decreasing its content in a sphalerite concentrate by means of pre-leaching, using sulfuric acid as a leaching agent. The aim of this study was the recovery of certain components from solutions after magnesium removal with zinc concentrates by means of pre-leaching. Spent electrolyte deriving from the zinc electrodeposition process was used as the pre-leaching agent. The study consisted of two major measuring series, namely leaching of raw sphalerite concentrate with spent electrolyte and removal of components from the solutions after pre-leaching. Leaching was carried out in three stages. After the first stage of the two-hour leaching, the extent of magnesium leaching was almost 84%. After the second and third stages of the leaching steps, magnesium content was slightly lower respectively 81.5 and 70.4%. Magnesium content in the concentrate was below the maximum permissible value, i.e. 0.30%. After the third stage, the content of this component was 0.40%. Zinc losses were highest after the first leaching stage at 2.6%, and were acceptable from a technological point of view. The results confirmed that the pre-leaching process with spent electrolyte is an effective method for the removal of magnesium and other impurities from zinc concentrate. The described procedure for purification and separation of components from a solution is an effective method of recovering some components. The resulting products can be utilized in various technological processes; for example, for the production of magnesium compounds, recycling of zinc product, winning of zinc, etc.
METADATA IN OTHER LANGUAGES:
Polish
Zagospodarowanie roztworów po usuwaniu magnezu z koncentratów sfalerytowych elektrolitem odpadowym z procesu otrzymywania cynku katodowego
wysokojakościowy koncentrat sfalerytowy, usuwanie magnezu, oczyszczanie roztworu, odzysk składników
Krajowe złoża rud cynku i ołowiu występują w skałach dolomitowych co powoduje, że pozyskiwane koncentraty sfalerytowe zawierają domieszki dolomitu. Koncentraty te powinny cechować się wysoką zawartością cynku i niskim poziomem zanieczyszczeń, takich jak magnez, arsen, żelazo i inne. Krajowy proces wytwarzania cynku katodowego z powyższego surowca obejmuje: prażenie koncentratu sfalerytowego (w celu otrzymania cynku w postaci tlenkowej), ługowanie tego koncentratu kwasem siarkowym, oczyszczanie otrzymanego roztworu siarczanu (VI) cynku i elektroosadzanie cynku jako ostatni etap procesu. Podczas obróbki chemicznej koncentratu tlenkowego kwasem siarkowym magnez przechodzi prawie całkowicie do roztworu siarczanu (VI) cynku. Wysokie stężenie magnezu w tym roztworze jest niepożądane i przyczynia się do pogorszenia jakości cynku katodowego, jak również do pogorszenia wskaźników techniczno-ekonomicznych procesu elektrolizy. Postulowana zawartość magnezu w roztworze wynosi poniżej 0,3% MgO i dlatego MgO powinno być usuwane przed elektrolizą cynku. Jedną z metod usuwania magnezu jest obniżenie jego zawartości w koncentracie sfalerytowym na drodze ługowania wstępnego, stosując kwas siarkowy jako czynnik ługujący. Celem tych badań był odzysk niektórych składników z roztworów po usunięciu magnezu z koncentratu sfalerytowego poprzez jego ługowanie. Czynnikiem ługującym był zużyty elektrolit pochodzący z procesu elektroosadzania cynku. Badania obejmowały dwie zasadnicze serie pomiarowe: ługowanie wyjściowego koncentratu sfalerytowego zużytym elektrolitem z elektrolizy cynku i odzysk niektórych składników z otrzymanych roztworów. [...]
 
REFERENCES (8)
1.
Gawlik L., Mokrzycki E., 2011 – Mineral Raw materials of Poland – Resource aspect, Sustainable production and consumption of mineral resources. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków, s. 13–39.
 
2.
Jarosiński A., Fela K., 2009 – The optimization of low-magnesium zinc concentrate production process. Polish Journal of Chemical Technology t . 1, s. 20–23.
 
3.
Jarosiński et al. 2010 – Jarosiński A., Kozak A., Żelazny S., 2010 – Recovery of some components from solutions after magnesium removal with zinc concentrate. 14th Conference on Environmental and Mineral Processing, VSB-TU Ostrava. Part I. s. 273–276.
 
4.
Jarosiński et al. 2012 – Jarosiński A., Kozak A., Żelazny S., Radomski P., 2012 – Removal of magnesium from sphalerite concentrates by means of spent electrolyte deriving from the process of cathode zinc extraction. Mineral ResourcesManagement (Gospodarka Surowcami Mineralnymi) t. 28, z. 3, s. 43–53.
 
5.
Jarosiński A., 2012 – Innowacyjne i proekologiczne metody przeróbki materiałów cynkonośnych. Wyd. IGSMiE PAN, Kraków.
 
6.
Patent PN-213 175, 2012.
 
7.
Radwanek-Bąk B., 2011 – Zasoby kopalin Polski w aspekcie oceny surowców krytycznych Unii Europejskiej. Mineral Resources Management (Gospodarka Surowcami Mineralnymi) t. 27, z. 1, s. 5–19.
 
8.
Sanak-Rydlewska S., Małysa E., 1996 – Purification of zinc blende concentrate by chemical flotation treatment to remove magnesium. Archive of Metallurgy t. 41, s. 435–440.
 
eISSN:2299-2324
ISSN:0860-0953