Способ концентрирования индия из сульфатных цинковых растворов

 

Изобретение относится к технологии редких и рассеянных элементов и может быть использовано использовано при извлечении индия из сульфатных цинковых растворов экстракцией ДИ-2-этилгексилфосфорной кислоты и реэкстракцией металла раствором серной кислоты. Сущность изобретения: продукты экстракции и реэкстракции (оборотный экстрагент и рафинат) перед поступлением на дальнейшую переработку предварительно направляют в аппарат на центробежное разделение водной и органической фазы. 1 з. п. ф-лы. 1 ил. 1 табл.

Изобретение относится к технологии редких и рассеянных элементов и может быть использовано при извлечении индия из сульфатных цинковых растворов.

Известны способы экстракции индия экстрагентами различного состава, включающими ди-2-этилгексилфосфорную кислоту (Д2ЭГФК) в различных органических растворителях и реэкстракцию индия из органической фазы смесями кислот, в состав которых входит соляная кислота, или только одной соляной кислотой [1] (Бюл. "Цветная металлургия, 1963, N 19, с. 29-33, 1965, N 20, с. 48-49).

Недостатком указанных способов является большой объем использования соляной кислоты на стадии реэкстракции, что увеличивает концентрацию хлор-ионов в рафинате и тем самым обусловливает сложность в дальнейшей утилизации хлоридов цинка.

Известен способ концентрирования индия из сульфатных цинковых растворов, включающий экстракцию металла органической фазой, содержащей Д2ЭГФК, другие компоненты и разбавитель, а реэкстракцию индия раствором серной и фосфорной кислоты (авт.св. N 1625024, кл. C 22 B 58/00).

Недостатком указанного изобретения является использование в качестве разбавителя керосина, имеющего низкую температуру вспышки, что значительно увеличивает капитальные затраты на обеспечение пожаробезопасности технологии.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является выбранный прототипом способ концентрирования индия, включающий стадии экстракции в присутствии Д2ЭГФК и разбавителя синтетических жирных кислот (СЖК), а реэкстракции индия серной кислотой с дозировкой фосфорной кислоты [2] Недостатком указанного способа является получение рафината с высоким содержанием органических веществ и образование в процессе труднорасслаивающихся эмульсий.

Целью изобретения является снижение содержания органических веществ в рафинате, исключение образования труднорасслаивающихся эмульсий.

Это достигается тем, что в способе, включающем стадии экстракции индия в присутствии ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и других компонентов в разбавителе синтетических жирных кислотах (СЖК) и реэкстракцию металла серной кислотой с добавкой хлор-ионов, возврат оборотного экстрагента на стадию экстракции, получение рафината и направление его на гетитное осаждение, согласно изобретению оборотный экстрагент и рафинат предварительно направляются в аппарат на центробежное разделение водной и органической фазы.

Другим отличием является то, что в качестве аппарата используется центробежный экстрактор при числе оборотов ротора от 20 до 40 м/с.

При поиске по источникам научно-технической и патентной информации не было обнаружено решений, в которых использованы следующие признаки: перед подачей оборотного экстрагента на стадию экстракции и рафината на гетитное осаждение указанные продукты экстракционной технологии оборотный экстрагент и рафинат предварительно направляются в аппарат на центробежное разделение водной и органической фазы при числе оборотов вала аппарата от 20 до 40 м/с.

На чертеже изображена аппаратурно-технологическая схема осуществления способа.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходный раствор 17 следующего состава, г/л: индий 0,3-1,5; цинк 80-120; железо 10-20; медь 3-8, поступал через дозатор 5 на экстрактор 1 для экстракции индия. Исходный экстрагент, включающий смесь 13: 0,7 М Д2ЭГФК (ТУ-06-0,2-1047-78), 0-0,2М ТАА (триалкиламин) (ТУ-002.В-79 ЛУ) и в качестве растворителя синтетическую жирную кислоту с фракцией С₇-С₉ (ГОСТ 23239-78), подавался в экстрактор через сборник 4 оборотного экстрагента и дозатор 3. Соотношение водной фазы и органической 3:1. Реэкстракцию индия проводили в экстракторе 2 раствором состава, г/л: H₂SO₄ 400 и NaCl 25, который подавали в экстрактор 2 через дозатор реэкстрактора 6. Соотношение органической фазы и водной 5:1. Полученный реэкстракт 8 с содержанием индия 30-40 г/л поступал на дальнейшую переработку сульфидную очистку, цементацию и т.д. Оборотный экстрагент 7 направлялся на центробежный экстрактор 10, при этом легкая органическая фракция 14 направлялась в сборник 4, а тяжелая фракция 9 объединялась с реэкстрактом. Полученный после стадии экстракции рафинат 15 направлялся на центробежный экстрактор 16. После него легкая фракция (органика) 11 возвращалась на экстракцию, а тяжелая фракция 12 на гетитное осаждение.

Экспериментально установлены пре-делы скорости вращения вала центробежного экстрактора разных марок (ЭЦ 33, ЭЦ 250, ЭЦ 320), которые составили 20-40 м/с (таблица). При скорости вращения ниже 20 значительно увеличивается содержание органических веществ в рафинате до 0,75 г/л. При скорости вращения выше 40 м/с не достигается снижения содержания органических веществ, а увеличиваются энергозатраты на эксплуатацию центробежного экстрактора. В случае исключения из схемы одного из центробежных экстракторов не достигаются необходимые показатели по содержанию органических веществ в рафинате, и происходит образование труднорасслаивающихся эмульсий.

Использование аппарата с центробежным разделением позволяет по сравнению с другими известными способами разделить эмульсии на две составляющие органическую и неорганическую фазу и тем самым исключить их образование.

Испытания, проведенные на Челябинском электролитном цинковом заводе, показали возможность снижения содержания органики в рафинате по сравнению с прототипом 60-65 раз.

Формула изобретения

1. СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ИНДИЯ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ, включающий экстракцию индия экстрагентом, содержащим ди-2-этилгексил-фосфорную кислоту в разбавителе синтетических жирных кислотах и реэкстракцию металла раствором серной кислоты, возврат оборотного экстрагента на стадию экстракции, получение рафината и направление его на гетитное осаждение, отличающийся тем, что реэкстракцию ведут раствором серной кислоты с добавкой хлорида натрия, перед возвратом оборотный экстрагент и перед осаждением рафинат направляют в аппарат на центробежное разделение водной и органической фаз.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при разделении фаз используют центробежный экстрактор при скорости вращения его ротора 20-40 м/с.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2