Способ переработки висмути свинецсодержащих промпродуктов

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВИСМУТИ СВИИЕЦСОДЕРЯАЩИХ ПРШПРОДУКТОВ, включающий растворение их в азотной кислоте с последуюгяим отделением раствора азотнокислого свинца, иэвлечение висмута из азотнокислого раствора гидролизом при рН 1-2 с дальнейшим 1фокаливанием основного нитрата висмута до окиси, отличающийся тем, что, с целью обеспечения комплексной переработки оловосрдерхацих промпродуктов и поньшения степени чистоты соединений висмута, свинца и олова, растворение исходного промпцодукта ведут 5-6 я раствором азотной кислоты при молярном соотиошении кислоты к продукту, равном 1,5-2,5, полученП|1Й раствор нейтрализуют аммиаком до рН 1-2 и после отделения раствора азотнокислого свинца от оловои висмутсодержоцего осадка тсмут переводят в раствор обработкой зтого осадка указанной кислотсЯ.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ ссс л

РЕСПУБЛИИ ае (и?

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

fO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОЩРвеТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

N kB TopcNoMv саидстссьствт (2) ) 34279)5/22-02 (22) 26. 04. 82 (46) )5.05.84. Вюп. )? IS (72) 10.?!. Юхин, Л.Н. Максимов, Г.А., Маринкина, А.И. Федченко и В.В. Соболев (7)) Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья

СО АН СССР (53) 669.7633669 43(088.8) (56) ). Полывянный И.P. и др. Метал. лургия висмута. Алма-Ата, "Наука", )973, ci )54".)66.

2. Автсорское свидетельство СССР р 384422, кл. С 22 В 30/06, )97). (54)(57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВИСМУТ»

И СВИНЕЦСОДЕРЖАЩИХ ПРОМПРОДУКТОВ вкличаощий растворение нх в азотной. кислоте .с последующим отделением цр С 22 В 30/06, !3/04, 25/04 раствора азотнокислого свинца, извлечение висмута из азотнокислого раствора гидролизом при рН I-2 с дапьнейиим нрокаливанием основного нитрата висмута до окиси, о т л ич а а шийся тем, что, с целые обеспечения комплексной переработки оловосодериащнх промпродуктов и понижения степени чистоты соединений висмута, свинца и олова, растворение исходного промпродукта ведут 5-6 н раствором азотной кислоты нри молярном соотноаении кислоты к продукту, равном ),5-2,5 ° полученный раствор нейтрализуют амжаком до рИ )-2 и после отделения раствора азотнокислого свинца от олово- и висмутсодериащего осадка висмут переводят в раствор обработкой этого осадка ука» ванной вислотойе

2 9 щих проипродуктов и повышение степени чистоты соединений нисмута, свин- ца и олова. °

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки висмут- и свинецсодержацих промпродуктов, нкнючающему растворение их в азотной кислоте с последующим отделением раствора азотнокислого

l0 свинца, извлечение висмута иэ азотнокислого раствора гидролизом при рН 1-2 с дальнейшим прокаливаниеи основного нитрата висмута до окиси, растворение исходного промпродукта

l$ ведут 5-6 н. раствором азотной кислоты при иолярном соотношении кислоты к продукту, равном 1,5-2,5, полученный раствор нейтрализуют аммиаком до рН 1-2 и после отделения

20 раствора азотнокислого свинца от олово- висмутсодержащего осадка висмут переводят н раствор обработкой этого осадка указанной кислотой. установлено (см. таблицу), что

2 висмут-, свинец- и оловосодержацие промпродукты целесообразно растворять в 4-6 н. растворе азотной кислоты при молярном соотношении

HNO .(В1., РЬ, Sa), равном 1,5-2,5.

