Способ осаждения хлора из кислых сульфатных растворов

Способ осаждения хлора из кислых сульфатных растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к гидрометаллургии , в частности к способам осаждения хлора из кислых сульфатных растворов. Использование: очистка электролитов от мышьяка и хлора. Сущность: осаждение хлора из кислых сульфатных растворов, содержащих мышьяк, ведут обработкой растворов комплексным осадителем, состоящим из смеси оксида свинца, активированного 5-10%-ным раствором фторида аммония в течение 10-20 мин, и оксида свинца, при их соотношении в смеси соответственно (1-2)1. Осаждение проводят при массовом отношении суммы ионов мышьяка и хлора к сумме комплексного осадителя 1:(2-4) в течение 90-150 мин. 1 з.п ф-лы 1 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4799135/02 (22) 06.03,90 (46) 15.06,92. Бюл, N 22 (71) Карагандинский политехнический институт (72) К.М.Ахметов, А,Я.Матвийчук. Л.А.Макеева и Н.Н.Иванова (53) 669.536,23(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 1388448, кл. С 22 В 19/26, 1986.

Авторское свидетельство СССР

¹ 1502642, кл, С 22 В 19/26. 1987. (54) СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ ХЛОРА ИЗ КИСЛЫХ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ (57) Изобретение относится к гидрометалИзобретение относится к гидрометаллургии, в частности к очистке электролитов от ионов мышьяка и хлора, и может быть использовано в цветной металлургии;

Известен способ осаждения хлора в виде фторхлорида свинца. В качестве реагентов используют нитрат свинца и фторид аммония. Растворимые соли свинца вводят в хлоридный раствор в расчете на отношение Pb: F: CI, равное 1,3: 0,15; 1. Недостатком способа является необходимость предварительной очистки раствора от сульфат-иона, а также введение в раствор посторонних ионов аммония и нитрат-ионов.

Из сернокислых растворов меди осаждают мышьяк оксидами сурьмы и висмута при повышенных температурах, Недостатком метода является высокая стоимость осадителой, и роведение процесса при

ЯЛ, 1740465 А1 (я)5 С 22 В 3/44// С 22 В 30;04 лургии, в частности к способам осаждения хлора из кислых сульфатных растворов. Использование: очистка электролитов от мышьяка и хлора, Сущность: осаждение хлора из кислых сульфатных растворов, содержащих мышьяк, ведут обработкой растворов комплексным осадителем, состоящим из смеси оксида свинца, активированного 5-10%-ным раствором фторида аммония в течение 10 — 20 мин, и оксида свинца, при их соотношении в смеси соответственно (1 — 2) 1.. Осаждение проводят при массовом отношении суммы ионов мышьяка и хлора к сумме комплексного осадителя 1:(2 — 4) в течение 90 — 150 мин. 1 з.п. ф-лы. 1 табл. повышенной температуре, а также необходимость корректировки рН, поскольку при введении растворов оксидов сурьмы и висмута происходит разбавление исходного сернокислотного раствора, ф

Известен способ осаждения мышьяка ! — из сернокислых растворов меди при повы- ф шенных температурах порошковой окисью свинца. Способ осуществляют следующим образом. Сернокислотный раствор нагревают до 60 — 77 С и при перемешивании вводят порошок оксида свинца в количестве, соот1 ветствующем стехиометрическому соотношению мышьяка в растворе. Раствор пеоемешивают в течение 180 мин при 6077 С. Недостатком способа является необходимость нагрева раствора и длительность процесса (180 мин), что приводит к расходу электроэнергии и коррозии обору1740465

55 дования, кроме того, степень осаждения мышьяка составляет всего 80%.

Наиболее близким к предложенному является осаждение хлора из сульфатных растворов цинка. Для осаждения хлора в качестве осадителя используют оксид свинца, активированный 3%-ным раствором фторида аммония. Способ осуществляют следующим образом, Предварительно активируют оксид свинца 3%-ным раствором фторида аммония в течение 180 мин при комнатной температуре. Затем суспензию фильтруют и осадок используют для осаждения хлора. Осаждение проводят при комнатной температуре, перемешивая в течение 180 мин. Отношение оксида свинца к хлору 2,5;1, степень извлечения хлора

93 . Недостатками способа является невысокая степень осаждения хлора, необходимость длительной активации осадителя, а также длительность процесса осаждения хлора. Кроме того, технологические растворы и сточные воды цветной металлургии помимо хлора содержат мышьяк и для его удаления возникает необходимость проведения второй стадии для осаждения мышьяка и применение для этой цели другого осадителя.

