Способ переработки растворов минеральных кислот, содержащих сурьму и катионы металлов

 

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для утилизации сурьмы, мышьяка и цветных металлов из технологических, сбросных растворов, сточных вод гидрометаллургических переделов никелевого, медного и свинцово-цинкового производств, Цель изобретения - удешевление процесса за счет уменьшения объема и повышения концентрации сурьмусодержащего раствора. Через слой сульфокатионита фильтруют последовательно раствор с содержанием серной кислоты от А до 6,5А, где А - суммарная концентрация кислот в перерабатываемомрастворе, затем перерабатываемый раствора , содержащий сурьму, цветные металлы и минеральные кислоты, с переводом металлов в фазу катионита. На выходе из слоя сорбента фильтрат последовательно разделяют на трифракции по несорбируемым компонентам, содержащие соответственно: серную кислоту, сурьму и смесь минеральных кислот. После этого фильтрат утилизируют известными способами. 2 табл. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ С КИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ ВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4715244/02 (22) 04.07.89 (46) 07.12.91. Бюл. ЬЬ 45 (71) Производственное объединение "Балхаш медь" (72) А.В.Шубинок (53) 669.053.4(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 1611962, кл. С 22 В 30/02, 1988.

Труды Уральского научно-исследовательского и проектного института медной промышленности, 1971, вып. 14, с. 207—

214. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТВОРОВ

МИНЕРАЛЬНЫХ КИСЛОТ, СОДЕРЖАЩИХ

СУРЬМУ И КАТИОНЫ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для утилизации сурьмы, мышьяка и цветных металлов из технологических, сбросных

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для утилизации сорбционным методом сурьмы, мышьяка и цветных металлов из технологических, сбросных растворов, сточных вод гидрометаллургических переделов никелевого, медного и свинцово-цинкового производств.

Цель изобретения — удешевление процесса за счет уменьшения объема и повышения концентрации сурьмусодержащего раствора.

Способ осуществляют следующим образом.Для испытании использовали отработанный медный электролит(1) с содержанием компонентов, г/л: медь 51,467; никель

30,853; железо 0,3; серная кислота 107,31; сурьма 1,1; мышьяк 19,6 и сбросной раствор

SU 1696536 А1 (я)5 С 22 В 3/24//С 22 В 30/02, С 22

В 23:00 растворов, сточных вод гидрометаллургических переделов никелевого, медного и свинцово-цинкового производств. Цель изобретения — удешевление процесса за счет уменьшения объема и повышения концентрации сурьмусодержащего раствора.

Через слой сульфокатионита фильтруют последовательно раствор с содержанием серной кислоты от А до 6,5А, где А — суммарная концентрация кислот в перерабатываемом растворе, затем перерабатываемый раствора, содержа.ций сурьму, цветные металлы и минеральные кислоты, с переводом металлов в фазу катионита. На выходе из слоя сорбента фильтрат последовательно разделяют на три фракции по несорбируемым компонентам, содержащие соответственно; серную кислоту, сурьму и смесь минеральных кислот. После этого фильтрат утилизируют известными способами. 2 табл. производства металлов и солей (2) с содержанием компонентов, г/л медь 26,528; никель 14,235; железо 0,866; кальций 0,962; магний 0,826; цинк 0,141, кадмий 0,009; се ь.Ф ребро 0,002; аммоний 0,22; серная кислота СЬ

73,794; мышьяк 18,53 (в пересчете на мышь- Ql яковую кислоту 35,101) сурьма 1,34 (в пе- (,) ресчете на сурьмянистую кислоту 1,703); 0 соляная кислота 0,3; плавиковая кислота

0,3. Опыты проводили в колонне с высотой слоя набухшего в воде катионита КУ-2 в водородной форме 4 м. Скорость фильтрования составляла 2,3 м/ч.

Пример 1. Извлечение металлов известным способом.

