Способ извлечения кадмия, никеля из отходов
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕ Н Ия
К flATEHT3
Союз Советскнх
Соцналнстйческнх
Реслублнк (11) 27747
:- 3. << ..(.
2 (51) М. Кл.
С 01й11/OO
С 01 51/06
01 g 53/10 (61) Дополнительный к патенту— (22) Заявлено 27.01.76(21) 2317859/23-26 (23) Приоритет — (32) 28.01.75 (31) 75-оо877-1 (33) "" " (43) Опубликовано05.10 78.Бюллетень №37 (45) Дата опубликования Описания о7.097Е
Государственный комитет
Соввта Министров СССР па делам иэооретеннй н открытий
{53) УДК 661.848:
:661. 874. 661.. 87 3 (088.8) Иностранцы
Ханс Рейнхардт, Харальд Даниэль Оттертун и Ян Хельге Арнольд Ридберг (1..1<веция) (72) Авторы изобретения
Иностранная фирма
Н ифе Ю нгнер АБ л (1!.1веция) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАДМИЯ, НИКЕЛЯ
ИЗ ОТХОДОВ
Изобретение относится к способу извлечения ка,!мия, никеля и кобальта из отходов, например, образующихся при изготовлении никелекадмиевых батарей или гальванических элементов и может быть использовано в химической промышленности.
Известен способ извлечения кадмия и никеля из отход )в, их содержащих, по которому последки!е промывают водой и обраогтывают пирометаллургически, а затем раствором нитрата аммония, в резулыате чего кадмий переходит в раствор. Г1рп <юследующем процускании через раствор углекислого газа осажда!от кадмий в виде карбоната, отделяют его. удаляют избыток СО, цз раствора, и методом жидкостной экстракцпи выделяют никель (I ) .
Недостатком данного способа является невысокая степень извлечения целевых Нродуктов из отходов. Например, извлечен iiе кадмия составляет не более 9-1 <<), à opoioстоящий никель извлекают только совме<тно с же
Цель !<зобретения — — повышение степ«ни извлечения кад Ièÿ и никеля, а также ооеспечение возможности извлечения кооальта.
Поставленная цель достигается описываемым спосооом извлеч«ния кадмия. никеля. и кобальта из отходов. «Одсржащпх пх, II<. тем ооработкп последних раствором, содеркароонат;! м мои ня, у г.".«ки«.:1 1 1 Й и аммиак с Обпг(й концентрациеи аммонийlIbIx H0if()B 1--! 0 М, 3 карб, натных ионов
0,2--5 М, с пост!«д) !ОН<им Отд«л«нпем осадка от раствора, осаждением и.- посл«диего. карбоната кадмия посредством н1)ои«кания ,о через него водяного I!3p3 и его отделение.< оТ растВОр3, Выде !el 15 раствора до 90 — 1!)()", (Выделени«м кобальта. Г< . 1 l i f (:) 3 Н Н 0 Г О С П 0 <. О О I O T П 3 В СC T H O l () (.: - . « ТО I!! XO ТНЫС ОТХО (Ы О<) Ч<гь::,. —:;::::., р. »1, cо<сржащнм I .< ро<я<ат 20 3хlм<н н.,-,1:;.,:,,",, газ li Bxix<иа,„B к<ггоРОМ <) ; и !;I<,,; 11
0.-) — О )Ч. <«аж.!<. Ii! i< к<1 <н)оп !т!1 к <дмпя Bt, f !) T по«00 <«твом н<)ОН< «1::l :Iя и(. p(3 раство ) 627747 водЯИОГО fi«P3, J„15I >KH)LKoc IHIOÉ 3Кс I Ракцпп I I I I KP., I H ИСПОЛ Ь 3 > (ОТ 0 Р Г Я П !!И С С К И (. < (Н 3 i! i (. l l l i 51 С КЛС(1! П(ВИДНЫМИ СВЯЗЯ Ы И, T3 KHC K«K Г»ДР()ксиоксич или I H3poKc»x»(1011(II, а с целью выделения кобальта раствор нагрев«к)т (о 90 †1 С. Технология способа заключается в следующем. Предвар!!Тельно промытые во30(отходы, содср>к311(HP кЯДМИЙ, никс Ib, K063.1ьт 11 Др >Гис четаллы, по(ают 13 аппарат, В котором нахоз(1! Г«5! ралвор карбонат>3 аммония. (остав»осле jilclo регуг!