Способ переработки растворов, содержащих мышьяк и катионы металлов

Способ переработки растворов, содержащих мышьяк и катионы металлов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к ионообменным способам переработки растворов и может быть использовано для утилизации технологических и сбросных растворов гидрометаллургических производств. Цель изобретения-удешевление процесса. Раствор, содержащий мышьяк и катионы металлов, подвергающийся переработке, пропускают через слой катионита, затем пропускают раствор, содержащий мышьяк и 1-65 г/л серной кислоты. На выходе фильтраты объединяют и утилизируют мышьяк известными способами. 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4749704/02 (22) 16.10.89 (46) 15.09.91. Бюл, М 34 (71) Производственное обьединение "Балхашмедь" (72) А.В. Шубинок (53) 669.053.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 15042. 6, кл. С 22 В 3/00, 1988. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ МЫШЬЯКИ КАТИОНЫ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к ионообменным способам переработки растворов и мо- жет быть использовано для утилизации технологических и сбросных растворов гидрометаллических производств.

Цель изобретения — удешевление процесса, Пример 1. Переработка растворов известным способом.

Для испытаний использовали отработанные растворы медерафинировочного производства, содержащие, г/л: медь

51,467; никель 30,853; железо 0,3; мышьяк

19,6; сурьма 1,1; серная кислота 107,31; соляная кислота 0,3; плавиковая кислота 0,3 (раствор 1), и сбросные растворы сернокислотного производства, содержащие 25,97 г/л серной кислоты (раствор 2).

Опыты проводили в колонне с высотой слоя набухшего в воде сульфокатионита

КУ-2 в водородной форме 4 м. Через слой. катионита фильтровали со скоростью

2,36 м/ч раствор 1 (опыт 1), или последовательно растворы 1 и 2 (опыт 2), или по„„Sly„„ 1677077 А1 (si)s С 22 В 3/24 // С 22 В 30:04 (57) Изобретение относится к ионообменным способам переработки растворов и может быть использовано для утилизации технологических и сбросных растворов гидрометаллургических производств, Цель изобретения — удешевление процесса. Раствор, содержащий мышьяк и катионы металлов, подвергающийся переработке, пропускают через слой катионита, затем пропускают раствор, содержащий мышьяк и 1-65 г/л серной кислоты. На выходе фильтраты объединяют и утилизируют мышьяк известными способами. 3 табл. следовательно раствор 1 и первую порцию сернокислого фильтрата, не содержащую мышьяка, отобранную в параллельном опыте (опыт 3), затем воду до рН 17. На выходе из слоя собирали фильтрат от начала проскока кислоты до рН,. Фильтрат анализировали, рассчитывали емкость катионита по металлам. Попавшие в проскок катионы металлов по окончании опыта извлекали в дополнительной секции колонки с катионитом. Фильтрат перерабатывали известными способами. Обьем дополнительной секции определяли экспериментально или теоретически исходя из обьема удержания, обеспечивающего реализацию ДОЕ при степени извлечения 100%. Катионит в смешанной солевой форме обрабатывали десорбирующим раствором, анализировали злюат, рассчитывали емкость катионита в основной колонне. Результаты приведены в табл. 1.

Как видно из приведенных в табл. 1 данных, известный способ обеспечивает утилизацию сернокислых растворов при их

1677077

15

50 совместной переработке с растворами, содержащими мышьяк и катионы металлов.

Пример 2. Формирование хвостовой фракции фильтрата в слое катионита.

Опыты проводили в условиях, аналогичных приведенным в примере 1, опыт 1, Для испытаний использовали раствор 1 (исходный) и сбросный раствор, содержащий

44,8 г/л серной кислоты и 2,1 г/л мышьяка (раствор,2). В опыте 1 через слой катионита в Н-форме фильтровали раствор 1. В опыте

2 через слой катионита в смешанной солевой форме, предварительно промытого водой после насыщения в опыте 1, фильтровали раствор 2. В обоих опытах на выходе из слоя собирали фильтраты, из которых вычленяли хвостовую фракцию от начала снижения концентрации серной кислоты (начала размывания) до отсутствия кислоты в фильтрате (рН 7). Измеряли объем фильтратов, анализировали, Результаты приведены в табл. 2.

Как видно, из приведенных примеров, объем хвостовой фракции и распределение компонентов в хвостовой фракции не,зависит от состава фильтруемого раствора. Зто исключает возможность утилизации разбавленных мышьяксодержащих растворов (например, раствора ) в хвосте процесса извлечения металлов из растворов с высоким содержанием компонентов (например, раствора 1) по известному способу, поскольку хвостовые фракции этих растворов равны по объему.

Пример 3. Переработка растворов предлагаемым способом.

Опыты проводили в условиях, аналогичных приведенным (пример 1). В опытах 1 — 12 через слой катионита фильтровали последовательно раствор 1 (состав по примеру 1) и утилизируемый раствор 2, содержащий, г/л: серная кислота 1,0 — 71,3; мышьяк 0,1 — 26,0; сурьма 0,1-0,23. В опыте 13 в качестве раствора 2 использовали первую порцию фильтрата от раствора 1, содержащую серную кислоту и мышьяк и полученную в параллельном опыте (в хвосте параллельного опыта утилизировали первую порцию фильтрата опыта 13). Фильтрат анализировали, разделяли на две части и перерабатывали известными способами. Первую часть использовали для извлечения мышьяка сульфидными реагентами. Фильтрат обрабатывали сульфидным реагентом до прекращения осаждения сульфида мышьяка.

