Способ десорбции меди и цинка с катионитов
СПОСОБ ДJ;COPБЦИИ МЕДИ И ЦИНКА С КАТИОНИТОВ слабо сислотного типа с одновременным электроосаждением металла на катоде в среде электролита , отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения металла в катодный осадок, в качестве исходного электролита используют раствор сернокислой соли десорбируемого металла, причем содержание металлов в растворе поддерживают в пределах 15-80 г/л для меди и 45-90 г/л для цинка.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК
„„SU„„1129257 А
3(50 С 22 В 3 00 В 01 D 15 04
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н ABTGPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3604042/22-02 (22) 07.04.83 (46) 15.12.84. Бюл. 9 46 (72) Н.Н.Асланов (71) Научно-исследовательский и проектный институт цветной металлургии Армнипроцветмет (53) 669.334:669.536(088.8) (56) 1.Экстракция и сорбция в металлургии никеля, кобальта и меди.М., Цветметинформация, 1970, с.76-77.
2 ° Цветные металлы,1975, 91, с.16-17. (54) (57) СПОСОБ ДЕСОРБЦИИ МЕДИ И ЦИНКА
С КАТИОНИТОВ слабокислотного типа с одновременным электроосаждением металла на катоде в среде электролита, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения металла в катодный осадок, в качестве исходного электролита используют раствор сернокислой соли десорбируемого металла, причем содержание металлов в растворе поддерживают в пределах 15-80 г/л для меди и 45-90 г/л для цинка, 1129257
Изобретение относится к металлур1 гии цветных металлов, в частности к сорбционным процессам, и может быть использовано для получения металлов непосредственно из ионитов, в данном случае — катионитов слабокислотного типа.
Известен способ десорбции металлов с ионитов, в том числе с катионитов слабокислотного типа, включающий обработку их растворами минеральных кислот, в частности серной, с последующим электролизом металла из полученных сульфатных элюатов 13.
Недостатками способа являются использование в качестве исходного продукта серной кислоты, являющейся агрессивным, токсичным и опасным в обращении реагентом; необходимость получения элюатов как самостоятельных продуктов, связанная с расходом в каждом цикле десорбции; новых порций серной кислоты, что увеличивает объем циркулирующих в процессе водных потоков, а следавательно. и технологического оборудования, и усложняет процесс.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сути и достигаемому результату является способ десорбции меди и цинка с катионитов слабокислотного типа с одновременным электроосаждением металла на катоде в среде электролита(2 3, Оциасо используемая в качестве исходного продукта серная кислота является агрессивным, токсичным и опасным в обращении реагентом;
Кроме того, известный способ не позволяет полностью иэвлечь металл (в катодный осадок и одновременно обеспечить его товарное качество катодного продукта,.(катодный осадок должен быть плотным и без побочных образований — окислов,дендритов)
Целью изобретения является повышение степени извлечения металла в катодный осадок.
Поставленная цель достигается тем, что согласно способу десорбции меди и цинка с катионитов слабокислотного типа с одновременным электроосаждением металла на катоде в среде электролита, в качестве исходного электролита используют раствор сернокислой соли десорбируемого металла, причем содержание металлов в растворе поддерживают в пределах
15-80 г/л для меди и 45-90 г/л для цинка.
Способ осуществляется. следующим образом.
В однокамерный (бездиафрагменный}
Электролизер заливают раствор сернокислой соли десорбируемого металла, вводят насыщенный катионит.Матерная катода значения не имеет, Обычно катод изготавливают из того же металла, товарный продукт которого необходимо получить на катоде. Анод должен быть нерастворимым (угольным, графитовым, свинцовым, платиновым и др.) . При наложении на электролит постоянного электрического тока происходит перевод металла с ионита на катод. На аноде выделяется кислород.
3() Во избежание застойных явлений осуществляют перемешивание ионита в объеме электролита либо циркуляцию электролита через слой смолы.
Степень извлечения десорбируемого металла в катодный осадок определяется количеством пропущенного электричества в..соответствии с законом
Фарадея. Скорость извлечения регулируется величиной пропускаемого тока. Дополнительными факторами воздействия на процесс являются соотношение объемов электролита и ионита и концентрация металла в исходном электролите.
По окончании процесса электродесорбции электролит выпускают из слоя отрегенерированного катионита. Пос ледний переключают на насыщение металла. Электролит с равновесным содержанием металла используют для
30 электродесорбции с новых порций насыщенного катионита.
П р и и е р 1. Электродесорбция меди с катионита слабокислотного типа.
35 45 мл (объем наливной) каубоксильного катионита КБ-4П-2 в Cu - форме с содержанием меди на смоле 88,89 г/л (4 г CU ol6c.) загружают в однокамерный электролизер, содержащий 100 мл
4() раствора сульфата меди. Концентрация меди в исходном электролите 50 г/л, рН=3,4. Катод медный, анод свинцовый.
Электрообработку ведут при силе тока
1,44А (катодная плотность тока
45 к - 200 А/м ) и напряжении 4,6 В в течение 4 ч..
По окончании процесса продукты электродесорбции (отрегенерированный катионит, электролит.и катод) отделяют друг от друга. Катод промывают, высушивают и взвешивают. По разности масс до и после электролиза определяют привес катода. Отрегенерированный катионит отделяют на фильтре от электролита, промывают водой и подвергают контрольной кислотной десорбции в ЗОЪ-ной серной кислоте. По результатам анализа контрольного элюата судят об остаточной концентрации металла на отрегенерированной смоле, по результатам анализа электролита — о равновесной концентрации в нем меди.
