Способ выщелачивания полиметаллических цинкосодержащих материалов

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 988892 Соеэ. СоветскикСощиалистическикРеспублик(Я)м. Кд,С 22 В 19/22 Гееударствеем 3 кемятвт СССР тю авяам взавретвей и вткрытик( 5 Й) СПОСОБ ВЬИЦЕЛАЧИВАНИЯ ПОЛИМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ЦИНКСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ 1Изобретение относится к цветной металлургии преимущественно к металлургии цинка и кадмия, и может быть использовано для выщелачивания окисленных цинкосодержащих материа- лов, например обожженных цинковых концентратов, окисленных руд, вельцокислов, шлаковозгонов, пылей, а также материалов, содержащих цветные металлы в элементарном состоянии, на"пример медно-кадмиевых кеков, сплавов на основе цинка, металлическихпорошков, стружек и т. д.Известен способ переработки поли"металлических материалов выщелачиванием в растворе кислоты . 1,1 .Недостатком этого способа являет- ся то, что для осуществления очистки . требуется значительное количество аппаратуры и большой расход реагентов, в первую очередь - цинковой пыли, составляющей до 80 кг на 1 т цинка в растворе. Наиболее близким к предлагаемомуявляется способ выщелачивания поли" ,металлических цинкосодержащих мате,риалов в растворе кислоты, включающий электролиз пульпы постоянным электрик ческиы током 2 .Недостатками известного способаявляются сложность аппаратурного оформления в связи с необходимостью то отделять анодное пространство электролизера от катодного; сложность обслуживания электролизера, поскольку на его катодах постоянно накапливает" ся осадок металлического цинка и примесей более электроположительных, чем цинк, а также часть твердых компонентов пульпы, механически,вовлекаемых в состав катодного осадка, что требует регулярного (ручного или механического) удаления этого осадка с 20электродов во избежание резкого нарушения циркуляции пульпы, ухудшения качества очистки раствора, возникно" Е,И.Елисеев, Е.Г,Третьякова и Н.И.Яковлева".;,;- Уральский ордена Трудового Красного и .-.:,политехнический институт им, С.М,Кировавения короткого замыкания электродов и увеличения расхода электроэнергии. Кроме того, известный способ непри" емлем для выщелачивания материалов в непрерывном режиме, поскольку неизбежно требует прерывания процесса для очистки электродов от осадка,Цель изобретения - уменьшение тру" дозатрат и удельного расхода электроэнергии, улучшение очистки раствора от примесей.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу выщелачивания полиметаллических цинксодержащих материалов в растворе кислоты, включающему электролиз пульпы постоянным электрическим током, в процессе выщелачивания направление электрического тока, протекающего через пульпу, меняют на противоположное один раз в течение 1-10 ч.Изменение направления электрического тока, протекающего через пульпу, приводит к растворению ранее полученного катодного осадка. В соответствии с положением металлических компонентов осадка в ряду напряжений происходит их растворение после реверса: в первую очередь в раствор переходит цинк как наиболее электро- отрицательный металл (стандартный потенциал Е=-.0,76 В), затем - кадмий (Е=-0,40 В), кобальт (Е=-0,28 В)э никель (Е= -0,23 В) и т.д.Основную часть катодного осадка до 80-851) при электровыщелачивании цинксодержащих, материалов - цинковых огарков, окислов, медно-кадмиевым кекса и других составляет металлический цинк, По мере йреимущественного растворения цинка под действием электрического тока после смены его направления вследствие нарушения ме" ханической и гальванической связи осадка с электродов последний постепенно обнажается, а остаток от раст;ворения осадка переходит в состав пульпы в виде шлама, в значительной степени обогащенного (по сравнению с составом исходного осадка) компонентами, более электроположительными, чем цинк. Так, без применения специальных механических приспособлений или дополнительных трудозатрат происходит удаление осадка с электродов по предлагаемому способу