Целью изобретения является обеспечение эффективного осаждения мышьяка, повышение степени осаждения хлора, упрощение и удешевление процесса.

Поставленная цель достигается тем, что кислый сульфатный раствор, содержащий ионы мышьяка и хлора, обрабатывают комплексным осадителем, состоящим из оксида свинца, активированного в течение

10 — 20 мин, 5 — 10 -ным раствором фторида аммония и оксида свинца в соотношении

2:1 — 1. Одностадийное осаждение мышьяка и хлора проводят при комнатной температуре, перемешивая раствор в течение 90 — 150 мин, Соотношение суммы ионов мышьяка и хлора, содержащихся в исходном растворе, и комплексного осадителя 1:2-1;4, В известных способах осаждают только один из ионов (мышьяк или хлор), присутствующих в промышленных растворах, а для осаждения второго требуется проведение второй стадии с применением другого осадителя. В предлагаемом способе осаждение мышьяка и хлора проводится в одну стадию комплексным осадителем.

Одностадийное осаждение. мышьяка и хлора осуществляют комплексным осадителем, состоящим из оксида свинца, активированного фторидом аммония и оксида свинца. Известен способ осаждения мышьяка оксидом свинца и способ осаждения хлора оксидом свинца, активированным

45 фторидом аммония, однако комплексный осадитель для одностадийного их осаждения ранее не применялся. При использовании комплексного осадителя происходит не простое взаимодействие каждого из его компонентов с соответствующими ионами (мышьяк или хлора), как это наблюдается при их раздельном осаждении, а в результате явления синергизма в данном процессе происходит значительное усиление осадительной способности, о чем свидетельствуют следующее, В известных способах для осаждения мышьяка требуется расход оксида свинца в соотношении As +;РЬО = 1:1, а для осажде5+ ния хлора необходимо активированного оксида свинца в соотношении СГ:РЬОакт =

1:2,5. В предлагаемом способе на осаждение суммы ионов мышьяка и хлора требуется комплексного осадителя в отношении

As + С1:PЬO+ РЬОакт, = 1:3, а не 1:3,5, как это можно было ожидать, исходя из приведенных данных, В предлагаемом способе происходит увеличение степени осаждения как мышьяка 99,80 (в известном способе 80 o), так и хлора 99,2 (в известном способе 93 o) и сокращается время осаждения 120 мин (B известных способах 180 мин).

Способ осуществляется следующим образом, Предварительно активируют оксид свинца, перемешивая его в раствор фторида аммония при комнатной температуре, Затем фильтруют осадок, промывают его водой и во влажном состоянии используют в качестве одного из компонентов комплексного осадителя, Исходный раствор, состоящий, г/л: Zn 20,0; СГ 30,0; As 8,0; Н2804

5,0, обрабатывают комплексным осадителем, перемешивая раствор при комнатной температуре. Отфильтровывают осадок и в фильтрате определяют содержание мышьяка гипофосфатным и хлора меркурометрическим методом, Пример 1. 15 г оксида свинца активируют, перемешивая при комнатной температуре в течение 15 мин в 100 мл 8%-ного фторида аммония. Фильтруют осадок, промывают его водой и во влажном состоянии вводят совместно с 15 r оксида свинца в 50 мл исходного раствора, содержащего мышьяк и хлор. Перемешивают при комнатной температуре в течение 120 мин, фильтруют и в фильтрате определяют содержание мышьяка и хлора. Степень осаждения мышьяка 99,8%, хлора 99,2%.

Примеры 2 — 21, иллюстрирующие влияние параметров процесса на степень осаж1740465 дения мышьяка и хлора, приведены в таблице.

Влияние мольного отношения суммы ионов мышьяка и хлора, содержащихся в исходном растворе, к количеству комплексного осадителя на степень извлечения мышьяка и хлора приведено в примерах 1—

5. Оптимальным является соотношение 1;1 (3). При меньшем количестве осадителя (1 — 2) его недостаточно для полного осаждения мышьяка и хлора. Дальнейшее увеличение количества комплексного осадителя (4 — 5).не приводит к увеличению степени осаждения и поэтому нецелесообразно.

