Способ осаждения хлора из кислых сульфатных растворов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 65 А 22 В 3/44// С 22 В 30:04 ГОСУДАРСТВ Е ННЫ И КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ В КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ итехнический инсвийчук, Л.А.Макетво СССР26, 1986,тво СССР26. 1987. 54) СПОСОБ ОСЛЫХ СУЛЬФАТН57) Изобретение ЖДЕНИЯ ХЛОРА ИЗ КИС 1 Х РАСТВОРОВотносится к гидрометал фь Овы- ф сью щим ева- дят(56) Авторское свидетел ьК.1388448, кл. С 22 В 19Авторское свидетельК. 1502642, кл, С 22 В 19 Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к очистке электролитов от ионов мышьяка и хлора, и может быть использовано в цветной металлургии,Известен способ осаждения хлора в виде фторхлорида свинца. В качестве реагентов используют нитрат свинца и фторид аммония. Растворимые соли свинца вводят в хлоридный раствор в расчете на отношение РЬ: Е: С 1, равное 1,3: 0,15; 1. Недостатком способа является необходимость предварительной очистки раствора от сульфат-иона, а также введение в раствор посторонних ионов аммония и нитрат-ионов.Из сернокислых растворов меди осаждают мышьяк оксидами сурьмы и висмута при повышенных температурах, Недостатком метода является высокая стоимость осадителей, и роведение процесса при частности к способам осаждения кислых сульфатных растворов. Исание: очистка электролитов от и хлора, Сущность: осаждение хлолых сульфатных растворов, содермышьяк, ведут обработкой в комплексным осадителем, состомеси оксида свинца, активирован%-ным раствором фторида в течение 10 - 20 мин, и оксида ри их соотношении в смеси соотно (1 - 2) 1 Осаждение проводят овом отношении суммы ионов и хлора к сумме комплексного оса- (2 - 4) в течение 90 - 150 мин. 1 з,п, бл. лургии, в хлора из пользов мышьяка ра из кис жащих растворо ящим из с ного 5 - аммония свинца, и ветствен при масс мышьяка дителя 1 ф-лы. 1 та повышеннои температуре, а также необходимость корректировки рН,поскольку при введении растворов оксидов сурьмы и висмута происходит разбавление исходного сернокислотного раствора,Известен спо:об осаждения мышь из сернокислых растворов меди при по шенных температурах порошковой оки свинца. Способ осуществляют следую образом, Сернокислотный раствор нагр ютдо 60 - 77 С и при перемешивании вво порошок оксида свинца в количестве, соответствующем стехиометрическому соотношению мышьяка в растворе. Раствор пеоемешивают в течение 180 мин при 60- 77 С. Недостатком способа является необходимость нагрева раствора и длительность процесса (180 мин), что приводит к расходу электроэнергии и коррозии обору 1740465дования, кроме того, степень осаждения мышьяка составляет всего 80 о .Наиболее близким к предложенному является осаждение хлора из сульфатных растворов цинка, Для осаждения хлора в качестве осадителя используют оксид свинца, активированный Зо -ным раствором фторида аммония, Способ осуществляют следующим образом, Предварительно активируют оксид свинца Зо -ным раствором фторида аммония в течение 180 мин при комнатной температуре. Затем суспензию фильтруют и осадок используют для осаждения хлора. Осаждение проводят при комнатной температуре, перЕмешивая в течение 180 мин. Отношение оксида свинца к хлору 2,5;1, степень извлечения хлора 93 о . Недостатками способа является невысокая степень осаждения хлора, необходимость длительной активации осадителя, а также длительность процесса осаждения хлора. Кроме того, технологические растворы и сточные воды цветной металлургии помимо хлора содержат мышьяк и для его удаления возникает необходимость проведения второй стадии для осаждения мышьяка и применение для этой цели другого осадителя.Целью изобретения является обеспечение эффективного осаждения мышьяка, повышение степени осаждения хлора, упрощение и удешевление процесса.