Способ разделения цинка и кадмия

ОПИСАИИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(23) Приоритет Государственный комитет СССР по делам изобретениИ н открытий(72) Авторы изобретения А.И,Холькин, Г,Л.Пашков, Н.И.Антипов, Г.М,Гришин, Н,К.Калиш, Л,Я,Савкина и В,Н.Андриевский Государственный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт гидрометаллургии цветныхметаллов фГидроцветмет и Институт н .органическойхимии Сибирского отделения АН СССР(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ЦИНКА И КАДМИЯ Изобретение относится к гидро- металлургии цветных металлов, а именно к извлечению кадмия из сульфатных цинковых растворов и может быть использовано для разделения цинка и 5 кадмия, очистки сульфатных цинковых . растворов, а также для получения солей цинка и кадмия высокой чистоты.Известен способ раэделения цинка и кадмия из сульфатных растворов 10 путем многоступенчатой экстракции раствором галоидных солей четвертичных аммониевых оснований Н 4 ИХ, где Х - галогенид,ион, в органйческом растворителе. Реэкстракцию кадмия из 15 органической фазы проводят избытком водного раствора карббната аммония с образованием твердого осадка карбоната кадмия (1.Недостатком данного способа явля ется малая эффективность разделения цинка и кадмия за одну ступень экстракции, сложность технологического процесса, большой расход раствора карбоната аммония, используемого в 25 избытке для реэкстракцин кадмия иэ органической фазы.Цель изобретения - повышение степени разделения цинка и кадмия, упрощение процесса за счет совмещения 30 2процессов реэкстракции кадмия и регенерации экстрагента и удешевлениепроцесса эа счет снижения расходареагентов.Поставленная цель достигается тем,что в качестве экстрагента используют 0,05-0,8 М раствор диалкилдитиофосфорных солей четвертичных аммониевых оснований.Сущность способа заключается вследующем,Из сульфатных цинковых растворовкадмий селективно извлекается раствором четвертичной аммониевой солидиалкилдитиофосфорной кислоты.(Н 4 КА)в органическом растворителе, йапримербензоле, ксилоле, керосине, 2-этилгексаноле, тетрахлорэтилене и т,п.В качестве экстрагента используютчетвертичную аммониевую соль диалкилдитиофосфорной кислоты, напримертетраоктиламмоний-ди-(2-этилгексил)дитиофосфат (ТОАФ), триалкилбенэиламюний"ди-(2-этилгексил) дитиофосфат(ТАБАФ) и др. Экстрагентлегко получают смешиванием диалкилдитиофосфОрной кислоты - НА (например, ди-(2 этилгексил) дитиофосфорной кислоты)с тетраалкил (арил) аммониевой сольюминеральной кислоты (например, тетраоктиламмоний бромидом - В ИВг, три алкилбензиламмоний хлоридом - В ИС 1, метилтриалкиламмонийсульфатом - (В И) БО 4) в стехиометрическом соотношении в органическом растворителе, Образовавшуюся минеральную кислоту из органической Фазы вымывают водой, После отмывки органическая фаза представляет раствор В ИА в органическом растворителе (где А - органический анион, пригодный для экстракции кадмия), При экстракции кадмия из сульфатных растворов происходит образование диалкилдитиофосфата кадмия и сульфата четвертичного аммониевого основания, распределяющихся в органическую фазу(са) (эо э,+2(к 4 ЙА(ю 50(сйА 1,(1) 4 3где (в) и (о) - индексы, обозначают соответственно водную и органическую фазы,Кадмий экстрагируют в форме диалкилдитиофосфата кадмия. Цинк практически остается в водной Фазе. Большая концентрация сульФат-иона в водном растворе, создаваемая сульфатом цинка, способствует получению высоких коэффициентов распределения кадмия (см.1)В данном способе реэкстракция кадмия из органической фазы может быть осуществлена водой, При этом вследствие малой концентрации сульфат-иона в системе коэффициенты расппеделения кадмия весьма малы (см, 1), Таким образом, возможно извлечение кадмия из цинковых сульфатных