Размещенный в колонне сульфокатионит КУ-2 в водородной форм". промывал водой до рН 7. Через слой катионита фильтровали растворы 1 и 2 (опыты 1 и 2 соответ1696536

20

35 ственно), затем воду. На выходе из слоя фильтрат анализиповали и от начала проскока кислоты собирали три фракции: фракцию серной кислоты, не содержащую мышьяка и сурьмы, сурьмусодержащую фракцию (содержит также серную кислоту и мышьяк), фракцию минеральных кислот (мышьяковой и hp.), не содержащую сурьмы (отбираемая до отсутствия кислоты в фильтрате). Определяли показатели процесса сорбции, измеряли объем фракций, фильтраты направляли на переработку. Фильтрат опыта 1, загрязненный катионами металлов, возвращали в повторный цикл сорбции.

B опыте 2 исходный раствор брали в количестве, равном объему удержания, что обеспечивало 100%-ную степень извлечения при ДОЕ = 56,915 мг/r, Показатель ДОЕ в опыте 2 ниже, чем в опыте 1,что обусловлено различной концентрацией кислот и катионов в растворах, подлежащих переработке.

Результаты приведены в табл,1.

Пример 2, Извлечение металлов предлагаемым способом.

Опыты проводили в условиях, аналогичных приведенным в примере 1, за исключением того, что через слой катионита в водородной форме предварительно фильтровали со скоростью 2,36 м/г раствор кислоты, затем перерабатываемый раствор.

Раствор предварительной обработки подавали в колонну снизу вверх или сверху вниз до вытеснения воды из межзернового пространства и заполнения колонн раствором.

Перерабатываемый раствор в количестве

0,52 уд. об. в воду до рН 7 подавали в колонну сверху вниз. На выходе из слоя фильтрат анализировали и по данным анализа собирали фракции: фракцию раствора предварительной обработки до проскока сурьмы, мышьяка и кислот, не содержащихся в растворе предварительной обработки (сурьмусодержащую фракцик> содержит также несорбируемые компоненты исходного раствора, минеральные кислоты), фракцию минеральных. кислот, не содержащую сурьмы, Определяли показатели процесса сорбции, измеряли объем фракций, фильтрат направляли на переработку, Результаты приведены в табл.2.

Как видно из приведенных данных, кратность разбавления фракции 2 по сурьме относительно исходной концентрации при увеличении концентрации серной кислоты (в растворе предварительной обработки) от А до 6,5А и выше приближается к единице. Верхний предел принят 6,5А, так как при более высоких значениях отношения концентраций кислот в растворе предварительной обработки и исходном растворе смена этих растворов в слое кати-. онита приводит к нарушению процесса вследствие разбрызгивания раствора.

В связи с концентрированием сурьмы в сурьмусодержащей фракции объем последней снижается до 0,549 уд. об. против 0,645 уд. об по известному способу, или на

14,88%.

Переработка фильтратов.

Фильтрат утилизировали по фракциям известными способами. Фракцию серной кислоты 1, полученную в опытах 1 и 2 по известному способу, сбрасывали в стоки;

Фракции 1,2 и 3, полученные в опыте 1 по предлагаемому способу, сбрасывали в стоки с предварительной нейтрализацией иэвестью. Фракции 1, полученные в опытах 2-. 6 по предлагаемому способу, входили в состав раствора предварительной обработки в количестве, равном приросту объема последнего, Эти растворы использовали в следующих циклах, или направляли на десорбцию.

Сурьмусодержащую фракцию 2 направляли на извлечение сурьмы методами сорбции комплексообразующим ионитом, осаждением сульфатом титанил-аммония, сорбцией триоксидом висмута, цементацией цинком. При этом в примере 2 наблюдали повышение производительности переделов извлечения сурьмы известными способами на 10-18% (в среднем 14,88 ) в связи с уменьшением объемов сурьмусодержащих фракций, а также незначительное снижение расхода реагентов-осадителей на

1,5 — 4,6% в связи с повышением концентрации сурьмы и стабильностью концентраций прочих компонентов.