Поставленная цель достигается тем, что кислый сульфатный раствор, содержащий ионы мышьяка и хлора, обрабатывают комплексным осадителем, состоящим из оксида свинца, активированного в течение 10 - 20 мин, 5 - 10 -ным раствором фторида аммония и оксида свинца в соотношении 2:1 - 1. Одностадийное осаждение мышьяка и хлора проводят при комнатной температуре, перемешивая раствор в течение 90 - 150 мин, Соотношение суммы ионов мышьяка и хлора, содержащихся в исходном растворе, и комплексного осадителя 1:2-1;4,В известных способах осаждают только один из ионов (мышьяк или хлор), присутствующих в промышленных растворах, а для осаждения второго требуется проведение второй стадии с применением другого осадителя. В предлагаемом способе осаждение мышьяка и хлора проводится в одну стадию комплексным осадителем,Одностадийное осаждение мышьяка и хлора осуществляют комплексным осадителем, состоящим из оксида свинца, активированного фторидом аммония и оксида свинца. Известен способ осаждения мышьяка оксидом свинца и способ осаждения хлора оксидом свинца, активированным 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 фторидом аммония, однако комплексныйосадитель для одностадийного их осаждения ранее не применялся. При использовании комплексного осадителя происходит непростое взаимодействие каждого из егокомпонентов с соответствующими ионами(мышьяк или хлора), как это наблюдаетсяпри их раздельном осаждении, а в результате явления синергизма в данном процессепроисходит значительное усиление осадительной способности, о чем свидетельствуют следующее,В известных способах для осаждениямышьяка требуется расход оксида свинца всоотношении Аэ +;РЬО = 1:1, а для осажде 5+ния хлора необходимо активированного оксида свинца в соотношении С 1:РЬОакт =1:2,5. В предлагаемом способе на осаждение суммы ионов мышьяка и хлора требуется комплексного осадителя в отношенииАз + С 1:РЬО+ РЬОакт. = 1:3, а не 1:3,5, какэто можно было ожидать, исходя из приведенных данных,В предлагаемом способе происходитувеличение степени осаждения как мышьяка 99,80(в известном способе 80 ), так ихлора 99,2(в известном способе 93) исокращается время осаждения 120 мин (визвестных способах 180 мин).Способ осуществляется следующим образом,Предварительно активируют оксидсвинца, перемешивая его в раствор фторидааммония при комнатной температуре, Затем фильтруют осадок, промывают его водой и во влажном состоянии используют вкачестве одного из компонентов комплексного осадителя, Исходный раствор, состоящий, г/л. Еп 20,0; СГ 30,0; Аз 8,0; Н 25045,0, обрабатывают комплексным осадителем, перемешивая раствор при комнатнойтемпературе. Отфильтровывают осадок и вфильтрате определяют содержание мышьяка гипофосфатным и хлора меркурометрическим методом,П р и м е р 1. 15 г оксида свинца активируют, перемешивая при комнатной температуре в течение 15 мин в 100 мл 8 о -ногофторида аммония. Фильтруют осадок, промывают его водой и во влажном состояниивводят совместно с 15 г оксида свинца в 50мл исходного раствора, содержащего мышьяк и хлор. Перемешивают при комнатнойтемпературе в течение 120 мин, фильтруюти в фильтрате определяют содержаниемышьяка и хлора. Степень осаждениямышьяка 99,8 о , хлора 99,2 о ,Примеры 2 - 21, иллюстрирующие влияние параметров процесса на степень осаждения мышьяка и хлора, приведены в таблице.Влияние мольного отношения суммы ионов мышьяка и хлора, содержащихся в исходном растворе, к количеству комплексного осадителя на степень извлечения мышьяка и хлора приведено в примерах 1 - 5. Оптимальным является соотношение 1;1 (3). При меньшем количестве осадителя (1 - 2) его недостаточно для полного осаждения мышьяка и хлора. Дальнейшее увеличение количества комплексного осадителя (4 - 5).