Способ переработки растворов, содержащих мышьяк и катионы металлов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЗОБ РЕТЕ ОПИ ДЕТЕЛЬСТВУ ВТОРСКО(57) И ным сп жет б технол ромет бретен содер подве через раство(56) Авторское свидМ 1504276, кл. С 22 34ое обь ние "Бал тельство СССВ 3/00, 1988,единя ми спо Изобретение отн ным способам перера жет быть использов технологических и сб рометаллических про Цель изобретениосится к ионообменботки растворов и мо- ано для утилизации росных растворов гидизводств.я - удешевление процесс ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР 54) СПОСОБ. ПЕРЕРАБОТКИ РАСТВОРОВСОДЕРЖАЩИХ МЫШЬЯКИ КАТИОНЫ МЕТАЛЛ ОВ П р и м е р 1. Переработка растворов известным способом.Для испытаний использовали отработанные растворы медерафинировочного производства, содержащие, г/л: медь 51,467; никель 30,853; железо 0,3; мышьяк 19,6; сурьма 1,1; серная кислота 107,31; соляная кислота 0,3; плавиковая кислота 0,3 (раствор 1), и сбросные растворы сернокислотного производства, содержащие 25,97 г/л серной кислоты (раствор 2).Опыты проводили в колонне с высотой слоя набухшего в воде сульфокатионита КУв водородной форме 4 м. Через слой. катионита фильтровали со скоростью 2,36 м/ч раствор 1 (опыт 1), или последовательно растворы 1 и 2 (опыт 2), или поЫ 1677077 А 1 5 С 22 В 3/24//С 22 8 30:04 зобретение относится к ионообменособам переработки растворов и моыть использовано для утилизации огических и сбросных растворов гидллургических производств, Цель изоия - удешевление процесса. Раствор, жащий мышьяк и катионы металлов, ргающийся переработке, пропускают слой катионита, затем пропускают р, содержащий мышьяк и 1 - 65 г/л й кислоты. На выходе фильтраты обьат и утилизируют мышьяк известнысобами. 3 табл. следовательно раствор 1 и первую порциюЛ сернокислого фильтрата, не содержащую мышьяка, отобранную в параллельном опы- а те (опыт 3), затем воду до рН 17. На выходе из слоя собирали фильтрат от начала проскока кислоты до рН , Фильтрат анализи- а ровали, рассчитывали емкость катионита по О, металлам. Попавшие в проскок катионы металлов по окончании опыта извлекали в дополнительной секции колонки с катионитом. Фильтрат перерабатывали извест- . ными способами. Обьем дополнительной секции определяли экспериментально или 4 теоретически исходя из обьема удержания, обеспечивающего реализацию ДОЕ при степени извлечения 100)ь, Катионит в смешанной солевой форме обрабатывали десорбирующим раствором, анализировали злюат, рассчитывали емкость катионита в основной колонне. Результаты приведены в табл. 1.Как видно из приведенных в табл, 1 данных, известный способ обеспечивает утилизацию сернокислых растворов при их10 15 25 30 50 совместной переработке с растворами, содержащими мышьяк и катионы металлов.П р и м е р 2. Формирование хвостовой фракции фильтрата в слое катионита.Опыты проводили в условиях, аналогичных приведенным в примере 1, опыт 1, Для испытаний использовали раствор 1 (исходный) и сбросный раствор, содержащий 44,8 г/л серной кислоты и 2,1 г/л мышьяка (раствор,2), В опыте 1 через слой катионита в Н-форме фильтровали раствор 1. В опыте 2 через слой катионита в смешанной солевой форме, предварительно промытого водой после насыщения в опыте 1, фильтровали раствор 2, В обоих опытах на выходе из слоя собирали фильтраты, из которых вычленяли хвостовую фракцию от начала снижения концентрации серной кислоты (начала размывания) до отсутствия кислоты в фильтрате (рН 7), Измеряли объем фильтратов, анализировали, Результаты приведены в табл. 2.Как видно, из приведенных примеров, объем хвостовой фракции и распределение компонентов в хвостовой фракции не,зависит от состава фильтруемого раствора, Зто исключает возможность утилизации разбавленных мышьяксодержащих растворов (например, раствора 2) в хвосте процесса извлечения металлов из растворов с высоким содержанием компонентов (например, раствора 1) по известному способу, поскольку хвостовые фракции этих растворов равны по объему.П р и м е р 3. Переработка растворов предлагаемым способом.