Способ электролитического выделения тяжелых цветных металлов из кислых растворов

Способ электролитического выделения тяжелых цветных металлов из кислых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ кислых РАСТВОРОВ в виде сульфидов в электродиализаторе, разделенном ионообменной диафрагмой, о т л и -чающийся тем, что, с целью повышения степени очистки сульфидов от мышьяка и сурьмы, в катодную камеру подают раствор серной кислоты концентрации 0, г/л с диспергированной в ней элементарной серой из расчета 120-150 от теоретически необходимого на связывание ионов тяжелых цветных металлов в их сульфиды. 2,Способ по п. 1, о т л и чающийся тем, что в качестве ионообменной диафрагмы используют катионитовую Мембрану, 3.Способ по п. 1, отличающ и и с я темj что электролиз ведут при плотности тока 200-2000 А/м и температуре электролита 10-70с. (Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (!9) (Н) всоо C 25 C läþ; ñ ò â óоо

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

fl0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPb!THA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

<: (21 ) 3427907>

2. Заявка Японии и 53-75488, кл. С 25 И 1/00, опублик. 1980. (54)(57) 1. СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО

ВЫДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

ИЗ КИСЛЫХ РАСТВОРОВ в виде сульфидов в электродиализаторе, разделенном ионообменной диафрагмой, о т л и -: ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени очистки сульфидов от мышьяка и сурьмы, в катодную камеру подают раствор серной кислоты концентрации 0,5-1 г/л с диспергированной в ней элементарной серой из расчета 120- 1503 от теоретически необходимого. на связывание ионов тяжелых цветныХ металлов в их сульфиды.

2. Способ по н. 1, о т л ич а ю шийся тем., что в качестве ионообменной диафрагмы используют катионитовую мембрану.

3. Способ по п..1, о т л и ч а юшийся тем, что электролиз ведут при плотности тока 200-2000 A/è и а

Я температуре электролита 10-70 С. о

t 1052566

Изобретение относится к цветной металлургии, к электролитическому на связывание ионов тяжелых цветных металлов в их сульфиды, В анодную выделению металлов и непосредственно камеру подают. сильномислые растворы . к способам с применением ионитовых . электролитического рафинирования мембран. . 5 меди или слабокислые растворы кучноИэвестен способ электролитического го выщелачивайия забалансовых руд. выделения сульфидов тяжелых цветных Процесс электролиза ведут при плотметаллов иэ растворов выщелачивания .. ности тока 200"2000 А/м и. температу" о тонкодисперсных материалов в. элект- - ре.электролита -10-70 С. ролиэе с нерастворимым анодом 111 .. 1p Под действием электрического тока

Недостатки известного способа - ионы..тяжелых . цветных. металлов.Сц

+Я совместное выделение в осадок сульфи- NI и Fe,:íàõîäÿùèåñÿ в раствщре .в . дов металлов мышьяка и сурьмы, и : катионной форме, переходят.через применение способа только для слабо- катионитовую мембрайу в катодную какислых растворов, имеющих РН от 3 5. меру, где и осаждаются s виде их до 7.. :,, сульфидов,."за.счет образования свободных ионов .моносульфидной .серы, свяНаиболее близким к предлагаемому по технической. сущности и достигае-, зывающих..ионы тяжелых металлов.в мому результату является способ элект- трудно растворимые сильфиды. Иышьяк. ролитического; выделения. тяжелых цвет- в и сурьма, находящиеся в,растворе в ных металлов иэ кислых растворов в, форме недиссоц ированных молекул. виде сульфидов в электродиализаторе," и (или) анионов, остаются в анодной ,разделенном ионообменной диафраг " . камере, так как натионообменная .мембмой f2) . . - . рана не пропускает недиссоциирован», . Недостатком известного способа яв- д ные молекулы и анионы. Процесс электляется то, что совместно с металлами ролиза ведут до перевода. 90"993 ионов, в. виде сульфидов осаждаются мышьяк и . тяжелых металлов иэ;анодной: камеры сурьма. .. . в катодную.:Католит после фильтрации

Цель изобретения - повышение сте:- осадка сульфидов используется повтор-. . пени очистки сульфидов от мышьяка и: 3Q но, а осадок подвергается дальнейшей сурьмы. ., переработке.

