Sinkkirikasteen suoraliuotusreaktorin kehittäminen

Hydrometallurgiseen sinkinvalmistusprosessiin kuuluu yleensä pasutus, liuotus, puhdistus ja elektrolyysi. Sinkkirikasteen suoraliuotusmenetelmässä sinkkisulfidi liuotetaan suoraan ilman pasutusta. Suoraliuotusprosessissa prosessiliuokseen lietettyä sinkkisulfidia syötetään liuotusreaktoriin, jossa on liuottimena rikkihappoa. Sinkkisulfidi reagoi ferrisulfaatin kanssa muodostaen sinkkisulfaattia ja ferrosulfaattia, ja samalla rikki hapettuu alkuainerikiksi. Ferro-ionit hapetetaan takaisin ferri-muotoon syöttämällä reaktoriin happea. Tämän työn tarkoituksena oli löytää uudentyyppinen, edullisempi reaktori sinkkirikasteen suoraliuotukseen. Suunnittelussa pyrittiin kehittämään mahdollisimman monipuolinen koereaktori, jota voidaan hyväksikäyttää useiden suoraliuotuksen ilmiöiden, esimerkiksi hapen liukenemisen, tutkimiseen. Reaktori mitoitettiin pilot-laitteiston kokoiseksi. Valmiilla koelaitteistolla tehtiin lyhyt sarja kokeita ja jo niiden perusteella pystyi havaitsemaan reaktorin toimivan hyvin. Kokeiden päätarkoituksena oli testata laitteiston toimivuutta ja soveltuvuutta sinkkirikasteen liuotukseen. Työhön kuului myös kehitetyllä reaktorilla myöhemmin suoritettavan koetoiminnan suunnittelu.

The hydrometallurgical manufacturing of zinc generally includes roasting, leaching, pu-rification and electrolysis. In direct leaching zinc sulphide ZnS is leached without roasting. In direct leaching, zinc sulphide is mixed with the process solution to create sludge. The sludge is then fed in to a reactor containing sulphuric acid as solvent. Zinc sulphide reacts with ferric sulphide and forms zinc sulphate and ferro sulphate. Meanwhile sulphur is oxidised to elemental sulphur. The ferro-ions are oxidized back to the ferric form with oxygen. The purpose of this work was to find a new and more economical reactor for the direct leaching of zinc. The reactor was designed so that it could be used to examine several phenomena in the area of zinc leaching, such as the dissolution of oxygen. The reactor was built in a pilot-plant scale. A small set of experiments was performed with the reactor and based to those experiments it was clear that the reactor was working well. The main purpose of the experi-ments was to test that the reactor was functional and suitable for zinc leaching. This work also includes preliminary plans for experiments to be done in the future with the reactor designed.