Способ очистки цинкового электролита от примесей

 

О П И С А Н И Е < 947055

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ .

Союз Советских

Социалистических республик (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 06. 02. 81 (2I ) 3246622/22-02 с присоединением заявки РЙ (23) Приоритет (Sl)< Кя.

С 01 G 9/06 (Ьеударетееный комитет

СССР до делам иаабретеннй н аткрмтнй (53) УДК 669. . 536 (088. 8) Опубликовано 30.07.82 Бюллетень Рй 28

Дата опубликования описания 30. 07. 82 (72) Авторы изобретения

В.М. Пискунов, А.ф. Матвеев, Е.Ф. Столбова, А.Н.Кутняков и Б.А; Сысоев

1 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ЦИНКОВОГО ЭЛЕКТРОЛИТА

ОТ ПРИМЕСЕЙ

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использова но в гидрометаллургии цинка для очистки сульфатных цинковых растворов от примесей.

Известен способ очистки растворов сульфата цинка от магния и кальция бифторидом аммония (11.

Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки цинкового электролита от примесей, включающий обработку раствора аммиаком или гидроокисью аммония и осаждение гидроксосульфата цинка при рН 5,47,0 (2).

Недостатком известного способа является то, что проведение процесса осаждения гидроксосульфата цинка с применением аммиака в указанных в данном способе пределах рН и температуры не обеспечивает достаточно полного осаждения цинка из раствора и сопровождается соосаждением примесей, что снижает эффективность способа.

Повышение рН среды выше 7,0 способствует обратному переходу цинка из осадка в раствор, что влечет за собой дополнительные потери цинка, и соосаждению магния, марганца и других примесей из раствора в осадок гидроксосульфата цинка, так как значение рН процесса приближается к рН начала гидратообразования элементовв- примесей (рН м 8,4; рН <„9, О) .

При 65оС остаточное содержание цинка равно 6-8 г/л, примеси на 80-853 остаются в растворе; при 80 С остаточо ное содержание цинка в растворе повышается до 10-12 г/л, примеси на

50-60/ остаются в растворе. Кроме го того, необходимость нагрева растворов до 65- 100 С связана с дополни тельными энергетическими затратами. Таким образом, проведение процесса осажде947 ния при повышенных температурах (60 С) и значениях рН ) 7,0 нецелесообразно.

Цель изобретения — повышение степени очистки цинкового электролита от примесей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки цинкового элект. ролита от примесей, включающем обработку раствора аммиаком или гидро- >0 окисью аммония и осаждение гидроксосульфата цинка при рН 5,4-7,0, осаждение гидроксосульфата цинка ведут, при 20-55îС

На фиг. 1 изображен график зависимости остаточной концентрации цинка в растворе от значения рН осаждения и температуры; на фиг. 2 .- график зависимости остаточной концентрации марганца в растворе от значения рН и температуры; на фиг. 3 - график зависимости остаточной концентрации магния в растворе от значения рН и температуры; на фиг. 4 - степень очистки раствора от магния в зависимости от температуры при значении рН осаждения 7,0; на фиг. 5 — степень очистки раствора от марганца в зави-симости от температуры при значении рН осаждения 7,0.

36

Повышение температуры процесса выше 60 С способствует обратному растворению цинка из осадка в раствор и осаждению примесей. Влияние температуры на процесс осаждения цинка, магния и марганца иллюстрируется фиг. 1, 4 и 5.

Из данных фиг. 1, 4 и 5 видно, что при температуре 20 С и рН 7,0 остаточное содержание цинка в растворе составляет 2,5-3 г/л, при этом 95963 примесей остается в растворе.

Способ осуществляется следующим образом.

К нейтральному цинковому раствору

45 при механическом перемешивании при

20-55О С добавляют водный раствор аммиака в количестве, необходимом для постепенного изменения значения рН пульпы от исходного 5,0-5,2 до конечного 7,0. При этом пульпа постоянно охлаждается, например, продувкой воздухом. Время осаждения составляет

0,5-2 ч. Осадок гидроксосульфата цинка отфильтровывают, а раствор сульфата аммония с примесями магния, марганца, калия, натрия упаривают с целью получения удобрения для сельс055 ф кого хозяйства (сульфата аммония или аммоше ни та ) . Осадок гидроксосуль фа та цинка используется в основном цинковом производстве, например, при нейтрализации цинкжелеэосодержащих растворов или гидролитической очистке.