Поставпейная .цель достигается тем, . Анолит после очистки от мышьяка что согласно способу электролитичес- .. и сурьмы .возвращается в технологикого выделения тяжелых цветных метал- ческий процесс электрорафинирования лов из кислых растворов в виде супь- или вьпцелачивания, а осадок мышьяка фидов в электродиализаторе, разделен- и сурьмы на захоронение.

35 ном ионообменной диафрагмой, в ка." Пример 1. Выделение сульфи-. тодную камеру подают раствор серной дов из промышленного раствора электкислоты концентрации 0,5-1 г/л с дис" ролитического рафинирования меди. пергированной в ней элементарной се- Испытания проводят в электродиа 40 рой из расчета 120-1504 от теорети- лизнои ячеике объемом 1 л, разделен» . чески необходимого на связывание ио- . - ной катионитовой мембраной на две нов тяжелых цветных металлов в их - . . равные по:объему камеры и снабженной сульфиды. ., электродами иэ нержавеющей стали.

Кроме того, в качестве ионообмен- В анодную камеру подают сильнокис

45 .м ной диафрагмы используют. катионито" . - лый проьешленныи электролит с содервую. мембрану. жанием, г/л:

Электролиз ведут при плотности то- . Серная кислота 110". 120 ка 200-2000 Аlм и температуре элект-. Иедь 41-44 ролита 10-70 С, . . . Никель . .: 28-30

Способ осуществляется в двукамер- Мышьяк . .. . 23-26

S0 ном:диализаторе с нерастворимыми, Сурьма 1,4;1,8

- электродами, разделенными катионито-. Железо 0.,6-1,0 вой мембраной.

В катодную камеру подают циркули- В катодную камеру - .серную кисло-. рующий раствор серной кислоты концент- 5>, ту концентрации 0,2-1,7 г/л с диспер», рации 0,5-1 г/л с диспергированной гированной в ней элементарной серой в ней элементарной серой из расчета из расчета 36-66 г/л, что составляет

120-l)03 от теоретически необходимого 100-1704 от теоретически необходимо-, . 1052 5

ro на связывание ионов тяжелых цветных металлов в их сульфиды..

Процесс электродиализа ведут. при- плотности тока 100-3000 А/и, темпе.-.

2. ратуре электролита 40-70 С в теченйе—

3-80 ч.

Результаты сведены в табл. 1, Как показывают, результаты испыта-, . ний, наиболее эффективные результа- щ ты получены при концентрации кислоты в катодной камере 0,5- 1 г/л с дис пергированной в ней элементарной се". рой из расчета 120- 1503 от теоретически. необходимого на- связание ионов.

Си, H1 u Fe в них сульфиды,, плот.ности. тока 200-2000 A/м и температуры электролита 10-70.С.

О

При содержании кислоты в катодной камере ниже; 0,5 r/ë происходит по-: 0 степенная.пассивация мембраны и замедляется иропускание катионов ме-; . таллов. При содержании кислоты выще

1 r/ë снижается эффективность осуждения металлов На 25 503 .::. . 25

При плотностях тока до 200, "2006 А/м идет уртойчивый процесс, . элвктродиализе .и соосаждения суль « фидов;: При плотностях тока выше

2000 А/Ф наступает..предел пропускной способйасти.кеибраны по катионами . металлов.:Ведение процесса при плот" ности тока ниже 200 А/мь мецелесо", образно по экономический причинам

vis-за высокого времени процесса : и 35 возраатаеев капитальных затрат.

66 4

ll р.и м е р 2. Испытание предла- гаемого способа по выделению сульфидов из промышленных слабокислых растворов кучного выщелачивания забалансовых медных руд с низким со" держанием компонентов, г/л:

Серная кислота 1,3-1,8 .

