Способ осаждения сульфидов цветных металлов из кислых растворов

 

ч

Союз Советск из

Социалистических

Респубики (ii 735650

О P И,;,;,;С„. А" ;H,И Е

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ . (6! ) Дополнительное к авт . с вид-ву (22}Заявлено 13.12.77 (21) 2554472/22-02 с присоединением заявки № (23} Приоритет

Опубликовано 25,05.80. бюллетень ¹ 19

Дата опубликования описания 28.05.80 (51)N. Кд.

С 22 В 3/00

Гвсударствиииый квиитет

СССР аа деизм изабретеиий и вткрытий (53) УДК 669.053..4(088.8) (72} Авторы изобретения

M. E. Буранбаев, И. P. Полывянный и С. A. Батырбекова

Институт металлургии и обогащения АН Казахской CCP (7l) Заявитель (54) СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ СУЛЬФИДОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ

ИЗ КИСЛЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к цветной гидр -. металлургии, в частности к извлечению металлов при переработке полиметаллического сырья, содержащего выступ, медь, свинец и цинк, S

Известен способ осаждения сульфидов цветных металлов иэ кислых растворов, включающий обработку их сероводородсодержашим газом в присутствии нейтрализатора (1J .

19

По этому способу совместное осажде- . ние цветных металлов группы, содержащей никель, кобальт и свинец, осуществляют сероводородом в присутствии железа в виде окислов, гидроокисей или их смесей для создания необходимой рН среды и нейтрализации кислоты. Железосодержашее вещество берут в количестве, достаточном для нейтрализации всей свободной кислоты в водном растворе и кислоты, образовавшейся при осаждении цветных металлов.

Недостатками приведенного способа яв ляются загрязнение кеков нерастворенными соединениями железа, что значительна

2 усложняет их дальнейшую переработку, щ также инерционность регулирования рН среды, так как после загрузки очередной порции соединений железа и достижения в растворе требуемой рН проходит некоторое время, необходимое для растворения соединений железа.

Бель настоящего изобретения - повышение чистоты сульфидов осаждаемых металлов, Поставленная цель достигается тем, что обработку растворов ведут газовой смесью, содержащей, об.%: аммиак 3 35;. инертный газ 30-3 3,3; сероводород остальное.

Сероводород применяется для сульфидирования цветных металлов

Nein +К Ь Ne,S+2HAn

Выделяющая по реакции (I) кислота (Н Ап ) повышает растворимость сульфиаов, что отрицательно влияет на полноту и скорость освждЕния металлов, поэтому для

3 .735650 4 нейтрализации кислоты в раствор вводится для нейтрализации кислоты, выделяющейаммиак. ся по реакции (Х), содержание последней в растворе повышается, и наоборот - приизбытке вводимого аммиака содержание свободной кислоты в растворе уменьшается.

МИЪ+ НЬ вЂ” МИ„А (2)

Применение для этой цели водного раст5 вора аммиака нежелательно в связи с тем, что увеличивается обьем перерабатываемого раствора и снижаегся концентрация осаждаемых металлов. Во избежание этого в раствор вводится газообразный 1О аммиак. Одновременно введение аммиака и сероводорода в виде газовой смеси обеспечивает совмещение зоны нейтрализации кислоты и растворения сероводорода, что положительно влияет на растворимость по- 15 следнего, так как растворимость -ионов и кислом растворе повышаетс я обратно пропорционально концентрации свободной кислоты, Смесь аммиака с сероводородов раэ- 20 бавляется инертным газом, который позволяет исключить образование сульфида аммония, осаждающего сульфиды висмута и меди в виде труднофильтруемых коллоидньи осадков, при постоянном расходе се- 25 роводорода широко менять количество sao- димого аммиака в зависимости от рН раствора; предотвратить взрывоопасность газовой смеси, Расход м содержание компонентов га- 50 зовой смеси определяются составом обра- батываемого раствора. Расход сероводорода должен быть минимальным, обеспечивающим его максимальное растворение при барботировайии через слой жидкости, Со- 35 держание сероводорода в газовой смеси зависит от количества вводимого в смесь аммиака и инертного газа.

Содержание аммиака в газовой смеси с целью предотвращения местного гидро.40 лиза металлов в растворе не должно превыШать 35,0%,.а нижний предел - 3% ли митируется степенью использования аммиака и количеством кислоты, образуюшей45

ci при осаждении цветных металлов.

Смесь "аммиака с сероводородам, содержащая 30-33,3 инертного газа, является оптимальной, так как йри меньшем содержании начинается образование суль50 фида аммония, который забивает газовый смеситель H расстраивает технологический процесс, а при большем содержании уменьшается полезное испольэованйе ам миака и сероводорода.

