Способ извлечения хлора и кадмия из цинковых сульфатных растворов

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик р 11971397(1) М.Кн.з с присоединением заявки Йо В 01 0 11/00 Государственный комитет СССР по лелам изобретений и открытий(.088.8) - :Генг, ,Г.Л.Пашков,А.И.Холькин, В.В.Сергеева, В,И.(узьмин,"."ФСоН.В,Протасова, А.С.Куленов, А.М.Копанев,В,А.Петруцциа,Ю.П.Шлемов, В.А.Насыров и Т.Ш.БаянжановГосударственный научно-исследовательский и проектноконструкторский институт гидрометаллургии цветныхметаллов, Институт химии и химической технологииСибирского отделения АН СССР и Усть-Каменогорскийсвинцово-цинковый комбинат Казахской ССР(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ХЛОРА И КАДМИЯ ИЗ ЦИНКОВЫХ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ Изобретение относится к способу очистки растворов от хлора и кадмия и может быть использовано в области химической технологии, в частности при очистке цинковых сульфатных раст воров сложного состава, получаемых при переработке промпродуктов свинцово-цинкового производства, например свинцовых пылей, цинковых возгонов, кадмийсадержащих кеков, шламовИ ТеДеИзвестен способ очистки цинковых растворов от ряда примесей, в том числе от кадмия и хлора, экстракцией йодистой солью четвертичного аммониевого основания (1.Недостатком способа является трудность реэкстракции кадмия и хлора из органической фазы, многостадийность процесса, большой расход реэкстрагентов и низкое изменение кадмия.Наиболее близким к предлагаемому ,снососбу по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения хлора и кадмия иэ цинковых сульфатных растворов с использованием анионообменного экстрагента в органическом растворителе, например аминов алифатического ряда. с последующей реэкстракцией воднымраствором перхлората натрия, содержащим 20-40 г/л серной кислоты,ирегенерацией органической фазы обработкой ее растворов щелочи 2Недостаток известного способасостоит в отсутствии полноты разделения кадмия и хлора на стадии реэкстракции и необходимость введениядополнительных операций в технологическую схему для разделения кадмйяи хлора.Цель изобретения - повышение степени .отделения кадмия и хлора на стадии реэкстракции и упрощение извлечения кадмия из реэкстракта.Цель достигается тем, что в спосо.бе извлечения хлора и кадмия из цинковых сульфатных растворов и использованием анионообменного экстрагентав органическом растворителе с после",дующей реэкстракцией и регенерациейорганической фазы экстракцию ведутв присутствии 0,25-1,2 М монокарбоновой кислоты, а реэкстракцию осуществляют последовательно в две стадии:при рН равновесной водной фазы 6-8на первой стадии и при рН равновес ной водной фазы 1-2 - на второй.971397 Формула изобретения бО 65 По предложенному способу на первой стадии осуществляют реэкстракцию хлорид-иона из органической фазы путем контактирования ее с раствором щелочи до рН равновесной водной фазы 6-8, в результате чего хлоридионы переходят в водную фазу. Реэкст. ракция хлорид-ионов происходит полностью за одну ступень, при этом получаются концентрированные по хлорид-ионам и не содержащие кадмия раст 10воры. Последующая обработка органической фазы раствором серной кислоты до рН равновесной водной фазы, равной 1-2, приводит к реэкстракции ионов кадмия в водную фазу и регенерации сульфатной формы экстрагента, которая может быть использована для очистки новых порций исходных растворов. В результате на второй стадии получаются богатые кадмиевые реэкстракты, ро не содержащие хлор-ионы. Богатые кадмиевые реэкстракты могут быть непосредственно направлены на электролиз для получения чистого кадмия или перерабатываться другими известными 25 методами, например цементацией в центробежном реакторе-сепараторе.В качестве анионообменного экстрагента используются растворы сульфата третичного амина или четвертичного аммониевого основания, а в качестве монокарбоновых кислот - каприловая кислота, промышленные жирные кислоты фракции С - С с, Ы- разветвленные монокарбойовые кислоты.