Способ переработки серно-мышьяковокислых растворов, содержащих катионы металлов

(5)5 С 2 РЕТЕНИЯ ИСАНИЕ ИДЕТЕЛ ЬСТ ОРСКОМ ние "Бальство СС /ОО, 1988 РАБОТК Х РАСТВ 1 МЕТАЛ сится к г пользова И СЕРНО- ОРОВ, СОЛОВ идрометално для утив ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(54) СПОСОБ ПЕРЕМЫШЬЯКОВОКИСЛЫДЕ РЖАШИХ КАТИ ОН Ъ(57) Изобретение отнолургии и может быть ис Изобретение относится к гидрометалургии и может быть использовано для утииэации сбросных растворов производства ветных металлов. Целью изобретения является удешевление процесса эа счет дополнительного извлечения мышьяковой кислоты.Для испытаний используют растворы ыщелачивания медеэлектролитных шламов, маточные растворы производства медного купороса, промывные воды катодного участка, отработанный медный электролит в виде смесей, получаемых по мере поступления растворов в расходную емкость. Перерабатываемый раствор в количестве, равном объему удержания, подают в колонну (оборудованную системой пробоотбора через каждые 0,5 м) с высотой слоя сульфокатионита КУ - 2 в водородной форме 4 м, затем катионит промывают водой для удаления остатков раствора в межзернового пролиэации сбросных растворов производства цветных металлов. Цель изобретения - удешевление процесса эа счет дополнительного извлечения мышьяковой кислоты, В процессе фильтрования через слой катионита перерабатываемого раствора и воды с переводом катионов металлов в фазу катионита регулируют скорость фильтрования по массовой доле мышьяка в водной фазе в слое катионита. По выходе из слоя катионита отделяют фракцию серно-мышьяковокислого раствора с массовой долей мышьяка 78 - 88 ф, от общего количества и фракцию мышьяковой кислоты. 1 табл. странства до отсутствия кислоты в фильтрате (рН 7),Пример 1 (по известному способу), Черезслой катионита фильтруют последовательно0,528 уд.об. раствора с содержанием компо-:нентов, г-экв/л: медь 1,756; никель 0,622;железо 0,089; кальций 0,044; магний 0,092;натрий 0,01; серная кислота 0,724; мышьяковая кислота 0,399; сурьмянистая кислота0,006; затем воду,Скорость фильтрования в ходе процес-,са поддерживают постоянной 7,5 м/ч некорректируют по массовой доле мышьяка вфильтрате в слое катионита, массовую долюмышьяка в фильтрате в слое катионита неопределяют.На выходе из слоя катионита фильтратанализируют на содержание серной имышьяковой кислот. Разделения серной имышьяковой кислот не обнаружено, Индивидуальной фракции мышьяковой кислотыне получено.Фильтрат в количестве 1,388 уд,об, с содержанием кислот, г-зкв/л.: серная 1,235; мышьяковая 0,152; сурьмянистая 0,0023, направляют на дальнейшую переработку, Сурьму извлекают сорбцией комплексообразующим катионитом, мышьяк осаждают раствором сульфида и гидросульфида натрия с получением пятисернистого мышьяка,10Полученный осадок промывают, сушат. Часть осадка в количестве 21,72 оь от полученного используют,цля получения мы шьяковой кислоты известным способом, для чего шихту обжигают в трубчатой печи при 15 подаче воздуха, из отходящих газов улавливают в охлаждаемом гаэоходе окислы мышьяка, растворяют полученную конденсированную фазу а воде, доокисляют раствор газовой смесью окислов азота и 20 воздуха с получением 0,17 уд,об, раствора 0,254 Н мыщьяковой кислоты, используемого в производстве мышьяксодержащих продуктов.