Способ переработки материалов содержащих мышьяк и металл

О П И С А Н И Е щ 867 З 19ИЗОБРЕТЕНИЯ Союз Советских Социалистических Республик(31) 773585 (33) Финляндия С 22 В 3/00 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий.4(088.8) Дата опубликования описания 230981 Иностранцы Сигмунд Педер Фуглеберг, Стиг-Эрик Хальтхольм,Брор Геран Нюман и Юсси Калеви Растас(72) Авторы изобретения Иностранная фирмаИзобретение относится к гидро- металлургии цветных металлов, в частности к способам переработки материалов, содержащих мышьяк и металл, для получения сульфатов металлов, свободных от мышьяка и мышьяковых продуктов, не содержащих металл.Наиболее близким к предлагаемому является способ переработки материалов, содержащих мышьяк и металл, включающий выщелачивание исходного материала водным раствором серной кислоты, отделение раствора от осадка и кристаллизацию сульфатов металлов из раствора.15 По этому способу исходные материалы обрабатывают раствором серной кислоты и затем раствор выпаривают осаждают сульфаты металлов и восста навливают мышьяк, получая его в ви-. де раствора НАв 04, содержащего серную кислоту 13 .Однако, этим способом трудно эффективно разделять мышьяк и сульфаты 25 металлов,так как необходимо применять крепкую серную кислоту и мышьяковую кислоту для полного осаждения сульфатов металлов, в результате чего получают очень вязкий раствор, 3 О который усложняетотделение и промывку массы кристаллов.Цель изобретения - повышение эф.фективности процесса отделения мышья.-. ка от металла. Поставленная цель достигается тем, что в способе переработки материалов, содержащих мьхаьяк и металл, включаю щем выщелачивание исходного материала водным раствором серной кислоты, отделение раствора от осадка и кри- сталлизацию сульфатов металлов из раствора, выщелачивание проводят при 65-100 оС при диспергировании в раствор воздуха или кислорода, перед кристаллизацией в раствор вводят серную кислоту в количестве, достаточном до получения концентрации серной кислоты на стадии выщелачивания 100-300 г/л,.кристаллизацию сульфатов из отделенного раствора проводят охлаждением и перед возвратом части этого раствора на выщелачивание из него удаляют мышьяк известными методами,выщелачивание проводят при 90-100 С, если металлом является медь и/или никель, и при 65-70 С, если металлом является кобальт; мышьяк удаляют из раствора путем восстановления867319 арсената до арсенита сернистым ангидридом при 60 С,В предлагаемом способе необязательно кристаллизировать сульфатыметаллов полностью из .отделенноговодного раствора, содержащего арсенат во-первых, потому,что применяется замкнутый цикл раствора, и, вовторых, потому, что ьыаьяк может выделяться очень выборочно из маточнб. -го раствора после кристаллизации.Удаление ьышьяка из этого маточногораствора не обязательно должно бытьполным, поскольку после удаления мышьяка раствор возвращается на стадиювыщелачивания исходного материала.Сущность изобретения заключается 15в следующем.Исходный материал - осадок арсенида подают на стадию выщелачивания,на которой поддерживают соответствующую концентрацию серной кислоты, а 20окислитель диспергируют либо в видегазообразного кислорода, либо в виде воздуха в водном растворе. Концентрацию серной кислоты поддерживают науровне 100 г/л, При вцщелачивании исходного материала, в котором содержатся медь и никель, температуру, предпочтительно, поддерживаютт 90-100 С,если металлом является кобальт, тотемпературу поддерживают 65-70 С,при выбранных температурах растворимость сульфатов соответствующих металлов максимальна. При обработке осадкаарсенида цинка в нем содержатся всетри упомянутых металла и температурапредставляет среднюю величину между З 5упомянутыми диапазонами температур взависимости от преобладающего металла.