Медь 1, 1-1,5

Никель 0,8-1,0

Мышьяк 0,9-1,;0

Сурьма, 0,1-0,3

Железо . 0,06-0,08

В катодную камеру подают серную кислоту. концентрации 0,5 г/л с диспергированной .в ней элементарной серой из расчета 1,5-2. r/ë, что составляет 150-2003 от теоретически необходимого на связывание ионов металлов в их сульфидй.

В анодную камеру подают растворы кучного выщелачивания забалансовых руд. Процесс.электродиализа проводят при плотности тока 200-2000 А/м в течение 1-8 ч при температуре электролита 18-200С, в результате, чего через анодную камеру пропускают 10:л раст aopi.

Результаты сведены.в табл. 2.

Как показывают результаты испыта" йий, предлагаемый способ обеслвчива" ет получение чистых осадков сульфидов

:тяжелых цветных металлов с содержанием.ьцаьяка и сурьмы не более 0,0013 . против 18,.07:й 1,113 по прототипу. . Зкоибмический эффект за счет сни" жения затрат на очистку медного электролита составляет 40 тыс. руб.

1052566

1 ! .

1 сК>

l3

tX о с

Х

3

Ю м е ь а С ) м

CV O

° м

О 0О т

О М О

° л л

О О О

О1

«

Р» . ф м м м к) л л ъД т

«ф м с0 с сч

O л л о ь.с бО 1

I м

ОЪ

° \ м о о

О О л а

О О

«ф л

° - 0O сч

01 - Ф

° л

ОЪ O сЧ щ..!

1 !

»

I ъ 1

° » о

cf o э < о с с.э О О

1! 1! X с о

1 б. з

М. л- Сб а о э а С

a a o

tX

l» м л а

М а» о о а л о о с б а о

0О о о а о сЧ ch а о.o л а CI о о

° Ф м сЧ-л о

1 сЧ о сч а л

I. X

1 Э

I Q

l

I

I !

1 !

I

I !

I !

1

1

1 !

1

1 X

Ig ф

Х X X l о э.с ж х х 6

X о х о сЧ а о

О сЧ !

I 1

EA сб

° а

О м

-сб

I

I

1

1 Q с.с I о.

I- I

-а

° м

-з.

1 I сч Cl л

1 Q с!(l и ! U

IQ ! сб.

I

1

1 !

I

I

I

1

D э 5

В бб.

1 !

1 ,I.

I

1 о о л ф СЧ

Ф» Фл а»

l сЧ I а а а л е» о о! а

l» с о

X о

"м

1 <С

I !

I о м

C 1й о э

У X о я

Ф4

O

CO о О

I У

3.

cf cO!

I

I

1

Ю I tO

CL 1» I лх zo

I»Э СО и И л

I о

«бФ а л

1 о

-1.

1

I

1.

I

1 .

CI. a О сЧ

1 о .

О.

О

LA

I о а

CV а

6 W х сс о

З Ъ

C ь

° .

I !

Щ !

Я

И

I

I c

I о

1

1 !

1 !

I

1 ! .1 !

1

I

1

1 !

t « !

1

1 сц

z

I

СС о

1

t

1 !

I

m I

trI 1 l

1 б

1 Я ) С, 1

I С 1 1 о 1

I X I I

I 0(I

l д

° ° л о o a о О -сЧ о

СЧ л л а л a о о о! ! I 1 1

0О

«1 о сО м сч

1 I I

° 0O М .ф

4 cv сЧ

CO

1 о е

«4 м сч ! I I сО м - э

Ф CV сч!

1 Э

l Cf, I X

I e.а

1 С

1 ЪФ о е х о

I Ct

1 С0

I О

1 О

1 л л

«ф

О

° Ц 1 о а сЧ

CD .CD

М О

° о м сч о

cv л О

Л сЧ

-ф м

-4

М сЧ

«

СО

CD л

СС» 1

О CD

О О

О с» сЧ л л

O CD .Г\ 1

Ф сЧ о О

О о л

С»

О

CD о

О л о О сЧ л

О м бУ\

CD CD

Ю о о м

I О.

1

I

1 м о б е !