Результаты электродесорбции меди с катионита КБ-4П-2 по предлагаемому способу приведены в табл.1.
1129257
Таблица1
Медь
Выход, мл
Содержание г/л абс.,г
Продукты
Распределение, Ъ
Введе но
100,00
45,00
55,56
44,44 .
5,00
50,00
88, 89
4,00
Итого
100,00
9,00
Получено
Медь катодная
68, 33
31,22
0,45
6,15
28,10
0i90
2,81
0,04
100i00
9,00 Итого
Т а б л и ц а 2
Цинк
Выход, Содержание
Распределение,.
Продукты г/л
Введено
72,52
27,48
100i00
9,00
90,.00
90, 94
3i41
12,41
Итого
Получено
Цинк катодный
61,64
7,65
Электролит исходный
КБ-4П-2 в Cu — форме
Электролит равновесный 100,00
КБ-4П-2 в Н форме 45,00
Извлечение меди с катионита в катодный осадок составляет (4,000,04) : 4,00 х 100% = 99,00% при равновесной концентрации меди в электролите 28,10 г/л. При визуаль- 30 ном осмотре катодный осадок плотный . . розовый без побочных Образований.
Привес катода 6,15 r, из которых .
4,00-0„04=3,96 r за счет десорбированной меди и 2,19 г — за счет элект-35 ролита. Выход по току 90,06% (расчет по стандартной методике), что существенно превышает аналогичный, показатель для действующих предйриятий, использующих процесс. электроли- 40 за меди из растворов с нерастворимым анодом (не более 85%).
Электролит с равновесной концентрацией металла используют для электродесорбции меди с новых. порций. насыщенного слабокислотного катиоЭлектролит исходный 100,00
КБ-4П-2 в 2ь — форме 37,50 нита с теми же технологическими показателями.
Пример 2. Электродесорбция цинка с катнонита слабокислотного типа.
37,5 мл (объем наливной) карбоксильного катионита в 2 -форме с содержанием цинка 90,94 г/л (3,41 г Z ai<) загружают в бездиафрагменный электролнзер, содержащий
100 мл раствора сульфата цинка.
Концентрация цинка в исходном элеят@злите 90 г/л, рН = 3,80.
Катод медный, анод платиновый.
Электрообработку ведут прн силе тока 2,7А (Э„ 450 А/м ) и напряжении
4 В в течение 2, 58 ч.
Обработку продуктов электродесорбции осуществляют по методике примера 1.
Результаты электродесорбции цинка приведены в таб.2.
1129257
Продолжение табл.
Выход
Продукты
Цинк
Распределение, %
Содержание г/л абс.,г, 36,26
45,00
4,50
37,50
1,87
KB-40-2 в Н+-форме
Итого
0,57
0,07
98, 47.
12, 22 а блица 3
Выход, мл
Медь
Продукты Содержание
Распределение, Ъ г/л абс.,г
Введено
80,00
60,0
4,80
60,68
39,32
100,00
35 00
88,89
3,11
7,91
Итого
Получено
6,92
87,48
12,01
0 51
1СО,ОО
60,0
15,83
1,14
0,95
35,0
0,04
7,91
Электролит равновесный 100,00
Извлечение цинка с катионита в катодный осадок составляетг
I(3,41- 0,07): 3,41х100%=97,95% при равновесной концеитрации цинка в электролите 45,00 г/л. Качество ка- 29 тодного продукта нормальное — без дендритов, Привес катода 7,65 г, из которых
3,41 — 0,07 = 3,34г — за счет десорбированного цинка и 4,31 г — за счет электролита. Выход по току 90%. !
Электролит с равновесной концентрацией металла используют для десорбции цинка с новых порций насыценного слабокислотного катионита с теми же технологическими показателями.
Электролит исходный>
КБ 4П-.2 í Cu + - форме
Медь катодная
Электролит равновесный
КБ-4П-2 в Н вЂ фор
Итого
Пример 3 Электродесорбция меди с катионита слабокислотного типа.
35 мл (объем наливной) карбоксильного катионита КБ-4П-2 в Си -форме с содержанием меди на смоле 88,89 г/л (3,11 г Cu «) загружают в однокамер- ный злектролизер, содержащйй 60 мл раствора сульфата меди. Концентрация меди в исходном электролите 80 г/л, рН = 3,35. Катод медный, анод - платиновая спираль ° Электрообработку ведут при силе тока 1,44 A и напряжении 4,1 В в течение 4,5 ч.
Обработку продуктов опыта осуцествляют по методике примера 1.
Результаты электродесорбции меди приведены в таб.3.
1129257.Составитель Д.Кривошеин
Редактор Л.Веселовская Техред С. Мигунова
Корректор И.Муска
Заказ 9308/21 Тираж 602
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий
113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5
Подписное
Филиал ППП Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4
Извлечение меди с катионита в катодный осадок составляет (3,110,04) : 3,11 х 100% = 98,71% прн равновесной концентрации меди. в электролите 15 г/л. По результатам визуального осмотра, катодный осадок плОтный розовый,побочных образований нет.
Привес катода 6,92 r, иэ которых
3,11-.0,04=3,07 г - эа счет десорби. рованнбй меди и .3,85 г — эа счет
1 электролита. Выход по току 90,10% (расчет по стандартной методике).
Предлагаемый способ десорбции меди и цинка со слабокислотных катионитов обеспечивает по сравнению с прототипом практически полное извлечение металла в катодный продукт при одновременном обеспечении его товарного качества; максимальный выход по току в течение. всего про10 цесса.