На основании экспериментальных данных установлено, что оптимальными условиями очистки являются рН 7,0 и температура 20-55 C. Повышение конечного значения рН осаждения выше

7,0 нецелесообразно, так как это свя- зано с перерасходом аммиака. Избыток гидроокиси аммония способствует осаждению магния и марганца и одновременно способствует обратному переходу цинка в раствор. Проведение процесса осаждения при повышенных температурах (выше 55 С) связано с понижением степени очистки и потерями аммиака в результатее его выделения в атмосферу.

Пример 1. Очистке подвергают нейтральный цинковый электролит, содержащий, г/л: Zn 132,2; Mg 8,1;

Мп 4 2; S 77 9; К 3 1; Na 2 2; рН,С q 5,0.

В 0,8 л раствора при 20 С постепенно добавляют 150 мл аммиачной воды (254 йН ОН) для достижения конечного значения рН в пульпе 7,0.

Время перемешивания составляет 1 ч.

Пульпу продувают воздухом. Осадок гидроксосульфата цинка отделяют фильтрованием. Полученный раствор имеет следующий состав, г/л: Zn

2 5; Mg 7,8; Мп 4,0; NHg 31,6;

38,8; К 2,9; Na 2,0. EI-o упаривают для получения удобрения для сельского хозяйства. Осадок гидроксосульфата цинка, содержащий, 3: Zn 56,4;

Mg 0,2; Мп О,1 затем используют при выщела чи ва нии в отработанном электролите. Mg и Мп на 95-964 выводятся из процесса.

I .Пример 2. К 1 л раствора указанного выше состава и значения рН при механическом перемешивании при 55 С постепенно добавляют 190 мл

254 раствора ИН ОН до достижения конечного рН пульпы 7,0. После отделения твердого полученный раствор содержит, г/л: Zn 5 3; Mg 7 0; Мп

3,3; NH 26,3; S 47,2. Осадок гидроксосульфата цинка имеет состав, Zn 55,9; Mg 0,3; Мп 0,4. Степень очистки от магния и марганца составляет соответственно 86 и 794.

947055 формула изобретения

8.0

7,0

Фиг. 1

Пример 3. К1лраствора указанного выше состава и значения рН при 80 С постепенно добавляют

190 мл аммиачной воды до получения конечного значения рН 7,0. Время 5 осаждения составляет 1 ч. В результате получают осадок состава, 3:

Zn 53,3; Mg 0,45; Мп 0,7 и раствор, содержащий, г/л: Zn 9,8; Mg 5,6;

Мп 2,3; NH> 26,0; S 44,1. Магний и маргенец выводится из процесса на

70 и 554 соответственно.

Пример 4. К 1 л раствора указанного выше состава и значения рН при механическом перемешивании при

20 С постепенно добавляют 350 мл 253 раствора NHgOH до достижения конечного рН пульпы 8,0. Пульпа продувается воздухом. После отделения твердого полученный раствор содержит, гО г/л: Zn 25,6; Mg 5,7; Мп 2,1; NH>

42,7; S 65,3.

Осадок гидроксосульфата цинка имеет состав, 3: Zn 51,6; Mg 0 5; Мп

0,9; В результате очистки магний выводится из процесса на 70, марганец на 50 .

Способ позволяет повысить степень очистки цинкового электролита от примесей магния, марганца, калия, натрия до 90-95>, вовлечь в переработку цинковое сырье с высоким содержанием магния и марганца, улучшить показатели при электролизе цинка.

Экономический эффект от внедрения изобретения составит 187,2 тыс. руб.

Способ очистки цинкового электролита от примесей, включающий обработку раствора аммиаком или гидроокисью аммония и осаждение гидроксосульфата цинка при рН 5,4-7,0, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения степени очистки, осаждение гидроксосульфата цинка ведут при 20-55 С. о

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР 322314, кл. С 01 G 9/06, 1972.

2. Заявка Великобритании

Г 1312603, кл. С 01 G 9/00, 1973.

947055 о

5 а 100

1 с 90

Ф

1 .1 80 а 70

2D

80 Ф, С

60

Фиа, Х

Составитель Л. Рякина, Редактор Т. Портная Техред Т. Иаточка . Корректор Г. Огар

Заказ 5510/32

3 35,, 35, у е д

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

>а

"100 Уд

В

1 а 80 сэ 70

О юо

6 хо

Тираж 509 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 0 Москва Ж- Ра шская наб. . 4/5