Остаточное содержание мышьяка в растворе 0,12 г/л. Маточный раствор после отделения осадка анализировали. По результатам анализов рассчитывали степень извлечения. Вторую. часть фильтрата упари. вали до содержания мышьяка 100 г/л и осаждали сернистым газом оксид мышьяка, По данным анализа растворов и измерению их объемов в процессе упаривания рассчитывали стоимость переработки по данному пределу. В контрольных опытах по известному способу раствор для утилизации готовили путем смешения в соответствующих пропорциях раствора 2 (без фильтрования его через слой катионита, поскольку прототип исключает данную операцию) и фильтрата раствора 1, полученного известным способом (опыт 1, пример 1). Полученный раствор разделяли на две части и перерабатывали аналогично фильтратам предлагаемого способа. В табл. 3 приведены данные по составу раствора 2 и фильтрата, полученного по предлагаемому способу, а также сопоставлены показатели эффективности переработки объединенного фильтрата (предлагаемый способ) и смеси фильтрата раствора 1 с утилиэируемым мышьяксодержащим,раствором (известный способ).

Как показали результаты испытаний, последовательное фильтрование растворов

1 и 2 приводит к удешевлению процесса утилизации фильтрата и раствора 2 и повышению степени извлечения с 98,54 — 99,03% до 98,82 — 99,19% независимо от концентрации мышьяка в растворе 2 и его объема. При повышении концентрации кислоты в растворе 2 до 71,3 г/л (опыт 12) наблюдается снижение емкости ионита в результате десорбции металлов утилизируемым раствором, Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает уменьшение объема перерабатываемого фильтрата до 0,8 — 1,0 уд.об, против 0,92 — 1,02 уд.об. по известному способу или на 1,96 — 13,04% с соответствующим сокращением объемов оборудования и производственных площадей, а также удешевление процесса на 18,42 — 24,86%, Формула изобретения

Способ переработки растворов, содержащих мышьяк и катионы металлов, включающий фильтрование через слой катионита с. переводом металлов в фазу катионита и утилизацию мышьяксодержащих фильтратов, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса, через слой катионита фильтруют последовательно исходный раствор, содержащий мышьяк и катионы металлов, и раствор, содержащий мышьяк и

1 — 65 г/л серной кислоты, на выходе иэ слоя фильтраты объединяют и утилизируют.

1677077

Таблица 1

Таблица 2

Показатель

0,52

2,36

0,52

2,36

0,96

1,04

1,138

24,27

9,8

120

0,44

0,44

1,196

12,65

11,07

68,64

48,2

23,9

47,8

24,2

Раствор

Объем, уд.об.

Скорость фильтрации, м/ч

Фильтрат общий

Объем, уд.об.

Состав, г/л:

Мышьяк

Серная кислота

Хвостовая фракция фильтрата

Объем, уд,об.

Состав, г/л:

Мышьяк

Серная кислота

Доля компонентов в хвостовой фракции фильтрата, мас. $ от общего количества

Мышьяк

Се ная кислота

Рез льтаты опытов

1677077

° 7

Таблица 3

Раствор 2

Опыт

Степень извлечения мьппьяка, Х, по способу остав, г/л бьем, .об. длагаеИзвести ая Иышьяк як Сурьм ный

Емкость 88,2 .мг/г

»%

Емкость 87,9 мг/г

Составитель B.Щербилин

Техред M,Mopãåèòàë Корректор Т,Палий

Редактор А,Огар

Заказ 3084 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент"„г. Ужгород, ул.Гагарина, 191

2

4 5

7

9

11

12

13

0,2 1,О 0,1

0,2 44,8 2,1

0>2 45.2 9>8

0>2 45 ° 1 19>1

0,2 45,2 19,6

0,2 44,8 24,1

0,2 45,1 26,О

О1 452 98

0,3 45,2 9,8

05 452 98

0,2 44,8 I 2,1

Известный способ

0,1 1,00

0>22 1,00

0,23 1,00

0,23 f „00

0>22 1,00

0,23 1>02

0,22 1,04

0>23 1,02

0,23 !>04

О ° 23 1>24

0,22 1,00

О, 23 1,00

О> 22 0,80

1,04 325> О

133,76

133,84

133,82

133,84

131,14

1 28,67.

126,78

133, 04

115,23

137, 86

139, 1

166, О

120

10>212

10> 612

12 ° 152

14, 012

14,112

14>72

14>80

10,95 !

2 63

11>38

12>152

12,!52

12,740

9>8

0>592

О> 616

0>618

0,618

О; 616

0,605

0,592

0 583

0,616

0,535

0,616

0,6!8

0,715

0,55

98, 54

98, 60

98,78

98> 92

98>94

99,01

99,03

99,78

98,78

98,78

98,78

98, 78

98,60

98, 78

98,82

98,87

99,01

99,14

99,15

99,18

99, 19

98,90

99>05

98,95

99,01

99,01

99, 10