Изменяя количество вводимого в смесь

55 аммиака и инертного газа можно с раз ной скоростью нейтрализовать кислоту в водном растворе, При недостатке аммиака

См еще ние и подачу газов в . обра ба тываемый раствор осуществляют с помощью трубки иэ нержавеющей стали или другого материала, который. устойчив в данной среде. Ввод газов в трубку осуществляют раздельно с помощью трех штуцеров, расположенных звездочкой.

Применение смеси газов осуществляют следующим образом; раствор неорганических кислот, содержащий висмут, медь, свинец и цинк при температуре от 50-С и до температуры кипения обрабатывают смесью газов, причем содержание компонентов в смеси регулируют так, чтобы при необходимой рН раствора. обеспечить достаточно высокую степень осаждения металлов.

Применение тонкого регулирования рН среды дает воэможность дробно осадить сероводородом сначала при рН 0,5 висмут с медью, затем npu pH J.,6-2,0 свинец и отдельно цинк при рН 2,0-2,5. Исключение загрязнения получаемых супьфидных концентратов посторонними примесями значительно облегчает их дальнейшую переработку с получением чистых веществ, а вводимый в раствор аммиак легко удаляется известными способами.

Примеры осуществления способа.

Ддя каждого примера осуществления

choco6a используют 400 мл раствора с содержанием осаждаемых компонентов, г/л: висмут 2,6; .медь 9,41; свинец 2,0 цинк 3,81. Все опыты проводят при темцературе 60 С и трехгорловой сферической плоскодонной колбе. Подача приготовленной смеси газов в раствор осуществляется с помощью стеклянной трубки. Расход сероводорода во всех опытах постоянный

3 лУч, а содержание аммиака и инертного газа в смеси изменяется. Начальный период осаждени сульфидов цветных металлов проводят при повышенной концентрации аммиака в газовой фазе. Это осуществляется до установления в растворе требуемой рН, которая поддерживается минимальным содержанием аммиака в смеси, достаточным только для нейтрализации кислоты, выделяющейся при осаждении цвет иык металлов. После окончания опыта раствор отфильтровывается от сульфидных

5 7356 кеков, которые анализируются по известным методикам, Пример 1. В качестве инертного газа используется аргон. Через раствор с рН 0,2 продувают смесь газов, которая имеет следующий состав об.%: Н Ь 33,3;

iHH 33,3; Ат 33,3. Общий расход .газов составляет 9 л/ч. При достижении в растворе рН 0,5 расход аммиака и ар+ гона снижает до 0,14 л/ч и 1,57 л/ч, 10 соответственно и осаждение ведут следующим составом смеси, об%: H>S 63,7;

N H> 3; А r 22,3. Продолжительность осаждения 1,5 ч, конечная рН 0,5-0,6.

Осадок отфильтровывается. 13

Извлечение в сульфитный медно-висмутовый кек составляет,%: висмут 99,8; медь 99,85; свинец 22; цинк 0,42, Раствор после осаждения имеет следующий состав, г/л: висмут 0,005, медь 20

0,014; свинец 1,56, пинк 3,79.

Иэ этого раствора осаждают свинец смесью газов следующего состава, об.%:

Н,S 33,3 МН 33,3; А 33,3. Общий

Таблица l

1. В медно-внсмутовый кек

99,8 99,85 22

7,9

77,9

2. В свинцовый кек

91,86

3, В цинковый кек

4. Суммарное извлечение 99,9 99,99

99 99

99,2

Раствор после осаждения имеет следующий. состав, г/л: висмут 0,005; медь

0,014; свинец 1,56; цинк 3,79. Из этого раствора осаждают свинец смесью газов следующего составе, об,%: Н Ь 35;

NH 35; И ЭО, Общий расход газов составляет 8,57 л/ч. При достижении в растворе рН 1,8-1,9 расход аммиака и азота снижают до 0,13 л/ч и 1,34 л/ч соответственно и осаждение вбдут следующим составом смеси, об.%: H>S 67

МЙ 3; Й 30. Продолжительность осаждения 30 мин, конечная ðÍ 1,9-2,0. Осадок отфильтровывается, Извлечение в сульфидный свинцовый

1 кек составляет, %: свинец 99,9, цинк 7,9.