иру!От введением в аппара г соответству!о!цих количеств аммиака 1! углекислого газа. В этом же аппарате проводят измсльчение отходов с помощью дробилки, которая расположена ниже поверхности ж».<кости, что исклк)ча T возможность 1 ОНТ.(K Г» <) ГХОДОВ C OKPj >K 3!0(ЦИ Ы ВОЗД > ХОЧ. Пр» указан»ой обработке в раствор из отходов п(реходят co;l(ржащиеся в них никель, к»дчий и кобалыг, d железо при этом н!>1»«,l«(г В Ос(!док. Зате>l с !юмощью сита и !рссс-фильтра отделяк)т осадок, 3 раст3oj) ня».,)являют В аппарат для осаждения :i«j)<)(! Далее раствор под»к)т в аппарат для экстракции, который состоит из нескольких секций, каждая из которых, в свою очередь, состоит из смеситсльной камеры, В которой раствор смсшивак)т с ()pl à»H÷åñêH vI раство1)ом. и к« чс1)ы сc113P<1 jfHH> В Ко 10P»JI Разд(.ляют две н(рястворимьн o;jl!к»(ки(е фракции. Во«!С(1<. I lH фракпи>! (Opl iHH )o,1« . 3 51. Кс, l«H ---- Б ни жнсй, Н я => 10! . сT Р10 ОР<, 1 ПИЧ(-:СKO< O < О(., )ПН(IIII51 С КЛ(П!!(ОБ». IПЫМ» С(35!3513(И, Па»РИЗI(Р, IIO3!0llj(> Аппарат дл>(э сгр«кции сосдин II с отгонным ап!!яря.г)м. В этом яппярятс орган» !Е(.к»й 1)ЯСTHOP, ПОСТ (113 10li(HH ИЗ d ill i» РЯ Га . ),, i Я ЭКСТ Р <1 К Ц И И, С М С(11 И В Я IOT (P « 30 <" . (3. I (. и НО И серпой кислотой. 1 103, действием серной кисл ) гы про»сход»т расщеплспис органнческоI <) со(.jl lllicli »51 пи ке«!я с образов» ние31 суп ь(()ят« ни кс«15!. 110>co j«: >жа l if llй 5! и кел я Ор! 3 н иЧЕСКИЙ Г)асгВОР !3ОЗВР«Щ»К)т В а»ПЯРЯт ДЛЯ экстра кции. Фи.(ь) рят, выходящий из аппарата для экстрякции, нагревают до 90- 100"С и выделяют кобальт в виде карбоната. В описанном способе на эффективность извлечения целевых продуктов существенное влияние оказывает общее содержание в по45 5 1О ! 40 дав»сх!0<1»» Обработку огходов растворе амlollllll ill>lx» нарбона И(,!х ионов. (..Одер>На>!Ие )ти.; коч!(опептов в растворе р«гулируют щвле!!Нем газообразны; ХН < и CU . Увеличение сOJcj)æ31»151 в растворе амч опий»ых ионов способствует более полному извлечсншо целевых продуктов за счет повышения тенденции к образованию в системе (Хi ((}Н,<}.<)" » (Cd (NH };J "+. Увеличение содержа(!ия карбонатных ионов в растворе, с друloH стороны, действует в Ipoтивоположном направлении за счет повышения тенденции к образованию в системе нерастворимых соединений карбоната кадмия и никеля. Экспериментально установлено, что обработку отходов необходимо вести при исходной концентрации в растворе аммонийных ионов, равной 1 в 10 М, и концентрации карбонатных ионов, равной 0,2 — 5,0 М. Для того, чтобы добиться более полного выхода никеля и кадмия, процесс предпочтительно вели при концентрации аммонийных и карбонатных ионов, равной соответственно 4,5— 7,5 и 1,5- — 3,5 М. Пример. Отходы производства щелочных нике.(е-кадмиевых батарей подвергают обработке в трехступенчатом аппарате, состоящем из трех емкостей объемом 40 мз каждая, с раствором, в котором общая концентрация аммонийных ионов составляет 4,0 М, а карбонатных — 2,5 М. Одновременно В этом аппарате производят измельчение отходов. После фильтрации сначала на сетчатом фильтре, я затем на пресс-фильтре в растворе содержится 6 г/л никеля и 5 г/л кадмия. Выход после указанной обработки — 98 /<) никеля и около 100 /o кадмия. Раствор после фильтрации нагревают в теплообменнике и подают в аммиачный сепаратор, в котором из него посредством водяно!.