В конце стадии выщелачивания раствор подвергают охлаждеиию.Он может 40охлаждаться примерно до 300 С, чтополностью. достижимо при примененииобычной воды для охлаждения. При этомпроисходит кристаллизация сульфатовметаллов. На этой стадии цикла предпочтительно добавляется свежая сернаякислота. Кристаллы сульфатов удаляютфильтрованием и следующей промывкой.Следующая стадия заключается вудалении мышьяка, что может осуществляться различными способами.Мышьяк может быть удален путемвосстановления арсената до арсенита,в результате чего выделяется АьОз. 300 г/л Наличие элементов в растворе, Ъ Показатели Со М 1 Ео Осадок до выщелачивания 452 36 42 60 028 165 5,3 0,14 0,025 0,025 0,13 0,2 30 Осадок после выщела 1 чивания Восстановление можно осуществлять при применении двуокиси серы. После этого АьОз может возвращаться на стадию очистки раствора либо в таком виде, либо в виде раствора МаАьО, менее опасного для окружающей среды, который получают путем растворения осажденного АяО в едком натре после удаления маточного раствора.из осажденного АьОэ переливанием.Мышьяк может быть удален из раствора экстракцией. НАь 04 избирательно извлекают посредством трибутилфосфата или дибутилбутилфосфата из раствора, полученного от кристаллизации. Извлек чение осуществляют без добавки каких- либо нейтрализаторов или иных реагентов. Высокая концентрация серной кис-. лоты в растворе способствует извлечению, и поэтому добавка свежей серной кислоты на стадии кристаллизации имефт преимущество и на этой стадии.В раствор трибутилфосфата или дибутилбутилфосфата в соответствующем углеводороде можно добавлять некоторые высшие спирты с целью улучшения сепарации или отделения фаз. Реэкстракцию осуществляют водой, Раствор на выходе содержит 100 г/л мышьяка и после этого может возвращаться на стадию очистки раствора. Мышьяк, таким образом, может сохраняться в водном растворе на протяжении всего процесса, что является гигиеничным.Полученйые в процессе сульфаты металлов могут использоваться как исходные материалы для производства чистых металлов или чистых солей металлов, а полученный мышьяк представляет собой товарный продукт.П р и м е р. Осадок, полученный от очистки раствора в процессе полу,чения цинка, выщелачивали в следующих условиях:Содержание твердыхчастиц 200 г/лТемпература 95 фСНачальная концентрация серной кислотыКонечная концентрациясерной кислоты 120 г/лВ раствор вводили воздух, который хорошо диспергировался,Через б ч цвет остатка от выщелачивания стал белым и выщелачивание прекратили. Результаты опыта приведены в табл.1.Таблица 1 Сд Аз РЬ Н 504Наличие элементов в растворе, Ъ Показатели Выход от выщелачивания 99,7 99,9 99,9 99,9 99,6 Раствор до выщелачивания 300 27 36 2 120 28 Раствор после выщелачивания 418 24 35 .48 2 6 153 . :- 120 Раствор, подаваемый на выщелачивание, получен путем пропускания раство-,ра несколько раэ через процесс согласно схеме, приведенной на рисункейаАвО ислоту добавиачивания доствор охладилпри этой текристаллы уд ли в раствор,онцентрациии до ЗООСмпературе 6 ч.алили путем,Табл Наличие элементов в раство казатели лк Кад- Мышьяк Сви мий ь КобалРастворкристалцииРастворкристалции Химическийсостав кристалловСовместноеосаждениемышьяка ильтрования ишим количеством оды на граммы исследованийабл.2 ат,ем пр воды осадка) привед мыли неболь ,2 мл Результаы в867319 30Составы водных растворсв приведеныв табл.3.