Способ извлечения кадмия из ксантогенатных кеков

 

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАДМИЯ ИЗ КСАНТОГЕНАТНЫХ КЕКОВ, включающий выщелачивание сернокислым раствором при нагревании и перемешивании, о т л и чающийс я тем, чт.о, с целью повышения степени извлечени кадмия, выщелачивание пульпы ксантогенатного кека ведут в отработанном электролите с окислителем и цинковым огарком при 70-90°С и соотношении кек:огарок 1:

СОЮЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(Я) С 22 В 17 04

Ч »

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3584427/22-02 (22) 12. 01. 83 (46) 15.08. 84, Бюл, Р 30 (72) P.A.×åðíîâà, H.A.Волкова, A.Ï.Ìàð÷óê и Ю,Н.Зинде (7 1) Усть-Каменогорский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции свинцово-цинковый комбинат им.В.И.Ле. нина (53) 669,733(088.8) (56) 1. Бюллетень ЦНИИН ЦМ. 9 13-14, 1958, с. 129.

2. Технологическая инструкция по проиэводству цинка и кадмия в объединенном цехе Р 3 Усть-Каменогорского свинцово-цинкового комбината им. В.И.Ленина. Усть-Каменогорск, 1976, с. 28.

„„SU„„1108121 А (54) (57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАДМИЯ ИЗ

КСАНТОГЕНАТНЫХ KEKOB, включающий выщелачивание сернокислым раствором при нагревании и перемешивании, о т л и ч а ю шийся тем, чт.о, с целью повышения степени и эвлечени кадмия, выщелачивание пульпы ксантогенатного кека ведут в отработанном электролите с окислителем и цинковым огарком при 70-90 С и соотношении кек: огарок

1: (80-160), а остаток от выщелачивания обжигают в восстановительной атмосфере при 1250-1300 C.

1108121

Изобретение относится к металлургии цветных и может быть использовано для извлечения металлов из отходов гидрометаллургического производства, в частности для извлечения кадмия иэ ксантогенатных кеков, полученных при очистке цинковых растворов об кобальта.

Известен способ переработки ксантогенатных кеков сульфатиэирующим обжигом кеков со смесью серной кис- l(» лоты и сульфата натрия при 500

5000C rl 3.

Недостатками данного способа являются тяжелые условия труда и многостадийность твхнологии, 15

Наиболее близким к изобретению по технической сути и достигаемому результату является способ извлечения кадмия из ксантогенатных кеков, включающий выщелачивание сернокислым 2(» раствором при нагревании и перемешивании. Кадмий выщелачивают раствором серной кислоты при кислотности

50-60 г/л с механическим перемешиванием при Ж:Т= (5-6):1, Процесс выщелачивая ведется при 40-50 С до постоянной кислотности 15-20 г/л. Выщелачивание кеков при таких условиях позволяет получить раствор с содержанием 5-10 г/л кадмия и 10- 15 г/л цинка, а полученный кек имеет следующий состав, Ъ: кадмия 1 5 4 0; цинка 3 7; кобальта 4-8. Квк такого состава скла дируется на открытой площадке Е23.

Однако выщелачивать кадмий более полно не удается, так как при повыше-З5 нии температуры выше 55 C или повышении кислотности ксантогенатный кек сворачивается, окомковывается в асфальтоподобную массу из-эа выделения диксантогена, который смачивает40 кек, Целью изобретения является повышение степени извлечения кадмия.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения кад- 45 мия иэ ксантогенатных кеков, включающему выщелачивание сернокислым раствором при нагревании и перемешивании, выщелачивание пульпы ксантогенатного кека ведут в отработанном электролите50 с окислителем и цинковым огарком при

70-90ОC и соотношении кек:огарок

1: (80-160), а остаток от выщелачивани я отжнгают в восстановительной атмосфере при 1250-1300 С.

Ксантогенатный кек выщелачивают в отработанном электролите совместно с окислителем, что обеспечивает перевод кадмия в раствор, в то же время при этих условиях ксантогенат кобальта не разрушается и кобальт в раст- 6О вор не переходит. Повышенная температура (70-90oC) способствует переходу в раствор кадмия и предотвращает флотацню ксантогенатного кека, в а совместное выщелачивание с цинко- 65 вым огарком обеспечивает расшихтовку кека в массе огарка и предотвращает его окомкование, что в конечном итоге обеспечивает извлечение в растворимой при этих условиях значительной части кадмия.

