Способ извлечения кадмия, никеля из отходов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕ Н ИяК ПАТЕНТУ Союз СоветскихСоциал истйческихРеслублик(45) Дата опубликования описания 07.09.78 Государстаенный комитет Соввта Министроа СССР па делам иэооретеннй и открытийИностранцыХанс Рейнхардт, Харальд Даниэль Оттертуни Ян Хельге Арнольд Ридоерг(72) Авторы изобретения Иностранная фирмаНифе Юнгнер АБ 1(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАДМИЯ, НИКЕЛЯ ИЗ ОТХОДОВ Изобретение относится к способу извлечения к 1,1 ия, никеля и кобальта цз отходов, например, образующихся при изготовлении никелекадмиевых батарей или гальванических элементов и может быть использовано в химической промышленности.Известен способ извлечения кадмия ц никеля из отход)в, их содержащих, по которому последн 1 е промывают водой и обраогтывают пирометаллургически, а затем раствором нитрата аммония, в резулыате чего кадмий переходит в раствор. Г 1 рц юслелующем процускании через раствор углекислого газа осаждаот калмий в виде кдрбоната, отделяют его, удаляют избыток СО) цз раствора, и методом жидкостной экстракцпи выделяют никель 11.Недостатком ланного способа является невысокая степень извлечения целевых продуктов из Отходов, Например, извлечение кадмия составляет не более 9.1) а лороостоящий цике;ь извлекают только совместно с жеезом. Цель Гзобретеция -- повышение сгспсцц извлечения кадмия и цикеля, а также Ооеспечение возможности извлечения коодльтд. Постдвлецная цель лостнгдстся описываемым спосооом извлечнця кадмия. никеля, и кобальта из отходов, солсрждщцх цх, ц.тем оордботкц послелццх раствором, солер.кароондт;1 ммония,глскис.:й)Йи аммиак с Обпсй коццецтрдццец аммоцнйцых попов 1 О .1, д крб цдтцых ионов 0,25 М, с цос;Рд) к)ц 1 м Г)т;Рлснцем осадка от раствора, осдждсццсм з последнего карбоцатд кадмия посрелством 1)Оикацп 51 ,о через него водяного пара и Рго отлелецие:От рдстВОра, Вылелсццм циеля из послсл- неГО мРто 1 ОМ жи;1 костцой экстра кцц с НО.мощью органических соелц 1 Рццй с клсшн- ВИЛНЫМ 1 СВЯЗ 51 МИ,ЗПГ)ИМ".Р ГИЛРОКС)КС 11- мд или Гндрокс)1 х 11:, ина, ц наГрРВ 1 ццем 15 рдствора Ло 90 - О 1),: с вылелецием коо альта. 1 Н ланцОГО сцо.00 От цзвестнОГОС; " М1 , ТО Ц.ХОЛНЫР ОТОЛЫ О)Р ДГы, - ;,: , и м 1, со;Сржащцм .;)роцат 20 дх)мц,) ".,с 1,й Газ и амхша ., в котором );, я 1 О:1, ., Нцця дмчонцйИ 1,х ионов состВл 5;, 1 ,1,1,1,)рб)н 1 тцых попов 0.2 - 5 М. Рдж.сН к; Н)оцдт;1 к,лмця ве,1- ;1 ут посредством процсая черз рдство)0,025 г/л. 45 50 55 ВОДЯНОО ЦсРЗ, ДЛЯ ЖИДКОС 1 ОЙ ЭКСЗРЗКЦЦ 33 НПК(.,1 Я ИСПОЛ ЬЗУ 10 Т ОРГЗЦ Ц с(ССК 33 С СО(Л 1 33(13335 с клсц 3 ц(видными связями, тзкис кдк гидр(- ксиоксцч или гидроксихицолиц, а с целью вылелеция кобальта раствор нагревкт ло 90 - 100 С.Технология способа заключается в следующем.Прелваритсльно промытые водой Отходы, содср)кащие кадмпй, никель. Кобальт ц Лругис четаллы, по Вют В аппарат, В котором нзхол 3 ггс 5 ралвор карбоната аммония. Состав цослслцсго регулирует введением в аппараг соответствуеоцих количеств аммиака ц углекислого газа. В этом же аппарате проВодят измсльчецие отходов с помощью дробилки, которая расположена ниже поверхности жи,кости, что исе(.кчаст возможность конг,кг(3 Огходов с Окружающим воздухом.При указанной обработке в раствор из Отходов ц(рехолят сол(ржашиеся в них никель, кдлчцй и кобалыг, з железо при этом Вь)33 лзсг В ослок. Затем с 3 юмощью сита И 33 РССС-ф 13 Л 1 ТРсз ОтЛЕЛЯКт ОСаДОК, а РастВор цдц,)дг)ляют В зцпарат лля осаждения л;393 Г 33 Г;3 Кддчня, 3)рЕдвс)ре)ТСЛ(.1(О цс 1 его В т( гл Обчснцике. Оса)кление карб. Вта КЛЧЦЯ ч У 33(ЕЛВЛЯКт В аММИаЧНОМ СЕ. аТ(Р(, ИЗ КОТОРОГО ВЫВОДИТСЯ аММИЯК Зс) С-ЕТ поЛчи в цсго водяного пара. Образовав(и ися оссдок карбоцата кадмия отделяют фил 3. г- РОВЗПЦСМ.Далее раствор подают В аппарат лля эксгракции, который состоит из нескольких секций, каждая из которых, в свою очередь, состоит из смеситсльной камеры, В которой раствор смсшивак)т с Органическим раствором, и кдчсры сепарации, В которои раз,.