Таблица 3 Наличие элементов в растворах, г/л Раствор после кристаллизации 2,1 б 3 26 Раствор после извлечения мышья 28 б 25 3 7 Раствор, поЛученныйпри соотношении фазового объема 10 29 0 0,30 0,25 0,15 0,01 1 Раствор, по лученный пр соотношении фазового объема 2 01 86 0,013 0,011 0,01 0,0 Из таблицы видно,что можно осуществлять избирательное извлечение мышья- Щ ка, Остаточное количество совместно извлеченных металлов удаляют просто промывкой экстрагирующего агента незнячительным количеством воды, Коэффициент разделения как для стадии извлечения, так и стадии промывки водой, составляет 2,5, и, таким образом, извлечение осуществляется с получением мышьяковой кислоты, свободной от сульфатов.)ОДругую половину раствора подавали а б л и ц а 4 Наличие элементов в растворах, г/ 5+ьяк Мышьяк Сернаякислот Ни- Цинк Кадкель , мийМед1 оказател бал Раствор до восстанов- ления 2 17 10 Раствор после восстановления 05 Половину раствора очищали от мышьяка, применяя трибутилфосфат.Для извлечения мышЬяка из раствора, полученного от кристаллизациисульфатов металлов, готовили экстрагент, содержащий 85 (объемные) трибутилфосфата и 15 (объемные) 5 Ье 11 ьос К (алифатический углеводород стемпературными пределами отбора фракцией 194-251 С и удельным весом0,79 г/см ),Одна часть (объемная) раствора,полученного от кристаллизации и 1,4 частей (объемные) раствора трибутилфосфата 1 применяемого уже дляизвлечения мышьяка и регенерированного) перемешивали в течение 5 мин при30 С. Отделенную органическую фазу перемешивали в течение 5 мин при 30 Сс 0,1 объема воды, после чего выделенную органическую фазу перемешивали таким же образом с половиной от ее объема воды,в реактор, куда вводили через раствор двуокись серы, при этом температуру поддерживали еорядка 60 С.Через 10 ч концентрация АР уменьшилась до 26 г/л, и был получен осадок АО. Раствор охладили до 30 С и удалили путем переливания, Раствор, содержащий 60 г/л едкого натра, подали в реактор и перемешивали до тех пор, пока осадок полностью не растворился, До .выщелачивания взяли образец и промыли небольшим количеством воды. Результаты опыта приведены в табл,4.Кад- МышьякЦинк мий Показатели Медь Ко- Нибальт кель Выход 88 0,006 0,01 0,02 0,03 75,5 0,02 0,001 Состав Совместноеосаждениеметалла впроцентномотношении кколичеству,входящемув процесс . 0,01 0,3 0,5 0,3 0,3 588 Формула изобретения 25 Составитель А.ВажинаТехред С.Мигунова Корректор М.Пожо. Редактор В.Данко Заказ 8122/85 Тираж 684 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5Филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная,4 1Раствор возвратили .на стадиювыще Олачивания исходного материала. Способ переработки материалов, содержащих мышьяк и металл, включающий выщелачивание исходного материала водным раствором серной кислоты, отделение раствора от осадка и кристал-ЗО лизацию сульфатов металлов из раствора, о т л и ч а .ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса отделения мышьяка от металла, выщелачивание проводят при 65- З 5 100 оС при диспергировании в раствор воздуха или кислорода, перед кристаллизацией в раствор вводят серную кислоту в количестве, достаточном для получения концентрации серной кислбты на ста дии выщелачивания 100-300 г/л, кристаллизацию сульфатов из отделенногораствора проводят охлаждением и перед возвратом части этого растворана выщелачивание из него удаляют мышьяк известными методами,2 Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, выщелачивание. проводят при 90-100 С, если металломявляется медь и/или никель, и при65-70 С; если металлом является ко-.бальт.3, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что мышьяк удаляют израствора путем восстановления арсената до арсенита сернистым ангидридомпри 60 оСИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1.доцгпа 1 оЕ сне 5 оцсЬ АЕг 1 сап 1 иьс 1 Сцйе оЕ М 1 п 1 п 9 апс 1 МеСа 11 цг 9 у. 1 ц 1 у, 1969 р.б 54.