Нерастворимая часть ксантогенатного кека переходит в цинковый кек, который затем направляется на восстановительный обжиг при 1250-1300 С, При обжиге труднорастворимые соединения кадмия и цинка восстанавливаются до металлов, возгоняются, окисляются и улавливаются в виде окислов, которые затем направляются в цинковое производство, а органическая часть ксантогенатного кека сгораяет при высокой температуре. Кобальт и другие труднолетучие металлы остаются в остатке от переработки — клинкере, который направляется в медеплавильное производство.

Пример 1. Для опытов взят ксантогенатный кек следующего состава, Ъ: кадмий 9, 46; цинк 11,9; кобальт 3,26,и обедненный кадмиевый раствор, содержащий 12,2 кг/л кобальта, 130 мг/л кадмия и 134 г/л цинка.

Цинковый огарок содержал О, 24Ъ кадмия и 0,012Ъ кобальта. Навеску ксантогенатного кека репульпировали в

100 мл обедненного кадмиевого раствора, а затем в необходимой последовательности загружали пульпу ксантогенатного кека, двуокись марганца и цинковый огарок в отработанный электролит объемом 400 мл. Процесс выщелачивания вели в течение 1 ч при 8085 C с механическим перемешиванием.

Конечное рН 5,2. Для получения сравнительных данных параллельно проводили опыты по выщелачиванию огарка без ксантогенатногo кека (опыты 1,3,5) .

Результаты выщелачивания при раэличной последовательности загрузки компонентов приведены в табл. 1.

Из табл, 1 следует, что максимальное извлечение кадмия в раствор получают, когда в отработанный электролит подают пульпу ксантогенатного кека, марганцевую руду и огарок (опыт

2) . Кобальт при такой последовательности загрузки компонентов в раствор иэ ксантогенатного кека не переходит а извлечение кадмия в этом случае максимальное, Пример 2. .С целью выяснения оптимального соотношения количества ксантогенатного кека и огарка при выщелачивании проведены опыты с добавлением разного количества ксантогенатного кека по условиях опыта

2, табл. 1. Результаты опытов сведе-. ны в табл. 2.

Иэ табл. 2 следует, что при соотношении кек: огарок 1: 80 (опыт 3) извлечение кадмия в раствор из ксантогенатного кека достигает 77,2Ъ. При

1108121

Таблица l

Получено

Загружено в раствор мг

Последовательность загрузки компон ентов

Содержание в растворе, мг/л

Объем раствора, MJI

Со Cd

400 12,3 240

400 12,6 430

400 12,7 200

400 12,8 330

400 12,8 240

400 14,1 350

205

299, 6

205

299,6

205

299,6

Продолжение табл. 1

Опыт

Извлечение в раствор кэ ксантогенатного кека, Получено

Общее извлечение в раствор,%

Вес ке- Содержание в ка, г кеке, %

Со Cd

Со Cd

Со Сс1

1 72 6 Ог012 Ос 12 46с3 48г3

2 52,2 0,065 О, l9 11,5 57,4 0

77,2

39,0

55,0.

4,65,5 0,073 0,24 lli8 44,1 0 увеличении соотношени я кек: огарок

1: 160 (опыт 2) извлечение кадмия увеличивается незначительно, а при соотношении 1: 16 (опыт 3) извлечениее кадмия падает до 57,7%, т.е. увеличение количества огарка в соотношении кек:огарок не ухудшает выщелачивания кадмия, а уменьшение снижает его извлечение в раствор, т,е, наиболее подходящими условиями для выщелачивания кадмия иэ ксантогенат- 10 ного кека является соотношение кек: огарок 1:(80-160), Пример 3, Кек, полученный в результате выщелачивания в опыте 3 (табл 2) и опыте 2 (табл. 1),высушен и зашихтован с 40% коксика, Шихта загружена в кварцевую лодочку и прокалена в течение 1 ч при 1250-1300 С в трубчатой печи °

В табл, 3 приведены резульаты обжига.

Из таблицы следует, что извлечение кадмия в возгоны достигает 97,2%.

Прокаливание при температуре ниже

1250 С не обеспечивает достаточно

l А, Б, В 10,8

2 А, Г, Б, В 43,4

3 А, Б, В 10,8

4 А, Гр В, Б 43,4

5 В, Б, A 10, 8

6 В, Б, А, Г 43,4

3 59i0 0 01 Or 18 47е2 полной возгонки кадмия, а увеличение температуры выше 1300 С нецелесообразно, вследствие оплавления материала и повышенного расхода топлива.

