Способ извлечения хлора и кадмия из цинковых сульфатных растворов

Способ извлечения хлора и кадмия из цинковых сульфатных растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик ()971397 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 220481 (21) 3312006/23-26 ($1) М.Кй.з с присоединением заявки Йо

В 01 0 11/00

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

С 01 С 9/06 (531УДК 661.532 (23) Приоритет

Опубликовано 071182. Бюллетень М41

Дата опубликования описания 0711,82

Г.Л. Пашков,А. И. Холькин, В. В. Сергеева, В. И. (узьмин," ."ЮСо,, Н.В.Протасова, A.Ñ.Êóëåíîâ, A.Ì.Êîïàíeâ,В,А.Петруцциа, Ю.П.Шлемов, В.A.Íàñûðîâ и Т.Ш.Баянжанов

=--.

Государственный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт гидрометаллургии цветных металлов, Институт химии и химической технологии

Сибирского отделения АН СССР и Усть-Каменогорский свинцово-цинковый комбинат Казахской CCP (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ХЛОРА И КАДМИЯ

ИЗ ЦИНКОВЫХ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к способу очистки растворов от хлора и кадмия и может быть использовано в области химической технологии, в частности при очистке цинковых сульфатных раст. воров сложного состава, получаемых при переработке промпродуктов свинцово-цинкового производства, например свинцовых пылей, цинковых возгонов, кадмийсадержащих кеков, шламов и т.д.

Известен способ очистки цинковых растворов от ряда примесей, в том числе от кадмия и хлора, экстракцией йодистой солью четвертичного аммониевого основания (1).

Недостатком способа является трудность реэкстракции кадмия и хлора из органической фазы, многостадийность процесса, большой расход реэкстрагентов и низкое изменение кадмия.

Наиболее близким к предлагаемому ,снососбу по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения хлора и кадмия иэ цинковых сульфатных растворов с использованием анионообменного экстрагента в органическом растворителе, например аминов алифатического ряда. с последующей реэкстракцией водным раствором перхлората натрия, содержащим 20-40 г/л серной кислоты,и регенерацией органической фазы обработкой ее растворов щелочи 23 °

Недостаток известного способа состоит в отсутствии полноты разде 0 ления кадмия и хлора на стадии реэкстракции и необходимость введения дополнительных операций в технологическую схему для разделения кадмйя и хлора.

Цель изобретения — повышение степени .отделения кадмия и хлора на стадии реэкстракции и упрощение извлечения кадмия из реэкстракта.

Цель достигается тем, что в способе извлечения хлора и кадмия из цинковых сульфатных растворов и использованием анионообменного экстрагента в органическом растворителе с после" ,дующей реэкстракцией и регенерацией органической фазы экстракцию ведут в присутствии 0,25-1,2 N монокарбоновой кислоты, а реэкстракцию осуществляют последовательно в две стадии: при рН равновесной водной фазы 6-8 на первой стадии и при рН равновес30 ной водной фазы 1-2 — на второй.

971397

Формула изобретения бО

По предложенному способу на первой стадии осуществляют реэкстракцию хлорид-иона из органической фазы путем контактирования ее с раствором щелочи до рН равновесной водной фазы 6-8, в результате чего хлоридионы переходят в водную фазу. Реэкстракция хлорид-ионов происходит полностью за одну ступень, при этом получаются концентрированные по хлорид-ионам и не содержащие кадмия раст10 воры. Последующая обработка органической фазы раствором серной кислоты до рН равновесной водной фазы, равной

1-2, приводит к реэкстракции ионов кадмия в водную фазу и регенерации сульфатной формы экстрагента, которая может быть использована для очистки новых порций исходных растворов. В результате на второй стадии получаются богатые кадмиевые реэкстракты, ур не содержащие хлор-ионы. Богатые кадмиевые реэкстракты могут быть непосредственно направлены на электролиз для получения чистого кадмия или перерабатываться другими известными )5 методами, например цементацией в центробежном реакторе-сепараторе.

B качестве анионообменного экстрагента используются растворы сульфата третичного амина или четвертичного аммониевого основания, а в качестве монокарбоновых кислот — каприловая кислота, промышленные жирные кислоты фракции С. — С„ с, о(- разветвленные монокарбойовые кислоты.

