Способ извлечения цветных металлов из сульфатных растворов

Ь) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВров. вет- чаю 1Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам извлечения цветных металлов, например никеля и кобальта из раствоИзвестен способ извлечения ц ных металлов иэ растворов, вклю щий осаждение цветных металлов серо- содержащими соединениями 1Недостаток способа - применение сероводорода, который является ток" сичным:и взрывоопасным реагентом.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения цветных металлов из сульфатных растворов, например никеля и кобальта, включающий осаждение металлов тиосульфатом натрия 2.Недостатком известного способа является большие затраты на реагентосадитель, а также то, что растворы после осаждения содержат в больших количествах катионы натрия и серо- содержащие анионы. Сбрасывание таких,растворов в природныедопустимо во избежаниения окружающей среды.Целью изобретения яление извлечения и о емы грязнеется удешев окружающейхрасреды.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу извлече"ния цветных металлов из сульфатных растворов, например никеля и ко"бальта, включающемуосаждение металлов тиосульфатом натрия, растворпосле отделения осадка цветныхметаллов нейтрализуют, упаривают, обрабатывают серой, известью и газообразным реагентом, отделяют обработанный раствор от твердой фазы и возвращают на осаждение цветных металлов.Причем в качестве газообразного реагента используют реагент, выб" ранный из группы, содержащей кислород,воздух, сернистый газ и их сме- си3771 4 рацией. Твердая фаза в основном представлена гипсом, с ней удаляется также большая часть примесных металлов.фильтрат представляет собой тиосульфат натрия или смесь тиосульфата натрия с сульфатом натрия, в нем содержится также незначительное количество ионов кальция. Такой раствор можно использовать для осаждения цветных металлов иэ новой порции сульфатного раствора, после чего вновь регенировать осадитель, Таким образом может быть обеспечена многократная циркуляция при отсутствии сбросных растворов.Данным способом можно извлекать из растворов никель, кобальт, медь и некоторые другие металлы.П р и м е р 1. Извлечение металлов осуществляют иэ раствора, содер 5 1 о 15 20 жащего, г/л: никель 29, 5, кобальт 1, 3, серная кислота 1,0.8 качестве реагента-осадителя используют раствор, содержащий 270 г/л тиосульфата натрия и 60 г/л сульфата натрия. Сульфат натрия не осаждает цветные металлы, но наличие его избытка в растворе после осаждения упрощает дозировку реагентов ( извести и серы), препятствуя переходу ионов кальция в регенерируемый раствор.Осаждение никеля и кобальта ведут в лабораторном автоклаве емкостью 3 л, 1 л никельсодержацего раствора смешивают с О, 6 л осадителя, смесь помещают в автоклав, нагревают до .135 ф С и обрабатывают при переме 25 зо З 5 шивании в течение 1 ч. Пульпу после осаждения охлаждают и фильтруют на вакуум-фильтре. Кек, представляющийсобой дисульфид никеля, перерабатывают известными способами. 45 5 О 55 С. Раствор, содержащий 18 г/л серной кислоты, нейтрализуют молотым техническим известняком (активность 703 ). Нейтрализацию ведут в открытом сосуде при комнатной температуре, при перемешивании в течение 5 мин. Расход известняка 50 г, конечный рН 11. Образовавшийся осадок, состоящий в основном из гипса, отделяют фильтрацией.фильтрат упаривают кипячением в открытых стеклянных сосудах до объема 0,6 л. Упаренный раствор подвергают обработке серой и нъ 3 93Способ осуществляют следующим образом.Сначала раствор нейтрализуют и упаривают. Затем упаренный раствор обрабатывают серой, известью и газообразным реагентом, выбранным из группы, состоящей из кислорода, воздуха, сернистого газа и их смесей. Обработанный раствор отделяют от твердой фазы и возвращают на осаждение металлов, Нейтрализацию осуществляют для связывания свободной серной кислоты, образующейся в процессе осаждения металлов тиосульфатом. 8 качестве нейтралйэаторов можно использовать известь, известняк и другие реагенты. Операцию осуществляют при атмосферном давлении и температуре, не превышающей температуру кипения раствора.Упаривание раствора осуществляют с целью его концентрирования путем кипячения раствора при атмосферном давлении или под вакуумом.Обработку упаренного растворао серой и известью ведут при 60-150 С, предпочтительно 75-90 С. При этом образуются сульфид, полисульфиды и тиосульфат кальция, которые всту" пают во взаимодействие с сульфатом и политионатами натрия, содержащимися в упаренном растворе. В результате образуются тиосульфат, сульфид и полисульфиды натрия, а также гипс. Содержащиеся в упаренном растворе примесные металлы (железо, магний и другие ) осаждаются в виде сульфидов и гидроокисей.Обработку газообразным реагентом можно осуществлять после обра ботки раствора серой и известью или одновременно с ней. В процессе обработки реакционной массы газообразным реагентом сульфиды и полисульфиды, взаимодействуя с сернистым га" зом или с кислородом, также переходят в тиосульфат.