о пара выделяют аммиак, в результате его содержание в растворе аммонийных ионов снижается с 6,0 до 4,5 М и в осадок выпадает карбонат кадмия, который отделяют фильтрованием. после фильтрации количество кадмия в растворе не превышает 0,025 r/.J. Очищенный от кадмия раствор с расходом 55 л/мин подают в аппарат для жидкостН0Н экстракции, состоящий из трех смесителей-отстойников, счесительной камеры на 500 л и камеры сепарации на 2500 л, соединенш !х по схеме противотока. В органическом растворе, который подают с расходом 100 л/мин, содержится около 20 06.% гидроксима, растворенного в одном из продуктов перегонки нефти (j 7747 Формула изобретения Составитель В. Попов Техред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко Тираж 655 Подписное Реда кто р Л. Ку ра co на Заказ 5489/3 111111 И1!И Государственного комитета Совета Министров ГССР по делам изобретений и открытий I I 3035, Москва, Ж-35, Раугиская наб., д. 4/5 Филиал ППП «Патент», г. Ужгород. ул. Проектная, 4 воренного аммиака и промывают в двух ступенях раствором, содержащим 200 г/л сернои кислоты. Расход серной кислоты равен 5 л/мин, при этом содержание никеля в растворе составляет 70 /,. Для выделения кобальта к раствору предварительно добавляют воздух для окисления его из двухвалентного состояния в трехвалентное. Извлечение кобальта в виде карбоната осуществляют путем непрерывного удаления из раствора аммиака и углекислого газа при 95 С. Образующиеся пары Н,Π— ХН вЂ” СО возвращают в абсорбционную колонну, из которой аммиак и углекислый газ вновь поступают в аппарат для обработки отходов. Данный способ позволяет повысить степень извлечения кадмия с 94 /о по известному способу до 99О/р, извлекать до 95 /о никеля в чистом виде, в то время как известный способ не обеспечивает отделение никеля от железа, а также дает возможность выделять кобальт. 1. Способ извлечения кадмия, никеля из отходов, содержащих их, путем обработки 6 последних раствором соединений аммиака с последующим отделением осадка от раствора, осаждением из него карбоната кадмия и выделением никеля методом жидкостной экстракции, отличающийся тем, что. с целью повышения степени извлечения кадмия и никеля, а также обеспечения возможности извлечения кобальта, на обработку отходов подают раствор, содержащий карбонат аммония, углекислый газ и аммиак, в котором общая концентрация аммонийных ионов составляет 1 — 10 М, карбонатных ионов 0,2 — 5 М, осаждение карбоната кадмия ведут посредством пропускания через раствор водяного пара с последующим отделением осадка от раствора и нагреванием последне15 го до температуры 90 — 100 С с выделением кобальта. 2. Способ по п. 1, отличающий ся тем, что для жидкостной экстракции никеля используют органические соединения с клешневидными связями, такие как гидроксиоксим 20 или гидроксихинолин. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1. Wilson, Donald А. U.S. Bureau о1Mines. Report of investigation 7566, !971.