ЗО При этом получают, свинец- и висмутсодержаций раствор и осадок, содержащий висму в виде основного нитрата

BiONO Н О, свинец - в.виде нитрата

Pb(NO5) и олово в виде р -оловянной кислоты. При разбавлении раствора во дой и его нейтрализации до рН 1-2 висмут в результате гидролиза прак-/ тически полностью переходит из раствора в осадок, а снинец - из

4О осадка в раствор. В процессе гидро лиэа происходит очистка висмута от примесей меди, железа, свинца, цинка, серебра и других металлов.

Эти металлы также могут подвергать4> ся гидролизу, поэтому при его проведении раствор должен все время сох". ранять рН не ниже 2, так как только при этом условии удается освободиться от примесей.

50;

Использование для растворения сплава растворов азотной кислоты с . концентрацией меньше 4 моль/л при молярном соотношении НМО (В1, РЪ, Бп) меньше 1,5 нецелесообразно вследствие неполного растворения сплава. Иеталлический рсадок при этом наряду с висмутой содержит свинец..

109 1 6

Изобретение относится к гидрометаплургии,цветных металлов и может быть использовано при переработке висмут-, свинец- и оловосодержащих промпродукгов.

Известен способ очистки висмута от примесей, согласно. которому нис-.; мутистыйсвннец подвергают электролизу(по Беттсу) в кремнефтористоводородйом электролите и многочисленным опе.рациям ра4инирования (l j .

Недостаткои этого способа пере, работкивисмутистого свинца является относительно низкая степень разделе- .. ния висмута и,овинца, токсичность снинецсодержащего кремнефтористоводо. родного электролита, а также большая продолжительность процесса электролиза (6 сут). Кроме того, способ заканчивается на стадии получения висмута и свинца в виде металлов, а олово в процессе переработки полностью теряется, Наиболее близким к предлагаемому по техйической сущности и достигаемому результату является способ перера" ботки висмут- и свинецсодержащих промпродуктов, включающий растворение их в азотной кислоте с последующим отделением раствора азотнокисло го свинца, извлечение висмута из азотнокислого раствора гидролизом при рН 1-2 с дальнейшим прокаливаииеи основного нитрата висмута до окиси (21 .

Однако известный способ непригоден для переработки оловосодержащих материапов, так как в процессе переработки сплава основная масса олова теряется со щелочными шлаками при переплавке цементного осадка под слоем каустической соды. Кроме того, на стадии растворения висиут-, свинец- и оловосодержащего сплава в азотной кислоте с начальной концентрацией < 4 моль)л олово частично переходит в снинецсодержащий раствор, образуя золь, и загрязняет в дальнейшем получаеиые соединения свинца, в частности нитрат. При переработке сплава по способу-прототипу висиут получает" ся н ниде технического металла. По- ° этому дня получения соединений висиу" та необходим растворение металла в азотной кислоте и дополнительная гидролитическая очистка висмута от примесей.

Цель изобретения - обеспечение комплексной переработки оловосодержа3 )092

Увеличение молярного соотношения

HNQ !(Bi9 Pb, Sn) более 2,5 ведет к дополнительному расходу реагентов9 в частности азотной кислоты, при растворении сплава и аммиака прн 5 нейтрапизации раствора, а также увеличивает процент перехода висмута в раствор.

В результате растворения висмут-9 свинец- и оловосодержащего сплава !О в 4-6 н.-. растворе азотной кислоты при молярном соотношении НИ03р(В1.9

Pb, Sn) ):t95-2,5, разбавления раствора водой (1:0,5)) и его нейтрализации аммиаком до рН 1-2 получают азотнокислый раствор, содержащий 180-260 г/л свинца, 0,01-1 г/л висмута и 0,001 г/л олова, который

196 4 направля1от на получение-.соединений свинца. Из .осадка, содержащего висмут и олово в виде окнсных соединений, висмут извлекают селективно на стадии его растворения 4-6 н. раствором азотной кислоты с получением раствора, содержащего 190-220 г/л висмута, 1-3 г/л свинца и 4-0,004, г/л олова, который йаправляют на получение основного нитрата и окиси висмута.