Обработку кислородом (воздухом) следует вести при 60-120 С, предпочтительно 60-90 С, парциальном давлении кислорода 0,08-0,8 ИПа, предпочтительно О, 1- О, 3 ИПа. Обработку сернистым газомили его смесью с кислородом (воздухом) можно осуществля-.ь, барботируя гаэ через раствор при атмосферном давлении. Оптимальная температура обработки в этом случае равна 60-65оОбработанный раствор отделяют от твердой фазы сгущением и/или фильтВсе операции способа могут осуществляться в непрерывном режиме в обычной гидрометаллургической аппаратуре, применяемой в отечественной промышленностиЬ 9337вестью. Для этого раствор помещаютв автоклав емкостью 1 л, загружаютв него 65 г молотой техническойсеры и 77 г технической извести сактивностью 804,. нагревают до 80 С зи обрабатывают при перемешиваниив течение 3 ч. Полученную пульпуохлаждают до 70 С и обрабатывают вотом же автоклаве техническим кислородом при парциальном давлении кислорода 0,2 ИПа в течение 1 ч. Конечную пульпу охлаждают и фильтруют навакуум-фильтре. фильтрат по своемусоставу практически соответствует.исходному осадителю ( концентрация 15тиосульфата натрия 276 г/л, сульфата натрия 58 г/л, кальция 1,4 г/л ).Выход фильтрата 0 54 л. Кек представляет собой гипс, загрязненный примесями. 20Для компенсации механических потерь фильтрат доукрепляют 0,06 лсвежего осадителя, после чего используют для осаждения металлов из новойпорции сульфатного раствора. Цикл 2переработки сульфатного раствора,включающий осаждение никеля и кобаль-.та, отделение сульфидного осадка,нейтрализацию, упаривание, реагентную обработку раствора и отделение об-,вработанного раствора от твердой фазыповторяют многократно. При этом состав регенерируемого раствора и степень регенерации 1 а. также степеньосаждения и качество осадка, остаются постоянными.Показатели предложенного способапо примеру 1 приведены в табл.1.П р и м е р 2. Сульфатный раствор содержит, г/л: медь 8,2; никель29,5,- кобальт 1,3, серная кислота 10. Состав осадителя такой же,как в примере 1.Осаждение меди ведут в стеклянномсосуде емкостью 2 л, 1 л исходногоораствора нагревают до 90 С, вводят0, 1-2 л осадителя и обрабатываютпри перемешивании в течение 15 мин.Конечную пульпу фильтруют. на вакуумфильтре, отделяя осадок сульфидовмеди,Раствор нейтрализуют 15 г соды дорН 3, 5, после чего смешивают его 71 6с 0,6 л осадителя и осаждают никельи кобальт,Осаждение никеля и кобальта, отделение осадка и нейтрализациюосуществляют так же, как в примере 1,Упаривание ведут до обьема 0,78 л.Упаренный раствор помещают в автоклав емкостью 1 л, вводят 36 г молотой серы и 86 г извести и перемешива"ют полученную суспензию при 80 Св течение 3 ч. Затем реакционную.массу барботируют сернистым газомпри 60 С в течение 2 ч, после чегофильтрацией отделяют раствор оттвердой фазы. Регенерированный раствор направляют на осаждение металловиз новой порции сульфатного раствора, Доукреплять осадитель не требуется, так как потери натрия скомпенсированы содой, введенной на стадии нейтрализации, а потери серыувеличением суммарного расходасеросодержащих реагентов молотойсеры и сернистого газа. При многократном повторении цикла извлечения металлов основные показатели. способа остаются неизменнымиПоказатели предложенного способа по примеру 2 приведены в табл.2,Как видно из приведенных данных, предложенный способ извлечения металлов позволяет регенерировать осадитель и создать бессточную технологию, При этом для регенерации используются дешевые реагенты ( сера, известь, кислород, воздух, известняк), вы,пускаемые промышленностью в больших количествах, или являоциеся 1,сернистый гаэ ) побочными продуктами метал-, 1лургических производств.Суммарные затраты по предложенному способу Составят 650-700 р. на 1 т никеля, что экономически эквивалентно наиболее дешевому сероводородному способу.1 1 о) 11 1 1й 1 Э2Х ЕдРф ОМХЭаКУЭ ХЩОойО л О л ОЪ ОЪ 60 ОЪ ОЪ О 1 ь м О СО л ь ОЭХ )Е оРЭ Д( лХЕ сОсефОа ОЬ ь,13Э1 1-1 БсО Сг вКОО с 3й,3337 Составитель Л.РякинаРедактор О.Персиянцева Техред К.Иыцьо Корректор И.Демчик Заказ 3868/9 Тираж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, 1-35, Раушская наб д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 9Формула изобретения1. Способ извлечения цветных металлов,из сульфатных растворов, например никеля и кобальта, включающий осаждение металлов тиосульфатом натрия, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что,. с целью удешевления извлечения и охраны окружающей среды, раствор после отделения осадка цвет- ф ных металлов нейтрализуют, упаривают, обрабатывают серой, известью и газообразным реагентом, отделяют обработанный раствор от твердой 71 10Фазы и возвращают на осаждение цвет"ных металлов.2. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ .и й с я тем, что в качестве газообразного реагента используют реагент,выбранный из группы, содержащей кислород, воздух, сернистый газ и ихсмеси.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Заявка франции 8 ф 2285465,кл. С 22 В 23/04, опублик. 21.05,76.2. Авторское свидетельство СССРМ 810844, кл. С 22 В 3/00, 1979