П р и м е р 2. Раствор (состав и количе ство приведены в примере 1) подают в колоннус начальной скоростью 7,5 м/ч, В ходе фильтрования скорссть процесса корректируют по предлагаемому способу по массовой доле мышьяка в первой порции 30 фильтрата 0,3 уд,об, в слое катионита, определяемой анализом фильтрата в системе пробоотбора по мере движения фильтрата сверху вниз, Для этого определяют массовую долю мышьяка в первой порции фиды рата в слое катионита Ао, рассчитывают в прогнозирующем порядке массовую долю мышьяка в серно-мышьяковолислом фильтрате на выходе из слоя А 1 по уравнению А 1=.78,3+0,014 (А, - 4,43) и массовую долю 40 мышьяка в индивидуальной мыщьяковокислой фракции А 2 по уравнению А 2=100%-А 1.Затем вводят показатель допустимого выхода мышьяковой кислоты в серно-мышьяковокислый фильтрвт А 1=78,3% и умень шают скорость фильтрования до снижения массовой доли мышьяка в первой порции до АО=4,43%. обеспечивающей выход в индивидуальную мышьяковокислую фракцию мышьяка в количестве Ар=21.7%. 50Конечная скорость, при которой достигнуто АО=4,43%, 1,18 м/ч, На выходе из слоя получают фракцию серно-мыщьяковокислоо фильтрата с массовой долей мышьяка 78,3% и фракцию мыщьяковокислого филь трата с массовой долей мышьяка 21,7%. Количество индивидуальнсй мышьяковокислой фракции 0,18 уд.об концентоация мыщьяковой кислоты 0,254 Н, Результаты и игнозируемого и ф: ктического распределения мышьяка по фракциям совпадают,ошибка не обнаружена,П р и м е р 3. Раствор с содержанием компонентов, г-зкв/л: медь 0,835; никель 0,485; железа 0,031; кальций 0,048; магний0,069; аммоний 0,003; калий 0,008, серная кислота 1,505; мышьяковая кислота 0,742; сурьмянистая кислота 0,011; плавиковая кислота 0,002, в количестве 0,52 уд.об. подают в колонну с начальной скоростью 1,18 м/ч. В ходе фильтрования корректируют скорость процесса по массовой доле мышьяка в первой порции фильтрата 0,6 уд,об. в слое катионита по уравнению А 1=1,835 Ао - 7,23, Для этого вводят показатель А 1=83,14%,обусловленный необходимостью получения мышьяка в виде индивидуальной фракции в количества А 2=16,86%, и увеличивают скорость фильтрования до достижения Ао=49,25%. обеспечивающей А 1=83,14, и А 2=16,86%, Конечная скорость, при которойреализованы АО=49,25% и требуемые результаты фракционирования, 2,36 м/ч, На выходе иэ слоя получены фракция серномышьяковокислого фильтрата с массовой долей мышьяка 83,14% и фракция мыщьяковой кислоты с массовой долей мышьяка 16,88% от исходного количества, количество мышьяковокислого фильтрата 0,256 уд.об.,концентрация мышьяковой кислоты 0,254 Н. Результаты прогнозируемого и фактического распределения мышьяка по фракциямсовпадают.П р и м е р 4, Раствор с содержанием компонентов, г-зкв/л; медь 1,202; никель 0,404;железо 0,033; кальций 0,034; магний0,069; серная кислота 0,457; мышьяковая кислота 1,309, сурьмянистая кислота 0,005; кремниевая кислота 0,002; в количестве0,552 уд,об, подают в колонну с начальной. скоростью 2,36 м/ч. В ходе фильтрования корректируют скорость процесса по массовой доле мышьяка в первой порции фильтрата, 0,3-0,6 уд,об. в слое катионита по уравнениям А 1 = 78,3 + 0,014 х (Ао - 4,43) иА 1=1 835Ао 7,23. Для этого, исходя иэ неЬбходимости получения мышьяка в виде индивидуальной фракции в количества А 2=-11,68% от исходного, вводят показатель А 1=88,32% и корректируют скорость до достижения А обеспечивающей требуемое распределение мышьяка по фракциям,Конечная скорость после ряда корректировок 2,62 м/г. На выходе из слоя получены фракция серно-мышьяковокислого филь- трата с массовой долей мышьяка 88,32 и фракция мышьяковой кислоты с массовой долей мышьяка 11,68%,Количество мышьяковокислого фильтрата 0,332 уд.