Пример 4. Результаты изучения влияния температуры выщелачивания на степень извлечения кобальта н кадмия в раствор приведены в табл. 4. Ксантогенатные кеки, характеристики которых представлены в табл 2. (опыты

2 и 3), подвергают выщелачиванию в интервале температур 60-90 С в течение 1 ч, Способ извлечения кадмия испытан в лабораторных условиях. Установлено, что степень извлечения кадмия из ксантогенатных кеков по предлагаемому способу 76-78%, по известному 4550%. Таким образом, использование предложенного способа переработки ксантогенатных кеков поз вол яет повысить извлечение кадмия.

Экономический эффект от использования изобретения по сравнению с прототипом состоит 203 руб. от переработки 1 т ксантогенатного кека.

1108121

Продолжение табл.1

I Общее извл че лне в раствор,Ъ

Получено

Извлечение в раст вор из ксантогенахного кека, Опыт

С.дср,копие в кеке, Ъ

Ьес кеСо

L СЙ

Со Cd го

5 52,2 0,01 0,16 47,2 48,8

45,4 1,5 38,0

6 55к6 0 078 0 25 12,9

Примечание

Условия опытов. Объем отработанного электролита

Температура выщелачивания

Продолжительность выщелачивания

Компоненты. A-Обедненный кадмиевый раствор

Б-Пнролюзит

В-Цинковый огарок

Г-Ксантогенатный кек

400 мл

80-85О С

1 ч

100 мп

2 r

80 г

1 r ица 2

Табл

Получено

Загружено

Опыт

Соотноше ние кек: огарок аствор, мг/л

Объем мм

Пиро Содержание в лю- ксантогенатзит,гном кеке, мг

Ксантоге натный кек, r

Со Cd

Со Cd

) 2 10,8 205 400 12,3 240

2 29, 1 252,3 400 12,6 340

2 1:160 0,5

2 43, 4 299,6 400 15,3 420

3 173, 8 678,0 400 16, 4 930

5 326,8 1151 400 16,6 1530

Продолжение табл. 2

Общее извлечение в раствор, %

Со Cd

Извлечение иэ ксантогенатного кека, Ъ

Получено

Опыт

Вес ке ка, г

Со Cd

48,3

46,2

18 4 54 0 0 78 2

14,0 57,4 3,7 77,2

3,7 54,8 1,0 57,7

2,0 53 1 0 5 54,2

Примечание

Условия опытов. Объем отработанного электролита

Вес цинкового огарка

Объем объединения кадмиевого раствора

Температура

Время

Конечное рН

3 1:80

4 1: 16

5 1:8

72,6 0,012 0,12

71 5 0 014 0 13

68 0 0,047 О, 15

66,0 0,18 0,36

78,0 0,29 0,54

400 мп

80 г

100 мл

80-85 С

1 ч

5,2

1108121

Т абли ца 3

Извлечение кадмия в воз гоны, %

Получено

Загружено

Извлечение кадмия, %

Вес кека, r

Вес клин Кадмий кера, r

% мг

% мг

95,9

4,1

4,3

0,008

0,007

68 0,15

52,2 О, 19

54,4

104

97,2

2,7

2,8

39,1

Таблица 4

Загружено раствор,мг

Извлечение в раствор иэ ксантогенатного кека, %

Получено

Общее извлечение в раствор,%

Содержание в кеке, %

Вес ке ка, г

Содержание в растворе мг/л

Co Cd

Со Cd

Со Cd

Со Сс

Со Cd

60 10,8 205 400 10,5 201 78,0 0,01 0,15 38,9

60 43, 4 299р 6 400 10, 5 312 77, 0,052 0,2 9, 7

70 10, 8 205 400 1 1, 7 233 71, 2 О, 012 О, 14 43, 5

70 43,4 299,6 400 13,2 386 70,3 0,048 0,17 12,2

39,2

41,6 0

46,9

45,4

51,5 1,8 64,6

90 10,8 205 400 12,3 240 72 6 0,012 0,12 45,6

46,8

90 54,4 299, б 400 15,3 420 68,0 0,017 О, 15 14, 1.56,1 3,7 76,1

П р и м е ч а н и е. Условия опытов. Объем отработанного электролита

V-Беднокадмиевого раствора

Ксантогенатный кек

Пиролюэит

Цинковый огарок

Время

Конечное рН

Температура, IC бъем раствора, мл

Составитель Д.Кривошеин

Редактор Т.Колб Техред Т. Фанта Корректор A. Ильин

Заказ 5841/19 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, r, Ужгород, ул. Проектнач, 4

400 мл

100 мл

1 г

2 г

80 r

1 ч

5,2