Способ электролитического выделения тяжелых цветных металлов из кислых растворов

 

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 ) 3427907/22-02 (22) 27.04.82 (46) 07.11.83. Бюл. М 41 (72) В.М. Голиков, М.Ш. Шарипов, Н. С. Миринцова, А.А. Жарменов, 3.С. Голикова, А.М. Назаров и B.È. Янцен . (53) 669.337(088.8) (56) 1. Патент CQA 4 3162587, кл. 204»92 1964.

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