При концентрации монокарбоновой кислоты в экстрагенте менее 0,25 М наблюдается увеличение перехода ионов кадмия в хлорный реэкстракт, т.е. ухудшается разделение кадмия и хлора. При увеличении концентрации монокарбоновой кислоты более 1,2 М уменьшается степень очистки сульфатных цинковых растворов от кадмия и хлора на стадии экстракции,При рН менее б на стадии реэкстрак 45 ции хлора снижается степень реэкстракции хлора и увеличивается содержание кадмия, а при рН8 наблюдается резкое увеличение вязкости органической фазы, что приводит к увели О чению времени расслаивания органической и водной фаз.Повышение значения рН )2 при реэкстракции кадмия приводит к снижению степени реэкстракции кадмия, сни ение рН1 нецелесообразно из-эа Феобосньванного расхода кислоты без увеличения степени реэкстракции кадмия. П р и м е р 1. Состав исходного сульфатного раствора, г/л: Лп 100, Сд 5, С 1 20; Н 50, 20,Экстракцию хлора и кадмия осуществляют органическим раствором, содержащим 0,6 М триалкиламин сульфата, 0,25 М каприловой кислоты, 20 об, 2-этилгексанола, остальное - керосин, при соот ношении объемов органической и водной фаз О : В = 1;1 в течение 5 мин, В результате экстракции концентрация С 1 - ионов в водной фазе уменьшилась до 3,97 г/л, а Сд 2+до 1,03 г/л . Орг ническую фазу после экстракции отделяют и обрабатывают 0,8 Н раствором ИаОН (соотношение объемов фаз 1;1) в течение 5 мин. При этом С 1 - ион (16,0 г/л) полностью реэкстрагировался в водную фазу (рН = 8), а концентрация кадмия в водной фазе не превышала 0,003 г/л. Для реэкстракции кадмия и регенерации сульфатной формы экстрагента органическую фазу контактируют с 1 Н раствоРом Н 504 в течение 3 мин при соотношений объемов органической и водной фаз, равном 1:1, при этом концентрация кадмия в водной фазе равна 3,9 г/л, а концентрация хлор-ионов менее О,01 г/л. (рН = 0,2) .П р и м е р 2, Искодный раствор (пример 1) встряхивают с органическим раствором, содержащим 0,3 М триалкилметиламмоний сульфата", 0,6 М каприловой кислоты, 20 об. 2-этилгексанола; остальное - керосин, при соотношении объемов органической и водной фаз О:В = 1:1 в течение 5 мин. В результате экстракции концентрация С 1-ионов в водной фазе уменьшилась до 3,9 г/л, а Сд 2+ до 0,65 г/л. После экстракции органичес кую фазу отделяют от водного раство- . ра и обрабатывают 0,6 Н раствором йаОН до рН 7,3 в течение 5 мин, при этом концентрация в водной фазе С 1- ионов 16,05 г/л, а Сс 1+0,009 г/л.Далее органическую фазу встряхивают с 1 М раствором Н 504 в течение 3 мин, при этом концентрация ионов СО в водной фазе равна 4,25 г/л (рН = 1,0), т.е. ионы Сд полностью вымываются в водную фазу. Повторное использование органической фазы после ее регенерации для экстракции кадмия и хлора из свежей порции исходного раствора дало аналогичные результаты,Технико-экономический эффект около 0,5 млн. руб. в расчете на 10 тыс. т пылей от реализации предложенного способа обусловлен повышением степени извлечения кадмия на 5-7 и снижением содержания хлорид-ионов в цинковом электролите. Способ извлечения хлора и кадмия из цинковых сульфатных растворов с использованием анионообменного экстрагента в органическом растворителе с последующей реэкстракцией и регенерацией органической фазы, о т л и971397 Составитель Т.МещеряковаРедактор Н.Багирова Техред М.Тепер Корректор И,Ватрушкинэ Заказ 8786/14 Тираж 734 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени отделения кадмия и хлора на стадии реэкстракции и упрощения извлечения кадмия из полу ченного реэкстракта, экстракцию ведут в присутствии 0,25-1,2 М Монокарбоновой кислоты, а реэкстракцию осуществляют последовательно в две стадии: при рН равновесной водной фазы 6-8 на первой стадии и при рНравновесной водной фазы 1-2 - навторой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССРР 433228, кл. С 22 В 19/26, 1974.2Авторское свидетельство СССРР 667500, кл, С 01 В 7/02, 1979.