П р и м е .р 2. B качестве инертного газа используется азот. Через раст . вор с рН 0,3 продувают смесь газов, которая имеет следующий состав, об.%:

4S

Н З 35; NH 35; МЗО. Общий расход составляет 8,57 л/ч. При достижении в растворе рН 0,5 расход аммиака и азоте снижают до 0,13 л/ч и 1,34 л/ч, соответственно и осаждение ведут следу$0 ющнм составом смеси, об.%: H>5 ®7i

К Н 3; N 30. Продолжительность осаждения составляет 1,5 ч, конечная рН 0,50,6, Осадок отфильтровывается.

Извлечение в сульфидный медно-виомутовый кек составляет, %: висмут 99,8: медь 99,85; свинец 22; цинк 0,42. —.rC.

" / "

50 б расход газов составляет 9 л/ч. При достижении в растворе рН 1,8-1,9 расход аммиака и аргона снижают до 0,14 л/ч и

1,57 л/ч соответственно и осаждение ведут следующим составом смеси, об.%:

Н Ь 63,7; NH 3; Ar ЗЗ,З. Продолжительность осаждения составляет 30 мин, конечная рН 1,9-2,0, Осадок отфильтровывается.

Извлечение в сульфидный свинцовый кек составляет, %: свинец 99,9; цинк 7,9.

Раствор имеет следующий состав, г/л: свинец 0,001, цинк,. 3,49.

Йз этого раствора осаждают цинк смесью газов следующего состава, об.%: Н 5

61,7) 1ЧН> 3 5; Ar 33,3. Общий расход газов составляет 4,7-4,9 л/ч. Про- должительность осаждения l, ч, конечная рН 2,0-2,2, а извлечение цинка в сульфидный цинковый кек 99,1%.

Сквозное извлечение металлов в медно-висмутовый, свинцовый и цинковый кеки приведено в табл. 1, 7 735650 8

Раствор имеет следующий состав, r/ë . дения 1 ч, конечный рН 2,0-2,2, а извлесвинец 0,001; цинк 3,49. Из этого раст- чение цинка в сульфицный цинковый кек вора осаждают цинк смесью газов следу- 99,1%. ющего состава, обЛ: НкЬ 65W71 НН> Сквозное. извлечение металлов в медно3-5; К 30. Общий расход газов состав- $ висмутовый, свинцовый и цинковый кеки ляет4,5-.4,6л/ч.Продолжительность осаж- приведено в табл. 2.

Таблица 2

99,85 22

1. В медно-висмутовый кек

0,42

99,8

2. В свинцовый кек

7,977,9

3, В цинковый кек

91 86

4, Суммарное извлечение 99,9

99,99 99,99 99>2

Применение данного способа для осаждения цветных металлов в производстве не требует специальной дорогостоящей аппаратуры, легко осуществимо на практике и является перспективным при гидрометаллургической переработке полиметаллических материалов.

Формула изобретения

Составитель А. Важина

Редактор 3, Шубенко ТехредА. Шепанская Корректор И. Мускв

Заказ 2255/3 Тираж 6.94 Подписное

0НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-335, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4

Пример 3. В качестве инертного газа используется гелий. Через раствор с рН 0,2 продувают смесь газов, которая имеет следующий состав, обЛ: Н Ь

33,3; 5Н 33,3; Не 33,3. Общий расход газов составляет 9 n/ч. При достижении в растворе рН 2,0 расход аммиака и гелия снижают до 0,14 л/ч и 1,57 л/ч соответственно и осаждение ведут следующим составом смеси, об.% H S 63.7

QH 3 Не ЗЗ,З, Продолжительность осаждения составляет 2,5 ч, конечная рН 2,03$

2,1. Осадок отфильтровывается.

Извлечение в коллективный сульфндный кек составляет, %: висмут 99,9у медь

99,9; свинец 99,9; цинк 99,2.

Использование предлагаемого способа осаждения цветных металлов обеспечивает тонкое регулирование рН среды, что позволяет дробно осаждать металлы из кислых растворощ значительно упрощает дальнейшую .переработку сульфидов С получением металлощ исключает . возможность загрязнения перерабатываемых растворов и получаемых сульфидных концентратов посторонними примесями.

Способ осаждения сульфндов цветных металлов из кислых растворов, включающий обработку их сероводородсодержащим газом в присутствии нейтрализатора, о тл и ч а ю ш и и с я тем, что, с целью повышения чистоты сульфиаов осаждаемых металлов, обработку растворов ведут газовой смесью, содержащей, обЛ:

Аммиак 3-35

Инертный газ - ЗО-ЗЗ,З

Сероводород Остальное

Источники. информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Великобритании ho 1387270, кл. С 22 В 3/00, 1975.