)

I L

) l

1 S ! с

О

1 Е

I cee

1

I l»

1 S

О б X е

1 сЧ о

Ц(lh CD

Э О. О

a a с) о о

О

C)

О

З с

Э м б ° ср о о о д.. а ° о

О О

° Л о о е е

Яъ

О

О

I е о

) Ф, о

1 е.

I

l ! е

1 !

1 ! с

1 б

-а. а л сЧ м сЧ

Э о с л е

СЕ °

Е 1 l

I е

1 х

1 (3 Р О л ! о

LA е X

ОЕЭ

C I- )X l о э с

Y Т Э л

Ф Я ! . I сЧ -4

° сс\ о сЧ -Ф О -Ф

I 1 I

О с). сл

С0

° ФФ Ч» ! 1 сЧ ъО О

Ф ° °

° — o o о О м сЧ

1 1

0о м сЧ б ср о! Е) Ф1 Ф сЧ е ! м-аО

°:Г сЧ

Ф» О

О О сЧ сЧ I о о

О ° О сЧ .О

С» о сЧ ФЗ о я

Ю с4

О

-э

LA а X

Х

Э CCI ° 1

uX CIt сО сХ сб. LA

I м

t Ф

Э а с х

Э Ю

1- а

1

1

1 ! !

I

1

1, I

I

1

I Я еХ X с.э э са с о ссе cL

О л

С» э

О

О сО о сЧ сЧ

С I о

l«О о

)О о л с= )-<

Ю о м ! о О сЧ

1

I е

Ю еЗ%

С» с е

1 Ф! ббб 1

1

1 о

1

1 .I I

1

1 1

1 !

I I !

I !

1

1

I

1 !

I

I

I

1

I

l

1 !

I

I

1 1

C

l

1 е

I Cg

I 67

1 С

l Э

I X

1 сТ

1 Э с о

C5! О

Е- )С=

1 о а

1- х

Э I с t

СФЕ I

Cl 1

О I

I- I

X I

Э

Т о

C I и о

Х I !

Э I

X I

Т l

Э 1 !

Э 1

Cf I

Э е а I

O I ClI

Е 1 Э

C).

1 С

СС1 ! X

1 СС ! о с-Х

1 е !

1

1

I

1 !

1 ! !

1 е

l I) X

1 С

О ь1 с)б

1

I

1 !

1

I

I

I ! I

1 X с

О

1 Т сС

I

1 ° l

1 l ! I

I 1 1.О

1 )

I o е Ф

I о

I !

1

I L

I

I I

1 1

1 t

) е

I Е 1

I l

1

1 1 ! I

t 1 CD

1 1 °

С . I I

1 l O

I e л

I D

I I

1 I

1 1

1 1

О З

c )- 1 ! X X I Э

О Э I бее X I б 1 1 I

m О а л (n О I — I сч сЧ О

- Ф

LA Е сЧ Ф О a a

О сЧо

1 1 1 Е 1 1 1

Ф» -е ccl О Э а М O XC О бе1052566 Таблица 2

Время ди" али за, ч

Темпе ратура электролита, ОС

Плотность тока, А/м

Опыт, р

После диалиэа

До диалиэа

Католит инолит

Анолит Католит

Осадок сул,ьфидов г/л г/л век компонентам электролита г/л

Состав компо нентов, г/л

1,3.

1,8

0,5

3,3 0,6

1,5" 150-:

2,0 200

14,9 35 30

Си

0,09 0,01 10,1 30,71

1,15.

0,8

10,0

0,07 0,01 7,3 22,20

0,9

0,9 Нет Нет Нет

1,0

Ф

0,1 Нет Нет Нет

0 3

0,06

0,01 0,01 0,59 1,79

0,08

0,5

1,5 3,5

18,1 35,56

Си

11 3 22,20

9,2 18,07

9 5 18,66

2,1 4,13.Sb

Ге

0,08

07 138 ВНИИПИ Заказ 8799/20 Тираж Ь43 - Подписйое

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Йроектная, 200-2000 18-20 1-8 HgSOy

:2 По прототипу

18-20 1-8 К 504

Распределение компонентов электролита

1,3

1,8

1,5

2,0

1,1

1,15 .0,8

1;0

0,9

1,0

0,1

0 3

0,06