В примерах 3, 6 — 9 показано влияние состава комплексного осадителя на степень осаждения мышьяка и хлора, При эквимолярном соотношении активированного оксида свинца и оксида свинца степень осаждения мышьяка и хлора максимальна (3), При увеличении количества активированного оксида свинца степень осаждения мышьяка и хлора понижается (6, 7). Увеличение доли оксида свинца (8, 9) снижает степень осаждения хлора.

Существенное влияние на осаждение хлора оказывает концентрация фторида аммония, используемого для активации оксида свинца (3, 10 — 13), Оптимальным является использование 8 -ного фторида аммония (3).

Влияние времени активации оксида свинца фторидом аммония на степень осаждения отражено в примерах 3, 14 — 17. Наилучшие результаты достигаются при использовании комплексного осадителя, активированного фторидом аммония в течение 15 мин (3).

Степень осаждения мышьяка и хлора в большей мере зависит от длительности процесса осаждения (3, 18 — 21), При проведении осаждения в течение 120 мин достигается максимальная степень осаждения мышьяка и хлора (3). Дальнейшее увеличение длительности осаждения не приводит к увеличению степени осаждения (20 — 21) и поэтому нецелесообразно.

Таким образом, как видно из приведенных примеров, способ осаждения мышьяка и хлора из кислых сульфатных растворов по сравнению с прототипом имеет следующие

5 преимущества: осаждение мышьяка и хлора проводят в одну стадию комплексным осадителем, в то время как в прототипе для осаждения второго иона, присутствующего в исходном растворе, требуется проведение

10 второй стадии осаждения с применением другого осадителя; степень осаждения мышьяка 99 8, хлора 99,2, в то время как в известных способах мышьяк осаждают на

80, а хлор íà 93 ; для активации оксида

15 свинца (одного из компонентов комплексного осадителя) необходимо 15 мин, в то время как в прототипе для осаждения хлора оксид свинца активируют в течение 180 мин; осаждение мышьяка и хлора проводят при

20 комнатной температуре в течение 120 мин.

В прототипе для осаждения хлора необходимо 130 мин, а в известном способе для осаждения мышьяка требуется нагревание раствора до 60-70 С в течение 180 мин, 25

Формула изобретения

1. Способ осаждения хлора из кислых сульфатных растворов, преимущественно

30 содержащих мышьяк, включающий обработку растворов оксидом свинца, активированным фторидом аммония и последующую фильтрацию растворов, о т л и ч а ю щ и й— с я тем, что, с целью обеспечения зффек35 тивного осаждения мышьяка, повышения степени осаждения хлора, упрощения и удешевления процесса, растворы обрабатывают комплексным осадителем, состоящим из смеси оксида свинца, активированного 5 —.

40 10 -ным раствором фторида аммония в те. чение 10 — 20 мин, и оксида свинца при их соотношении в смеси соответственно 1 — 2:1.

2.Способ по п.1, отличающийся тем, что осаждение проводят при массовом

45 соотношении суммы ионов мышьяка и хлора к сумме комплексного осодителя 1:(2 — 4) в течение 90 — 150 мин.

1740465

Продолжение таблицы

Степень осаждения, о

РЬОакт .

PbO, моль

Время осаждения, мин

СиНФ Г моль

Время активации, мин

As +

-! С1:

РЬОакт +

+ PbO, моль

Примеры

As5+

15

25

Составитель А. Пашова

Техред М.Моргентал Корректор И. Муска

Редактор О,Спесивых

Заказ 2053 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, 101

8

11

12

13

14

16

17

18

19

1:3

1:3

1:3

1:3

1:3

1:3

1. 3

1:3

1:3 ,1:3

1:3

1, 3

1. 3

1 . 3

1:3

2:1

1:2

1:3

1:1

1:1

1:1

1:1

1:1

1:1

1:1

1:1

1:1

1;1

1:1

1:1

8

3

8

8

8

180

99,8

99,8

99,8

99,8

99,8

99,8

99,8

99,8

99,8

99,8

99,8

99,8

99,8

99,8

99,8

98,3

72,7

70,3

85,3

90,7

99,2

99,2

69,8

82,7

99,2

99,2

88,5

97,5

99,2

99,2