не приводит к увеличению степени осаждения и поэтому нецелесообразно.В примерах 3, 6 - 9 показано влияние состава комплексного осадителя на степень осаждения мышьяка и хлора, При эквимолярном соотношении активированного оксида свинца и оксида свинца степень осаждения мышьяка и хлора максимальна (3), При увеличении количества активированного оксида свинца степень осаждения мышьяка и хлора понижается (6, 7). Увеличение доли оксида свинца (8, 9) снижает степень осаждения хлора,Существенное влияние на осаждение хлора оказывает концентрация фторида аммония, используемого для активации оксида свинца (3, 10 - 13), Оптимальным является использование 8 -ного фторида аммония (3),Влияние времени активации оксида свинца фторидом аммония на степень осаждения отражено в примерах 3, 14 - 17. Наилучшие результаты достигаются при использовании комплексного осадителя, активированного фторидом аммония в течение 15 мин (3).Степень осаждения мышьяка и хлора в большей мере зависит от длительности процесса осаждения (3, 18 - 21), При проведении осаждения в течение 120 мин достигается максимальная степень осаждения мышьяка и хлора (3). Дальнейшее увеличение длительности осаждения не приводит к увеличению степени осаждения (20 - 21) и поэтому нецелесообразно. Таким образом, как видно из приведенных примеров, способ осаждения мышьяка и хлора из кислых сульфатных растворов по сравнению с прототипом имеет следующие 5 преимущества: осаждение мышьяка и хлорапроводят в одну стадиюкомплексным осадителем, в то время как в прототипе для осаждения второго иона, присутствующего в исходном растворе, требуется проведение 10 второй стадии осаждения с применениемдругого осадителя; степень осаждения мышьяка 99,8 хлора 99,2 , в то время как в известных способах мышьяк осаждают на 80 , а хлор на 93: для активации оксида 15 свинца (одного из компонентов комплексного осадителя) необходимо 15 мин, в то время как в прототипе для осаждения хлора оксид свинца активируют в течение 180 мин; осаждение мышьяка и хлора проводят при 20 комнатной температуре в течение 120 мин.В прототипе для осаждения хлора необходимо 130 мин, а в известном способе для осаждения мышьяка требуется нагревание раствора до 60-70 С в течение 180 мин, 25Формула изобретения 1. Способ осаждения хлора из кислыхсульфатных растворов, преимущественно 30 содержащих мышьяк, включающий обработку растворов оксидом свинца, активированным фторидом аммония и последующую фильтрацию растворов, о т л и ч а ю щ и й - с я тем, что, с целью обеспечения зффек тивного осаждения мышьяка, повышениястепени осаждения хлора, упрощения и удешевления процесса, растворы обрабатывают комплексным осадителем, состоящим из смеси оксида свинца, активированного 5 - .40 10 ь-ным раствором фторида аммония в течение 10 - 20 мин, и оксида свинца при их соотношении в смеси соответственно 1 - 2:1,2.Способ по п.1, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что осаждение проводят при массовом 45 соотношении суммы ионов мышьяка и хлорак сумме комплексного осодителя 1:(2 - 4) в течение 90 - 150 мин.1740465 Продолжение таблицы Степень осаждения,оПримеры А 5+ 10 15 20 25 30Составитель А,ПашоваТехред М,Моргентал Корректор И. Муска Редактор О,Спесивых Заказ 2053 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035. Москва, Ж. Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 1:3 1:3 1:3 1:3 1:3 1:3 1.3 1:3 1:3 ,1:3 1:3 1,3 1,31,3 1:3 2:1 1:2 1:3 1:1 1:1 1;1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1:1 1;1 1:1 1:1 8 8 8 3 5 10 15 8 8 8 8 8 8 8 8 15 15 15 15 15 15 15 5 10 20 25 15 15 15 15 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 120 60 90 150 180 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 99,8 98,3 72,7 70,3 85,3 90,7 99,2 99,2 69,8 82,7 99,2 99,2 88,5 97,5 99,2 99,2