Способ очистки цинковых растворов от примесей

Способ очистки цинковых растворов от примесей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Раслублни

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВ ВТЕЛЬСТВУ 870474 (61) Дополнительное к авт. свид-ву -. (22) Заявлено 1001.80 (21) 2870262/22-02 с присоединением заявки М(23) Приоритет (я)м. к.з

С 22 В 19/26

Государственный комитет

СССР ио делан изобретений и открытий

Опубликовано 071081. бюллетень ЙЯ 37 (ЗЗ> УДК 669. 536... 2 (088. 8) Дата опубликования описания 07.1081 (72) Авторы изобретения

Г.Д. Будок, A.Ñ. Куленов, Э.3. Гумаров, Г. Н. Шиврин, Л.Г. Садилова, В.С. Климченко и А.А. Кол

1., усть-Каменогорский ордена Ленина, ордена ;

Октябрьской Революции свинцово-цинковый комбинат им. В.И. Ленина

1 с t (73) Заявитель (54 ) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ

OT ПРИМЕСЕЙ

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть ис-, пользовано на заводах цветной металлургии для очистки цинковых раство-. ров от примесей, например кобальта, железа, марганца.

Известен способ очистки цинковых растворов от кобальта путем осаждения его альфа †нитро-бета-нафтолом, применяете в зарубежной практике (11, Способ очистки цинковых растворов от кобальта после растворения меднокадмиевой губки ксантогенатом калия ( в присутствии ионов меди (2g .

Способ очистки цинковых растворов от кобальта с использованием ксантогената щелочного металла, смешанного с сернистым натрием (3) .

Способ с применением смеси диксантогеннда и перекиси водорода (4)

Способ очистки цинковых растворов от марганца с применением пермангана, та калия (5J.

Недостатками перечисленных аналогов являются высокий расход дорогих и дефицитных реагентов, загрязнение окружающей среды вредными и токсичными веществами, образующимися при разложении ксантогенатов и кобальтовых кеков, невысокая степень извлечения примесей из цинковых растворов.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является способ очистки цинковых растворов от примесей, например кобальта, железа, марганца, путем введения в раствор окислителя 61 . По этому способу очист о ку ведут ксантогенатом калия с введением в качестве окислителя перекиси водорода.

Недостатками способа являются большой расход дорогих реагентов (ксантогената и перекиси водорода), низкая

35 степень очистки растворов от примесей, вредйые условия труда (выделение токси4ных и дурнопахнущих меркаптанов), загрязнение окружающей среды складируемыми зтилксантогенатными ко20 бальтовыми кеками.

Цель изобретения - удешевление процесса очиСтки, увеличение степени извлечения примесей кобальта, железа, марганца из цинковых растворов, улучшение условий труда и странение загрязнения окружающей среды.

Указанная цель достигается тем, что в способе очистки цинковых растворов от примесей, например кобальта, 30 железа, марганца, путем введения в

870474

Таблица 1

99 рН аа р-ра

Анализ очищенного р-ра железо марганец кобальт железо марганец кобальт

3 4 5 б 7 8

0,001 0,001

0,4

100

100

99,5

98,5

1 5,2

100

0,15

2 .4,85 0,001 1,6

3 3,35 0,0015 0,192

99,82

95,8

93,0

98,2

1,7

0,036 0,27

98,0

4 2,2

5 1,1

О,бб

5,2

93 «7

0,059

Таблица 2

Извлечение примесей, %

Анализ очищенного раствора

Расход марганата в % к теоретически необходимому

99 пп кобальт железо б 7 железо, марганец, г/л г/л кобальт, мг/л марганец

3 4

0,0016

0,ОО25

8:,8

1,06

89,$

99,82

99,7

5,7,6

4,2

0,77

94,8

69,2

0,0019.1,4

0,148

0,13

0,285

99,8

100

98 3

94,88

О, 4

О,ОО13

99,84 94,80

99,6

125

0,2 0,0015

99,82

99 „75

88,6

150 раствор окислителя, в качестве окислителя в раствор вводят манганат натрия в 0,5-1,0-кратном количестве к сумме примесей, при рН = 1,0-5,2, температуре 55-85 С и продолжительности 0,5-3,0 ч./ г 5

В приводимых примерах очистке под вергались медно-кадмиезые растворы после переработки медно-кадмиевых еков состава, г/л: 118,1 цинка; . ,5 марганца; 0,85 железа (!1), 0,081 )Q кобальта (И) .

Данные табл. 1 показывают, что осаждение примесей кобальта, железа, марганца в области рН о1 1,1 до 5,2 осуществляется достаточно Эффективно, соответственно на (Ъ): 93,7-99,5;

93,0-100 73,5-100. Проведение процесса при рН более 5,2 недопустимо ввиду начала гидратообразования цинка. В кислых .средах (рн 1,1 произ- 4 ведения растворимости гидроокисей . металлов-примесей (ПРгидр) снижаются и в растворе остаются значительные количества примесей.

