Способ получения труднорастворимых соединений

 

Изобретение относится к электрохимическим методам переработки растворов и может быть использовано в гидрометаллургии для регенерации кислот из технологических растворов, для очистки сточных вод, фракционного разделения элементов. Целью изобретения является увеличение производительности процесса за счет увеличения скорости отделения осадка продукта и повышения содержания в нем основного вещества. Способ позволяет улучшить качество получаемого осадка, повысить степень разделения металла и кислоты, снизить расход электроэнергии в результате того, что в анодную и катодную камеры электродиализатора подают маточник от химического осаждения и ведут осаждение металла в катодной камере, подавая в нее исходный кислый раствор со скоростью, обеспечивающей pH осаждения металла. 1 табл.

Изобретение относится к способам получения труднорастворимых соединений металлов и может быть использовано в различных гидрометаллургических процессах. Целью изобретения является увеличение производительности процесса за счет увеличения скорости отделения осадка продукта и повышения содержания в нем основного вещества. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. Порцию исходного металлсодержащего раствора нейтрализуют гидроксидом аммония с получением осадков гидроксидов или аммонийных солей металлов. Образовавшуюся пульпу отфильтровывают, а фильтрат (маточник) заливают в анодную и катодную камеры электродиализатора. Одновременно исходный кислый металлсодержащий раствор подают в маточник в катодную камеру со скоростью, обеспечивающей pH осаждения основного вещества и зависящей от плотности тока и состава раствора. Скорость подачи исходного раствора в катодную камеру должна быть такой, чтобы поддерживать в ней вполне определенное значение (или интервал значений) pH, соответствующее области pH осаждения каждого из металлов. Выпадающие осадки образуют с маточным раствором пульпу, которую по мере накапливания осадка выводят для фильтрации или отстаивания. Осадок отделяют и направляют на дальнейшую переработку, а маточный раствор (фильтрат или слив) используют в качестве анолита и католита. Пример 1. Сернокислый раствор, содержащий, г/л: Fe 45; H₂SO₄ 100, нейтрализуют гидроксидом аммония до pH 3-4. После отделения осадка маточник заливают в анодную и катодную камеры двухкамерного электродиализатора с ионообменной мембраной. Растворы перерабатывают при плотности тока 500 А/м². В катодную камеру постоянно со скоростью, обеспечивающей поддержание pH раствора 3-4, вводят исходный железосодержащий раствор. После электродиализа получают пульпу, состоящую из осадка гидроксида железа и маточника с содержанием железа 0,005 г/л. В анолите получена серная кислота с концентрацией 63,7 г/л, содержание железа в анолите 0,005 г/л. Основные результаты проведения процесса электродиализа представлены в таблице. Пример 2. Сернокислый раствор, содержащий, г/л: Al 4,8; H₂SO₄ 45,6, нейтрализуют гидроксидом аммония до pH 5-6. После отделения осадка маточник заливают в катодную и анодную камеры электродиализатора, разделенные катионитовой мембраной, и проводят электродиализ в режиме циркуляции при плотности тока 500 А/м². В катодную камеру постоянно со скоростью, обеспечивающей поддержание pH раствора 5-6, вводят исходный алюминийсодержащий раствор. После электродиализа получают пульпу, состоящую из осадка гидроксида алюминия и маточника, содержащего 0,0045 г/л алюминия. В анолите получена серная кислота с концентрацией 63,7 г/л, содержание алюминия в анолите 0,0045 г/л. А после проведения электродиализа по способу-прототипу в католите получен раствор с содержанием алюминия 4,3 г/л, pH 2,0: в анолите - серная кислота концентрацией 64,1 г/л, содержание алюминия 0,011 г/л. Основные результаты проведения процесса электродиализа представлены в таблице. Пример 3. Сернокислый раствор, содержащий, г/л: U 6; H₂SO₄ 121,8, нейтрализуют гидроксидом аммония до pH 7-8. После отделения осадка маточник заливают в анодную и катодную камеры двухкамерного электродиализатора с катионообменной мембраной. Растворы перерабатывают в режиме циркуляции при плотности тока 500 А/м². В катодную камеру постоянно со скоростью, обеспечивающей поддержание значения pH 7-8, вводят исходный урансодержащий раствор. После электролиализа получают пульпу, состоящую из осадка полиуретана аммония и маточника с содержанием урана 0,005 г/л. В анолите получена серная кислота концентрацией 114 г/л, содержание урана в анолите 0,005 г/л. Основные результаты проведения процесса электродиализа представлены в таблице. В известном способе использовался электродиализатор с катионитовой мембраной, где процесс получения труднорастворимых соединений велся путем заливки исходного раствора в катодную камеру, где и происходило выпадение осадка. Как следует из данных, приведенных в таблице, использование предлагаемого способа получения труднорастворимых соединений металлов по сравнению со способом-прототипом позволяет улучшить качество осадков, а именно увеличить содержание в них металла, существенно (в 2-10 раз) повысить их сгустительные и фильтрационные характеристики; в 2-5 раз повысить степень разделения кислоты и металлов; значительно (на 20-50%) снизить удельный расход электроэнергии. Кроме того, предлагаемый способ практически полностью исключает восстановление металлов на катоде, так как весь металл в маточнике связывается в осадок. Б.Н. Ласкорин и др. Ионообменные мембраны и их применение. Госатомиздат, 1961, с. 118.

Формула изобретения

Способ получения труднорастворимых соединений металлов, включающий подачу исходного металлсодержащего раствора в катодную камеру электродиализатора с катионитовой мембраной с последующим отделением образовавшегося осадка от маточного раствора, отличающийся тем, что, с целью увеличения производительности процесса за счет увеличения скорости отделения осадка продукта и повышения содержания в нем основного вещества, маточный раствор возвращают в катодную камеру, а исходный раствор подают в количестве, обеспечивающим pH осаждения соответствующего соединения металла на выходе из катодной камеры.

РИСУНКИ

Рисунок 1