об., концентрация мышьяко1686012 наилуальная фракцияенаънковоА кнслотхе Начальиак Корректировочноеуравнение скороенl ч л.об. КонцеитраанН 28 ет ,2 НетА 28,3 + от 014 к х(А - 4,43) т18- 2,23 вой кислоты 0,254 Н. Результаты прогнозируемого и фактического распределения мышьяковой кислоты по фракциям совпадают.Условия и результаты примеров 1 - 4 5 приведены в таблице,Как видно из приведенных в таблице данных, разделение мышьяковой кислоты по фракциям достигается при конечных скоростях на выходе из слоя 1,18-3,62 м/ч. В 10 этих условиях выход в индивидуальную мышьяковую фракцию А 2=11,68-21,7. Конкретный показатель выхода А 2 в этом интервале определяется потребностью производства мышьяковой кислоты и задается 15 в качестве первичного, основного показателя - вне связи с составом исходного раствора.Реализация заданного показателя выхода мышьяковой кислоты в индивидуаль ную фракцию А 2 достигается корректировкой Аг (и А 2=100 - А 2) по скорости процесса по предложенным уравнениям вида А 1= р(А 0), Показатель Ао является контролируемой величиной, определение его в хо де процесса является операцией, обеспечивающей существенность отличий предлагаемого способа вне связи с количественными ограничениями показателей скорости (известного) и распределения мышьяка по 30 фракциям А 3 и Аг (возможно, известного). Помимо реализации заданного распределения мышьяка по фракциям А 1 и Аг корректировка по уравнениям обеспечивает стабильность концентрации мышьяковой 35 кислоты в индивидуальной фракции, независимо от концентрации ее в исходном серно-мышьяковокислом растворе.Ограничение скорости процесса показателями конечной скорости 1,18-3,62 м/ч 40 нецелесообразно, поскольку на начальных стадиях высокая скорость 7,5 м/ч (максимально возможная в 4-метровых колоннах нормального давления) обеспечивает повышение производительности в 6-7 раэ и об щей производительности в 2 4 раза, При скорости ниже 1,18 м/ч не достигается требуемая производительность процесса,Серно-мышьяковокислые фильтраты направляют на извлечение сурьмы осаждением или сорбцией и мышьяка в виде сульфида.Осадок пятисернистого мышьяка отфильтровывают, промывают. сушат, складируют в захоронениях. Мышьяковокислую фракцию используют в производстве мышьяксодержащих продуктов,Способ прост а осуществлении, отвечает требованиям производства и обеспечивает извлечение (12 - 22) мышьяковой кислоты в индивидуальную фракцию, не содержащую примесей; удешевление процесса переработки раствора за счет исключения потерь мышьяка (5,ба) в пирометаллургическом переделе; упрощение процесса переработки раствора эа счет исключения пирометаллургического и окислительного переделов с соответствующим удешевлением процесса переработки,Формула изобретения Способ переработки серно-мышьяковокислых растворов, содержащих катионы металлов, включающий фильтрование через слой катионита последовательно перерабатываемого раствора и воды с переводом катионов металлов в фазу катионита и излечение из фильтрата мышьяка и сурьмы известными способами, отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью удешевления процесса эа счет дополнительного извлечения мышьяковой кислоты, в процессе фильтрования через слой катионита раствора и воды регулируют скорость фильтрования по массовой доле мышьяка в водной фазе в слое катионита, а по выходу из слоя катионита отделяют фракцию серно-мышьяковокислого фильтрата с массовой долей мышьяка 78- 88 ф отобщего количества и фракцию мышьяковой кислоты,