Фракцию минеральных кислот 3 объединяли с имеющей аналогичный качественный состав фракцией 2 после извлечения сурьмы. Мышьяк извлекали осаждением сульфидным реагентом в виде пятисернистого мышьяка.

Маточные растворы после отделения сульфидно-мышьякового кека направляли в электролизное производство, шлаковое производство, купоросное производство или в технологию переработки полупродуктов с соответствующим кондиционированием по хлору или фтору, Катионит промывали водой, десорбировали металл и готовили к следующему циклу.

Элюат направляли на извлечение металлов известными способами, после чего возвращали в оборот.

Согласно полученным данным, предлагаемый способ прост в осуществлении, от-. вечает требованиям производства и

1696536

Таблица 1

Показатели

Раство

Исходный раствор объем, уд.об. концентрация кислот концентрация катионитов отношение концентраций кислот и катионов

Катионит

ДОЕ, мгlг

Степень извлечения металла, Фильтрат объем, уд.об. в том числе: фракция серной кислоты сурьмусодержащая фракция фракция минеральных кислот

Объем фракций 2 и 3 уд. об.

Кратность. разбавления фракций 2 по с ьме

0,52

111,195.

43,781

0,52

145,666

88,12

2,59

1,653

56,915

100

70,666

82,12

1,04

1,04

0,1

0,645

0,295

0,94

0,1

0,645

0,295

0,94

1,24

1,24 обеспечивает уменьшение объема сурьмусодержащего фильтрата на 14.88 и повышеwe в нем концентрации сурьмы.

Формула изобретения

Способ переработки растворов минеральных кислот, содержащих сурьму и катионы металлов, включающий фильтрование растворов через слой сульфокатионита с переводом металлов в фазу катионита и утилизациюфильтрата, отл ича ю щи йс ятем, что, с целью удешевления процесса за счет уменьшения объема и повышения концентрации сурьмусодержащего ра твора, через слой сульфокатионита фильтруют последовательно раствор с содержанием серной

5 кислоты от А до 6,5А, где А — суммарная концентрация кислот в перерабатываемом растворе, затем перерабатываемый раствор и фильтрат разделяют на три фракции по несорбируеным компонентам, содержащие

10 соответственно серную кислоту, сурьму, смесь минеральных кислот, и утилиэируют фильтрат известными способами.

1696536

Таблица 2

Рез льтаты опытов

Показател и М пп

Раствор предваритв ботки, концентрация серная, г/л соляная,г/л

Отношение кон цент лот в растворе пр ной обработки и растворе

Исходный раствор l объем, уд. об. концентрация кислот

Катионит ДОЕ, мг/г

Степень извлечения

Фильтрат фракция серной (c:о лоты прирост объема, уд. сурьмусодержащая объем, уд.об. кратность разбавлен ме фракция минеральны объем, уд. об.

Объем ак ий 2 и

0,00

111,195

0,00

0,00

100

667,19 722,78 778,39

0,00 0,00 0,00

6А . 6,5А 7А

0,899А 0,899А 1А

0,52 0,52 0,52

111,198 111,198 111,198

56,915 56,915 56,915

0,52 0,52 0,52

111,198 111,198 111,198

52,13 56,915 56,915

94,4 100

100

100 . 100 100

Раствор предварительной обработки

0.004

0,552

1,061

0,022

0,569

1,095

0,025

0,645

1,24

0,003

0,549

1,055

0,003

0,548

1,053

0,745

1,43

0,371

0,94

0,386 0,391

0,94 0,94

0,295

0,94

0,295

1,04

0,392

0,94

Составитель А. Шахотин

Техред M.Moðãåíòýë Корректор В. Гирняк

Редактор Е. Папп

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 4280 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета го изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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