При концентрации монокарбоновой кислоты в экстрагенте менее 0,25 М наблюдается увеличение перехода ионов кадмия в хлорный реэкстракт, т.е. ухудшается разделение кадмия и хлора. при увеличении концентрации моно-4Р карбоновой кислоты более 1,2 М уменьшается степень очистки сульфатных цинковых растворов от кадмия и хлора на стадии экстракции, При рН менее б на стадии реэкстрак45 ции хлора снижается степень реэкстракции хлора и увеличивается содержание кадмия, а при рН -" 8 наблюдается резкое увеличение вязкости органической фазы, что приводит к увели- 5ц чению времени расслаивания органической и водной фаз.

Повышение значения рН >2 при реэкстракции кадмия приводит к снижению степени реэкстракции кадмия, сни- 5g ение рН < 1 нецелесообразно из-эа

Феобоснбванного расхода кислоты без увеличения степени реэкстракции кадмия.

Пример 1. Состав исходного сульфатного раствора, г/л: Zn 100, Cd 5, С1 20; Н 504 20.Экстракцию хлора и кадмия осуществляют органическим раствором, содержащим 0,6 М триалкиламин сульфата, 0,25 М каприловой кислоты, 20 об.Ъ 2-этилгексанола, остальное — керосин, при соот ношении объемов органической и водной фаз О : B = 1:1 в течение 5 мин, В результате экстракции концентрация

Cl — ионов в водной фазе уменьшилась до 3,97 г/л, а С4 2 до 1,03 г/л . Орг ническую фазу после экстракции отделяют и обрабатывают 0,8 H раствором

NaOH (соотношение объемов фаз 1:1) в течение 5 мин. При этом Сl — ион (16,0 г/л) полностью реэкстрагировался в водную фазу (рН = 8), а концентрация кадмия в водной фазе не превышала 0,003 г/л. Для реэкстракции кадмия и регенерации сульфатной формы экстрагента органическую фазу контактируют с 1 Н раствором Н 504 в течение 3 мин при соотношений объемов органической и водной фаз, равном

1:1, при этом концентрация кадмия в водной фазе равна 3,9 г/л, а концентрация хлор-ионов менее О, 01 г/л. (рН = 0,2) .

II р и м е р 2. Искодный раствор (пример 1) встряхивают с органическим раствором, содержащим 0,3 М триалкилметиламмоний сульфата", 0,6 М каприловой кислоты, 20 об.% 2-этилгексанола, остальное — керосин, при соотношении объемов органической и водной фаз 0:В = 1:1 в течение

5 мин. В результате экстракции концентрация Сl-ионов в водной фазе уменьшилась до 3,9 г/л, à Cd + до

0,65 г/л. После экстракции органичес. кую фазу отделяют от водного раство- . ра и обрабатывают 0,6 Н раствором

NaOH до рН 7,3 в течение 5 мин, при этом концентрация в водной фазе Clионов 16,05 г/л, à Cd +0,009 г/л.

Далее органическую фазу встряхивают с 1 М раствором Н 504 в течение 3 мин, при этом концентрация ионов Cd в водной фазе равна 4,25 г/л (рН = 1,0), т.е. ионы Cd полностью вымываются в водную фазу. Повторное использование органической фазы после ее регенерации для экстракции кадмия и хлора из свежей порции исходного раствора дало аналогичные результаты.

Технико-экономический эффект около 0,5 млн. руб. в расчете на 10 тыс. т пылей от реализации предложенного способа обусловлен повышением степени извлечения кадмия на 5-7% и снижением содержания хлорид-ионов в цинковом электролите.

Способ извлечения хлора и кадмия из цинковых сульфатных растворов с использованием анионообменного экстрагента в органическом растворителе с последующей реэкстракцией и регенерацией органической фазы, о т л и971397

Составитель Т.Мещерякова

Редактор Н.Багирова Техред M.Tånåð Корректор H.Bàòðóøêèíý

Заказ 8786/14 Тираж 734 Подйисное

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 ч а ю шийся тем, что, с целью повышения степени отделения кадмия и хлора на стадии реэкстракции и упрощения извлечения кадмия из полу. ченного реэкстракта, экстракцию ведут в присутствии 0,25-1,2 М Монокарбоновой кислоты, а реэкстракцию осуществляют последовательно в две стадии: при рН равновесной водной фазы 6-8 на первой стадии и при рН равновесной водной фазы 1-2 — на второй.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 433228, кл. С 22 В 19/26, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 667500, кл, С 01 В 7/02, 1979.