В таблице приведены данные по растворению висмутного свинца (38,3Х висмута, 43,5Х свинца

16,5Х олова) в азотной кислоте: навеска сплава 10 г, температура

70-90 С, время растворения 30 мин о

Переход в раствор

Концентрация в уастворе9 г/л

Объем ниоз, MJI

Объем раствора, Состав, НИХ

II9 моль/л

Ноляр" ное отИ:Т ношение

Bi ГЬ

2 34

1,29

0,075 72,5

21,2 56

0 бф 228

37,3 )96

3),0

l,94. 3,74 21,5! 95

2,03

1,37

1,90

2,83 . 14,5

2,58 3 34 22,0

87,3 167

5,09 34,0 85,1 109

35,5 230

)09 162

1,90

8,0

2,32

3,24 3,95 2),5

17,6 38,4

86,0 58,2

2,28 . 3,88

6 20

6 34

9 !

2,38

4,05

22,5

7,1 176

146 1)3

+)

Имеет место неполное растворение сплава. ч

Пример 1. 600 r гранул висмутистого свинца состава, вес.X: висмут 38,3; свинец 43,5; олова !6,5; медь 09131 железо 0,001; цинк 0,001; мышьяк 0,0!; сурьма 1,25; серебро 0,22, — растворяют при пере--!. маиивании в !,2 л раствора азотной. кислоты с концентрацией 6 моль/л (молярное соотйошение кислоты к продукту 2,28), доводят водой объем раствора и осадка до ) ° 2 л и нейтрализуют раствор до рН 2 водным раствором ающака с концентрацией

50 6 моль/л.

Папучают 0990 л раствора, содержащего, г/Л: свинец 248; висмут О,! ); олово 09001 и оседок9 содержащий anose н висмут в виде их соединений.

55 Провывают осадок 0,35 л раствора 0,1 н. азотной кислоты при нагрева0 нии 70-90 С и леремеаиванин в течение 30 мин.

3 34.

4 )8

4 25

4 34

4 45

5 20

5 34

0,06 5) 7

ll 9 77,1

0,20 60,3

l4,1 65,3

50, 2 84,5

755 85,2

7,4 42,3

6193 809!

1092196

Маточный раствор после осаждения висмута гндролиэом содержит 7 г/л висмута, а промавной раствор - 2 г/л.

- Из этих растворов висмут полностью извлекают при нейтрализации до рН 4 аммиаком и полученный осадок направляют в голову процесса на стадию выщелачивания висмута азотной кислотой.

Двуокись олова получают из оловосодержащего осадка так же как и в примере I..

Пример 3. 600 г гранул вис55 мутистого свинца состава, аналогичного примеру 1, растворяют при перемешнванин в 1,6 л раствора азотной кислоты с концентрацией 5 моль/л

Получают 0,22 л раствора, содержа щего, г/л: свинец 140; висмут 0,10; олово (0,001.

Извлечение свинца в азотнокислый и промывной растворы составляет

96,8Х, при добавлении 150 г углекислого натрия получают 3!б г углекислого свинца. Карбонвт свинца промывают водой, сушат при 40 С. Конечный продукт содержит, вес. Х:

РЬСОэ1Ъ 99,5Х; железо 0,0008; медь

0,001; серебро 0,001 ° висмут 0,008; олово с0,001; кальций 0,005у магний

0,001; хлоридн 0,002; нитраты 0,002 (что соответствует классификации

"чда") .

Извлечение свинца в соль 93,9Х.

Висмут селективно выщелачиваот

its осадка 0,5 л 6 й. раствора азотной кислоты при нагревании 70-90 С и перемешивании в течение 30 мин.

Получают О, 79 л раствора, содержащего, г/л : висмут 290; свинец

5,0; олово < О, 004, — из которого осаждают основной нитрат нейтрализацией раствора до рН 2 аммиаком; фильтруют, сушат и прокаливают основной нитрат висмута при 670 С до окиси.

Получают 246 r окиси висмута состава, весЛ: В1.20>>99,0; железо 0,005; медь 0,002; свинец 0,02; магний 0,001; кальций 0,003; натрий

0,0008; олово (0,001; серебро 0,001; мышьяк 0,001 (что соответствует квалификации "ч").