сляют лве н(рястворимьн Олня В другой и имс. )оц)ИС сс 33 ную ПЛОТНОСТЬ Ж 13 (КИ(. фрКЦИИ. Волсе легкая фрс)кц)35 1 оргдническнй растВор) собирдлс 51 В верхней части кмсрь;, д 00,3 сс т 53 сес,35 - Б цпжнсй. Нс) О. стс 3 13 ВС;1 У Г ЭкстРДКЦИК) НИКС,)Я ЦЗ М М 3(с 3 О О ряЛВОря С ПОМОШЬЮ ОрГНИЧЕСКОсо СОСЛ)ГН(- нця с кл(ц)цсв 13 лцым)3 сБИ 35)3 и, цзер)33 р, с ц О)10 Н 1 ьО гил 1)с 33 оке 3 ) з ил 3 Г идРОкс 31 х 31- ЦО,3 Ицс.Аппарат для эксгрдкции соединен с отгонным апедрахм. В эт(ч дпцярдтс Орган:- сЕскнй РЯСГВОР, ПОСТЦ 31 оеЦНИ ИЗ ЗЦЦЯРДГЗ Л,1 Я ЭКСТ Р с) К Ц И И, С М С3И В З Ют С Р Д Зо с". В.С и НО И серпой кислотой. 11 од действием серной кислогы происходит расщепление органическо с сослц)3 Г 1 И 5 ц;3 кГ,ея с Образование 3 суль- (1 дтя ни к(.(35. 11 сс.1( 3)жс 1 ц(31 й )и кел 5 Г)ргзни- ЧЕСКИИ ОДСгвое) ВОЗВРДЦ 1 К)Т В ЗпцаРс 1 Т ЛЯ экстра кции.(Ри.)ырат, Вь 1 холя)ций из аппарата для экстрдкции, нагревают ло 90- 100"С и вь 1- деляют кобальт в виде карбоната.В описанном способе на эффективность извлечения целевых продуктов существенное влияние оказывает общее содержание в цо 5 1 О 5 20 25 30 35 40,31(ве)сх)О) Нд Обработку огходов растворе амчо; цицых и кзрбоцдНых ионов. Содержание ти., кочеицентов в растворе 1)(гулируют .ШВЛЕЦИЕМ ГЗЗООбРс)З 311 Х ХН с И СО .Увеличение солсржац;ея в растворе амч Опий цых ионов способствует более полному извлечсншо целевых продуктов за счет повышения тенденции к образованию в системе Х 13,3)Н,3),)" 33 1 С(1 (МН;),) "+. Увеличение содержаееия карбонатных ионов в растворе, с другой стороны, действует в противоположном направлении зз 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 - 10 М, и концентрации карбоцатных ионов, равной 0,2 - 5,0 М. Для того, чтобы добиться более полного выхода никеля и кадмия, процесс предпочтительно вели при концентрации аммонийных и кароонатных ионов, равной соответственно 4,5 - 7,5 и 1,53,5 М.Пример. Отходы производства щелочных никеле-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, а 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/, кадмия.Раствор после фильтрации нагревают в теплообменнике и подают в аммиачный сепаратор, в котором из него посредством водяного пара выделяют аммиак, в результате чего содержание в растворе аммонийных ионов снижается с 6,0 до 4,5 М и в осадок Выпадает карбондт кадмия, который отделяют фильтрованием. После фильтрации количество кадмия в растворе не превышает Очищенный от кадмия раствор с расходом 55 л/мин подают в аппарат для жидкостной экстракции, состоящий из трех смесителей-отстойников, счесительцой камеры на 500 л и камеры сепарации на 2500 л, соединенных по схеме противотока. В органическом растворе, который подают с расходом 100 л/мин, содержится около 20 об.% гидроксима, растворенного в одном из продуктов перегонки нефти (1 Х)увоип НГ). В процессе многоступенчатой экстракции содержание никеля В растворе снижается до 0,015 г/л, Органический раствор, содержащий после экстракции около 3,5 г)л никеля, ОбрабатыВа:От в одной из ступеней раствором бикарбопзта аммония для выделения из него раст62 7747 Формула изобретения Составитель В. ПоповТехред О. Луговая Корректор Д. Мельниченко Тираж 655 Подписное Редактор Л. КурасоваЗаказ 5489/3 1111 ИИ 11 И Государственного комитета Совета Министров ГССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, Раугиская наб., д. 4/5 Филиал П 1 П Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4воренного аммиака и промывают в двух ступенях раствором, содержащим 200 г/л серной 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 НО - ХН - 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% по известному способу до 99%, извлекать до 95/в 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 изотходов, содержащих их, путем обработки 6последних 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 последнего до температуры 90 - 100 С с выделением кобальта.2. Способ по п, 1, отличающийся тем,что для жидкостной экстракции никеля используют органические соединения с клешне- видными связями, такие как гидроксиоксим 20 или гидроксихинолин.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. чч 11 зоп, Ропа 11 А. 11.Я. Вцгеоц о 1 М 1 пез.Керогаз о 1 1 пчез 11 да 11 оп 7566, 971.