Пример 1. Осаждение кобальта, железа, марганца приводили при перемещивании раствора механической мешалкой в течение 3 ч при температуре80 С и 1003-ном расходе порошка мано ганата натрия к теоретически необходимому íà сумму примесей железа, кобальта, марганца. Объем раствора, 0,5 л. Подцержание рН раствора нй заданном уровне осуществлялось путем подачи серной кислоты.

Влияние рН на очистку растворов от примесей приведено в табл. 1.

Извлечение примесей из р-ра, В

94,1

92,3

89,2

-73,5

Пример 2. Очистку растворов проводили при следующих условиях: .. объем раствора 0,5 л, температура

80 С, продолжительность перемешивания 180 мин, рН раствора на протяжении всего опыта подцерживали на уровне 3,2.. Влияние расхода манганата натрия на извлечение примесей представлено в табл,2 . o

870474

Пример 3. Результаты извлечения из цинкового раствора примесей в зависимости от продолжительности ïåремешивания представлены в табл. 3.

Условия опытов: объем раствора 0,5 л, температура 80 С, расход манганата натрия 100% на сумму кобальта, марганца, железа, рН = 3,4.

Таблица 3

Продолжи тел ьность агитации, мин

Анализ очищенного раствора кобальт, железо, марганец, мг/л г/л г/л

0,015 0,12

0,0055 0,085

0,0012 О, 15.

0,0005 0,192

6,3

98,2 95,2

92,2

4,7

93,2

98,8

96,5

2,5

96,9

99,86 94,0

100,0 92,3

120

1,4

180

98,3

Пример 4. Влияние температуры на очистку цинковых растворов от примесей показано в табл. 4.

Условия проведения опытов: объем раствора 0,5 л, продолжительность агитации 60 мин, рН=3,5, расход манганата натрия 100% к теоретически необходимому.

Таблица 4

Анализ очищенного раствора

99 Температура рапп раствора; 0С кобальт, железо, марганец, мг/л г/л г/л

1 2

0,81

0,32

0;23

52,0

67„6

72,9

80 i0

56,5

35,2

0,17

71,1

23,4

87,2

95,8

91,1

0,035

0,0012

7,2

93,2

99,85

98,1

1,5

0,17

I гиенические условия труда, устРаняется загрязнение окружающей среды.

Формула из о брете ни я

1. Способ очистки цинковых растворов от примесей, например, кобальта, железа, марганца, путем введения в раствор окислителя, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью удешевления процесса, увеличения степени очистки, улучшения условий труда и устранения загрязнения окружающей среды, в качестве окислителя в раствор вводят манганат натрия.

Из данных табл. 2 видно, что при расходе манганата натрия 50-100% к теоретически необходимому достигается достаточно высокая степень очистки растворов от кобальта и железа..

Увеличение расхода манганата более

100% экономически нецелесообразно.

Сопоставительные данные табл. 3 свидетельствуют о том, что после

30 мин перемешивания раствора может быть достигнута глубокая степень осаждения примесей иэ цинковых растворов. Однако осаждение кобальта зависит от времени перемешивания и достигает 98,3Ъ при продолжительности опыта 3,0 ч.

При температуре процесса 60-80 С достигается достаточно высокая.глубина очистки растворов от примесей

87,2-99,85% Повышение температуры процесса очистки более 85ОС способствует наиболее полному выводу из раствора примесей кобальта, железа, марганца, ускоряет процесс окисления их манганатом натрия, но экономически не целесообразно, d0

Предложенный способ позволяет удешевить процесС. При этом значительно повьааается качество очистки. растворов в технологическом процессе производства цинка, улучшаются санитарно-гиИзвлечение примесей из раствора, Ъ кобальт железо марганец

Извлечение примесей иэ " раствора, В кобальт железо марганец

870474

Составитель A. Важина

Редактор Н. Аристова Техред М.Голинка Корректор Г. Огар

Заказ 8680/54 Тираж 684 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4

2. Способ по и. 1, о т л и ч а ; в шийся тем, что манганат натрия, вводят в 0,5-1,0-кратном количестве на сумму примесей, находящихся в растворе, при рН 1,0-5,2, при 5585 С в течение 0 5-3 часов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лакерник М.М, и Пахомова r.H.

Металлургия цинка и кадмия. M., "Металлургия", 1969, с. 310-312, 2. Гудима Н.В. и Шейн Я.П. Краткий справочник по металлургии цветных металлов. М., 1975, с. 320.

3. Авторское свидетельство СССР

9 489798, кл. С 22 В 19/26, 1975.

4. Авторское свидетельство СССР

М 211784, кл. С 22 В 19/26, 1968.

5. Патент Японии 9 52-10799, кл. 15 Е 2, опублик. 1977.

6. Шека З.A. и др. Очистка цинковых растворов От кобальта по ксантогенатному методу с применением перекиси водорода, Украинский химический журнал, т . XXVI вып. 5, 1960, с. 658.