Извлечение висмута в окись 96,0Х.

Маточный раствор после осаждения висмута гпдролизом содержит 5 г/л висмута, который полностью извлекают при нейтрализации раствора до рН 4 аммиаком и полученный осадок направляют в голову процесса нв стадию выщелачивания висмута азотной кислотой. !

Оловосодержащий осадок после выще лвчивания висмута сушат и прокалива" ют при 700 С до двуокиси.

Получают 124 г двуокиси олова состава, вес. Х: SnO 99,5; железо

0,001; свинец 0,0! висмут 0,02; медь 0,0004 (что соответствует квалификации "ч")

Извлечение олова в двуокись 99,0Х

Пример 2. 600 г гранул висмутистого свинца состава аналогично" го примеру 1, растворяют при перемешиввнии в 0,79 л раствора азотной

IS

35.

40 кислоты с концентрацией 6 моль/л (молярное соотношение кислоты к продукту 1,5). в течение 30 мии, дово- дят водой объем раствора н осадка до 1,6 л (pH раствора 2)

Получающ 1,3 л раствора, содержащего,, г/л: свинец 169; висмут 0,021 олово < 0,001, - и осадок, содержащий олово и висмут в виде их соединений, Проьывают осадок 0,40 л раствора

О, I н. азотной кислоты при 70 С и перемешивании в течение 30 мин.

Получают 0,30 л промывного раствора, содержащего, г/л . свинец I7g висмут О,!О; олово CO,OOI.

Извлечение свинца в азотнокислый н промывной растворы 97,6Х При добавлении к этим растворам 150 г углекислого натрия получают 329 г углекислого свинца квалификации "чдв".

Висмут выщелачивают из осадка

0,7 л 5 н. раствора азотной кислоты при 80 С и перемешивании в течение а

30 мйн, Получают 0,9 л раствора, содержащего, r/ë: висмут 253! свинец 6,0; олово (0,004,, — из которого осаждают основной нитрат висмута нейтрализацией раствора до рН I аммиаком, промываот осадок О,l н. раствором азотной кислоты, фильтруют, сушат и прокапивают основной нитрат висмута при 670 С до окиси. о

Получаот 242 r окиси висмута состава, вес.Х: Вд203>99,5; железо

0,0008; медь 0,0001; свинец 0,001; магний 0,001; кальций 0,0006у натрий 0,0001 олово (0,001; серебро

0„0O1; мышьяк 0,0002 (что соответствует квапификации "хч") .

Извлечение висмута в окись 94,5Х.

7 ( молярное соотноюение кислоты к продукту 2,5) в течение 30 жн, дово, дят "водой объем раствора и осадка до 1,6 л и нейтринная раствор до рН 1 водаюм раствором аюеиака с концентрацией 6 мжв/л.

Получают 1,35 л раствора, содерхащего,.r/ë свинец 174 висмут 0,391 . олово 40,001, - и осадок, содерхащий олово и висмут в анде их соединений.

Дальнейиув переработку свинецсодерхащего аэбтнокислого раствора

092196 и осадка ° содерхащего олово и висму, проводят так хе, как и в примере l.

Исполвэование предлагаемого способа позволит комплексно перерабатывать висмут-, свинец-, и оловосодерхащие лромпродукты с получением соединений укаэанных металлов упростить способ nan esua coàäèêåíèé висмута, свинца и олова реактивной

1а чистоты1 улучиитв условия труда.

Экономический эффект от внедрения способа 410 тыс. руб. в год.

Составитель Л, Рякина

Редактор Л. Веселовская Техред М.Тенер Корректор О. Вилак

«»е««««« «»««« «««««««»«»««««

Закаэ 3210/17 Тирах. 603 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам иэобретений и открытий, 1!3035, Москва, Ж-35 Раущская наб., д. 4/5

««

Филиал ППП "Петрит", г. Ухгород, ул. Проектная, 4.