Опыты проводили в условиях, аналогичныхприведенным(пример 1). В опытах 1 - 12 через слой катионита фильтровали последовательно раствор 1 (состав по примеру 1) и утилизируемый раствор 2, содержащий, г/л: серная кислота 1,0 - 71,3, мышьяк 0,1 - 26,0; сурьма 0,1-0,23. В опыте 13 в качестве раствора 2 использовали первую порцию филь- трата от раствора 1, содержащую серную кислоту и мышьяк и полученную в параллельном опыте (в хвосте параллельного опыта утилизировали первую порцию филь- трата опыта 13). Фильтрат анализировали, разделяли на две части и перерабатывали известными способами. Первую часть использовали для извлечения мышьяка сульфидными реагентами. Фильтрат обрабатывали сульфидным реагентом до прекращения осаждения сульфида мышьяка. Остаточное содержание мышьяка в растворе 0,12 г/л. Маточный раствор после отделения осадка анализировали. По реэультатам анализов рассчитывали степень извлечения. Вторую. часть фильтрата упаривали до содержания мышьяка 100 г/л и осаждали сернистым газом оксид мышьяка, По данным анализа растворов и измерению их объемов в процессе упаривания рассчитывали стоимость переработки по данному пределу. В контрольных опытах по известному способу раствор для утилизации готовили путем смешения в соответствующих пропорциях раствора 2 (беэ фильтрования его через слой катионита, поскольку прототип исключает данную операцию) и фильтрата раствора 1, полученного известным способом (опыт 1, пример 1). Полученный раствор разделяли на две части и перерабатывали аналогично фильтратам предлагаемого способа, В табл. 3 приведены данные по составу раствора 2 и фильтрата, полученного по предлагаемому способу, а также сопоставлены показатели эффективности переработки объединенного фильтрата (предлагаемый способ) и смеси фильтрата раствора 1 с утилиэируемым мышьяксодержащим,раствором (известный способ).Как показали результаты испытаний, последовательное фильтрование растворов 1 и 2 приводит к удешевлению процесса утилизации фильтрата и раствора 2 и повышению степени извлечения с 98,54 - 99,03 до 98,82 - 99,19 Д независимо от концентрации мышьяка в растворе 2 и его объема. При повышении концентрации кислоты в растворе 2 до 71,3 г/л (опыт 12) наблюдается снижение емкости ионита в результате десорбции металлов утилизируемым раствором,Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает уменьшение объема перерабатываемого фильтрата до 0,8 - 1,0 уд.об, против 0,92 - 1,02 уд.об. по известному способу или на 1,96 - 13,046 с соответствующим сокращением объемов оборудования и производственных площадей, а также удешевление процесса на 18,42 - 24,86%,Формула изобретения Способ переработки растворов, содержащих мышьяк и катионы металлов, включающий фильтрование через слой катионита с. переводом металлов в фазу катионита и утилизацию мышьяксодержащих фильтратов, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью удешевления процесса, через слой катионита фильтруют последовательно исходный раствор, содержащий мышьяк и катионы металлов, и раствор, содержащий мышьяк и1 - 65 г/л серной кислоты, на выходе иэ слояфильтраты объединяют и утилизируют.,44 1,19 12,6 11 68 ра 48,2 23,9 7,8 4,2 Раствор Объем, уд.об,Скорость фильтрации, м/ч Фильтрат общий О бьем, уд.об. Состав, г/л: Мышьяк Серная кислота Хвостовая фракция фильтрата Объем, уд,об,Состав, г/л: Мышьяк Серная кислота Доля компонентов в хвостово кции фильтрата, мас.от о щего количества Мышьяк Се ная кислота1677077 Таблица 3 Раствор 2 Степень извлечения мьппьяка Х по спо- собу Опыт став, г.о длагае я Иышь 0,1 0,2 0 2 22 ,23 ,22 ,23 022 0,23 0 22 Емкость 88,2 мг/г Емкость 87,9 мг/г били оставитель В.Щ ехред М,Морген дактор А,О каз 3084 ВНИИПИ Тираж Подписноеударственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС113035, Москва, Ж, .аущская наб., 4/5 роизводственно-издательский комбинат "Патент"г. Ужгоро гарина, 1 020 0,2 44,8 0,2 45,2 0,2 45,1 0,2 45,2 0,2 44,8 0,2 45,1 0,1 45,2 0,3 45,2 0,5 45,2 0,2 65,3 0,2 71,3 0,2 44,8 Известный спосо 0,1, 2,1 98 19,1 19,6 24, 1 26,0 9,8 9,8 9,8 1,00 425,0 1,00 133,76 1,00 133,84 100 133,82 1,00 133,84 02 131, 14 1,04 128,67, 1,02 126,78 1,04 133,04 1,24 115,23 1,00 137, 86 1,ОО 139,1 0,80 166,0 1, 04 120 10212 0592 10612 0616 2152 0618 14, 012 О, 618 14, 112 О 616 1472 0605 14,80 0,592 10,95 0583 12,63 О, 616 1138 0,535 12152 0,616 12,52 0,618 2,740 0,75 Ъ 8 0,55 98 54 98, 60 98,78 9892 9894 99,01 99,03 99,78 98,78 98,78 98,78 98,78 98,60 9878 98,82 98,87 99,01 99,14 99,15 99,18 99, 19 98,90 9905 9895 99,01 99,01 99,10