растворов беэ расхода неорганических реагентов. Кроме того, реэкстракция кадмия из органической Фазы возможна раствором щелочи (при этом гидроокись кадмия . выпадает в осадок) или раствором аммиака (при этом возможно получение концентрированных растворов, содержащих аммиачные комплексы кадмия), После реэкстракции экстрагент в органической фазе находится в форме В И+А и возвращается на стадию экст 4ракции, При экстракции кадмия из цинковых растворов с помощью В, ИА одновременно извлекают ряд примесей катионнбго (медь, свинец, сурьма, мышьяк и др.) и анионного характера (хлорид, фторид, нитрат-ионы), которые должны быть выделены до подачи цинкового раствора на электролиз.П р и м е р 1,Лроводят экстракцию кадмия из сульфатного раствора, содер жащего 4,45 г/л Сй, 54 г/л Еп, 0,5 М раствором ди-(2-этилгексил) фосфата тетраоксиламмония в бензоле, Соотношение объемов фаз 1:1, продолжительность перемешивания 30 мин, Обнаружено: в органической фазе 2,52 г/лСс 1; 0,0028 г/л Еп, в водной фазе1,93 г/л Сб; 53,6 г/л Еп, Д а=1,301Д - 52 10 ф са(х -25 ф 10 ф-5П р и м е р 2, Проводят экстракциюкадмия из сульфатного раствора, содержащего 4,97 г/л Сс 1, 64 г/л Еп, в присутствии 20 г/л Н БО 4 О, 35 М растворром ТОАФ в бензоле. Обнаружено: ворганической Фазе 3,83 г/л Сй;0,0355 г/л Еп) в водной фазе 1,14 г/лСй; 63,6 г/л Еп; Дса=3, Зб; Д - - 0,56 х4 О1 ( Са(1 п -- б, 0 ф 10 З,П р и м е р 3. Проводят экстракцию кадмия из сульфатного раствора,содержащего 4,75 г/л Сд, 59 г/л Еп,20 г/л Н БО 4, 0,5 М раствором ТОАФ2в бензоле, Обнаружено; в органической фазе 4,63 г/л Сд, 0,015 г/л 2 п;в водной фазе 0,119 г/л Сй, 59,0 г/лЕп; Д а=390 Д 2 =2 г 5 101 РСа(уи ==1,6 105;, Извлечение Сд за 1 ступеньсоставляет 97,5.П р и м е р 4. Проводят экстракциюкадмия из сульфатного раствора, содержащего 4,75 г/л Сс 1, 55 г/л Еп, 20 г/л25 НБО, в присутствии хлорид-ионов(4,5 г/л) 0,5 М раствором ТОАФ вбензоле, Обнаоужено: в органическойФазе 4,75 г/л Сй, 1,16 г/л Еп;3,42 г/л С 1 ; в водной фазе 53,5 г/лЗ 0 Еп," 1,06 г/л С 1 , кадмия не обнаружено ( ( 0001 г/л); Дса )5 10Д =2,2 10 ; (Са(7 п ) 2 10, Извлеченйе кадмия за 1 ступень ) 99,98,извлечение хлора 76.П р и м е р 5В условиях, аналогичных примеру 4, проводят экстракциюкадмия из раствора, содержащего дополнительно нитрат-ион (6 г/л) . Обнаружено; в органической фазе 4,75 г/лСй; 2,62 г/л Еп; в водной фазе4053,0 г/л Еп, кадмия не обнаружено;Дса)5 10; Д=4,9 101 са(п ) 110Извлечение кадмия за 1 ступень99,98,Данный способ позволюг сократить45 расход реагентов (в принципе процессреэкстракции может быть безреагентным), Совмещаются операции реэкстракции кадмия и регенерации экстрагента,Повышается селективность извлечениякадмия в органическую фазу, Коэффициент разделения Рсдо постигаетвеличины 110 и выше по сравнению с.экстракцией йодидами четвертичныхйммониевых оснований са(п до1 10 ), Увеличивается извлечение5кадмия ( ) 99,98) на одной ступениэкстракции, Процесс может пооводитьсяв одну стадию вместо многоступенчатого, Кроме того, повышается глубинаочистки цинкового раствора.Формула изобретенияСпособ разделения цинка и кадмия из сульфатных растворов зкстракцией730851 Составитель Л,СитноваРедактор О.Колесникова Техред Н,Бабурка Корректор Г,Назарова Заказ 1462/14 тираж 694 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, 1 чосква, Ж, Раушская наб., д, 4/5Филиал ППП Патент, г.ужгород, ул,Проектная,4 солями четвертичных аммониевых оснований в органическом разбавителе,о.т л и ч а ю щ и й с я тем, что, сцелью повышения степени разделения,упрощения и удешевления процесса вкачестве экстрагента используют 0,050,8 И раствор диалкилдитиоФосорныхсолей четвертичных аммониевых осно,ваний.Источники информации, ,принятые во внимание при экспертизе 1, ПаТент США Ю 3258307,кл. 23-61,1966 .