и, следовательно, достигается полная регенерация электродов в процессе электровыщелачивания без его прерывания и возможность осуществления способа в непрерывном режиме,В процессе электровыщелачиванияматериалов предлагаемым способом до103 всей продолжительности процессаприходится на растворение ранее полученного катодного осадка под действием электрического тока (сразу10 после реверса тока). Этот периодхарактеризуется резким уменьшениемнапряжения на электродах (от 33-3,6до 0,4-0,5 В) при неизменной величи"не плотности тока. Причиной этого явИ ляется то, что основной реакцией анод"ного процесса в период растворенияосадка становится реакцияЯ.+2 пф -2 е 2 п26Е=-07 В1тогда как до реверса тока на анодепреимущественно протекала реакцияН О -2 е щ 2 Н +0,50Е =+1,23 В223Поэтому периодическое реверсирование тока в процессе электровыщелачивания вызывает уменьшение удельного расхода электроэнергии.В процессе электровыщелачивания30материалов по предлагаемому способуимеет место и цементационное осаждение примесей на растворяющемся цинке.Это происходит в результате взаимодействия с раствором остатка от растворения осадка, содержащего еще зна"чительное количество реакционноспособного металлического цинка. В основном же цементация примесей происходит одновременно с катодным про"цессом на свежей поверхности высокодисперсного цинка, осажденного напредварительно регенерированном электроде. Таким образом, реверс тока приэлектровыщелачивании улучшает очистку.П р и м е р, 208 г медно-кадмиевого кека с влажностью 24,34, полученного в результате цементационнойочистки раствора сульфата цинка металлическим цинком, имеющего состав,; медь 7,08; кадмий 4,44; цинк 41,8,О выщелачивают в 0,650 дм растворасостава, г/дм: .цинк 11,8; сернаякислота 48,5 при 68 С и перемешивании пульпы. с частотой 6,67 1/с. Одновременно через пульпу при помощи свинцово-серебряных электродов (1,03 серебра, величина кетодной поверхнос,ти 1,46 дм ) пропускают постоянный2.электрический ток силой 6,0-0,2 А.5 983892вПо окончании выщелачивания опре- цинковьЬ огарков, медно-кадмиемых кеделяют массу катода с осадком и ана" ков, вельцокислов и т.д., на соврелизируют полученный раствор сульфата менных цинкэлектролитных заводах вы" цинка, а катод с осадком от проведен- зывает уменьщение расхода дефицитной ного опыта используют, не удаляя осад- В цинковой пыли для очистки растворовка, для проведения следующего опыта. сульфата цинка от электроположительВлияние реверса тока на результа- ных .примесей (медь, кадмий и др.), ты электровыщелачивания.медно-кадмие- Поэтому экономический эффект от вого кека показано в таблице, использования предлагаемого способаИспользование предлагаемого спо О на цинкэлектролитном заводе производи"соба выщелачивания полиметаллических тельностью 100 тыс,т чуакового цинка цинксодержащих материалов, например в год составляет 371 тыс.руб.ь ам Чьмс сч Ю ь ОЪ аьО ОЪфеФ ь ь фс аХ фмоеЯ (- й ь Х Р е к 1 -Ф о Ч 1:3сО Хо х ц о е х Х Х ь йС) Чаь м 1 Х Ч ос е й г о Ф (- 1 3 ь м е хО Оое о о сс: о мОсч мсчф ЮЬЧ е" м ОЪ Ч 1.19 988892 1 Оформула изобретения правление электрического тока, про"текающего через пульпу, меняют наСпособ выщелачивания полиметалли- противоположное один раз в течениеческих цинксодержащих материалов в . 1"10 ч,растворе кислоты, включающий электро- В Источники информации,лиз пульпы постоянным электрическим принятые во внимание при экспертизетоком, о т л и ч а ю щ и й с я тем, 1. Лакерник М.М., Пахомова Г.Н.что, с целью уменьшения трудозатратМеталлургия цинка и кадмия. М.,и удельного расхода электроэнергии . нМеталлургияф, 19 б 8; с. 30. 455.и улучшения очистки раствора от при- Ф 2. Авторское свидетельство СССРмесей, в процессе выщелачивания на- , М 773113, кл. С 22 В 19/22, 1960.Составитель Л. РякинаРедактор Е.Лазуренко . Техред М.Костик Корректор О.билакЗаказ 10995/35 Тираж 625 ПодписноеЬНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретениЯ и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д М 5филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,9