СПОСОБ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ИНДИЯ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2004 года по МПК C22B58/00 C22B3/26 

Изобретение относится к технологии редких и рассеянных элементов и может быть использовано при извлечении индия из сульфатных цинковых растворов с повышенным содержанием кремнезема.

Известен способ концентрирования индия, включающий стадию экстракции индия из сульфатных цинковых растворов 0,3 н. раствором Д2ЭГФК в керосине (см. кн. Металлургия редких металлов. Авторы: Зеликман А.Н. и др., М. "Металлургия", 1978 г., с.466).

Недостатком указанного способа является то, что процесс проводится с использованием растворителя керосина с низкой температурой вспышки, что требует дополнительные капитальные затраты на обеспечение пожаробезопасности участка экстракции.

Известен способ концентрирования индия, включающий стадию экстракции индия из сульфатных цинковых растворов органической фазой состава:
Д2ЭГФК (ди-2-этилгексилфосфорная кислота) - 0,7 М (18,5 об.%)
ТАА (триалкиламин) - 0,2 М (4,4 об.%)
Растворитель (синтетическая жирная кислота (СЖК) фракции С₇-С₉ (ГОСТ 23239-78)) - 77,1 об.%
(см. Цветные металлы, 1992 г., 2, с.44-45).

Недостатком указанного способа является то, что в состав органической смеси входит триалкиламин, который вместе с органической фазой частично попадает в основной гидрометаллургический цикл и оказывает отрицательное влияние на показатели электролиза цинка.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ концентрирования индия из сульфатных цинковых растворов, включающий стадию экстракции органической фазой состава:
Д2ЭГФК - 0,7 М (19,4 об.%)
СЖК фракции С₇-С₉ - 80,6 об.%
с последующей реэкстракцией его раствором серной кислоты с хлоридсодержащим реагентом (см. патент 2048563. Опубликовано 20.11.95 г., Бюл. 32 по кл. С 22 В 58/00).

Недостатком указанного способа является высокая вязкость (выше 12-15 мм²/с) и плотность (выше 0,92-0,94 г/см³) органической фазы, что затрудняет переработку растворов с повышенным содержанием геля кремнезема 300-500 мг/л (норма для экстракции известным составом органической фазы 50-150 мг/л кремнезема в растворах, поступающих на экстракцию) в связи с интенсивным образованием трудно расслаивающихся эмульсий.

Техническим результатом данного изобретения является снижение образования трудно расслаивающихся эмульсий при переработке растворов с высоким содержанием геля кремнезема, снижение потерь индия с рафинатом и эмульсиями и тем самым повышение его извлечения на стадии экстракции. Указанный результат достигается тем, что в способе концентрирования индия из сульфатных цинковых растворов, включающем стадию экстракции индия органической фазой, содержащей ди-2-этилгексилфосфорную кислоту (Д2ЭГФК) в разбавителе - синтетической жирной кислоте (СЖК) фракции С₇-С₉ и последующую стадию реэкстракции индия раствором серной кислоты с хлоридсодержащим реагентом, в органическую фазу, подаваемую на экстракцию, дополнительно вводят нефтяной парафин фракции С₁₃, при следующем соотношении компонентов, об.%:
Ди-2-этилгексилфосфорная кислота - 15-20
Синтетическая жирная кислота фракции С₇-С₉ - 35-40
Нефтяной парафин фракции С₁₃ - 40-50
Способ осуществляется следующим образом.

Исходный сульфатный цинковый раствор проходит стадию восстановления железа, затем пульпа фильтруется на фильтр-прессах и отфильтрованный раствор состава, г/л: цинк 80-120, индий 0,2-1,0, железо менее 0,1, медь 3-10, кремнезем 0,2-0,5, кислотность 20-40 поступает на экстракцию. Экстракция проходит при использовании органической фазы, включающей Д2ЭГФК (ТУ - 06-02-1047-78), СЖК фракции С₇-С₉ (ГОСТ 23239-78) и нефтяной парафин фракции С₁₃ (ТУ 0255-042-04689375-95) в соотношениях, соответственно, об.%: (15-20), (35-40) и (40-50). Соотношение водной и органической фазы на стадии экстракции 3:1. Реэкстракцию индия проводят раствором состава, г/л: 400 Н₂SO₄ и 25 NaCl. Соотношение органической и водной фазы на стадии реэкстракции составляет 5: 1. Полученный реэкстракт с содержанием индия 30-40 г/л направляют на последующие стадии очистки, цементации и т.д.

Предложенный способ испытан в промышленных условиях.

Испытания показали, что экстракция индия из сульфатных цинковых растворов с высоким содержанием геля кремневой кислоты органической фазой состава, об. %: Д2ЭГФК 15-20, СЖК 35-40, нефтяной парафин 40-50, позволяет практически исключить образование трудно расслаивающихся эмульсий, уменьшить потери индия с эмульсиями и рафинатом, что увеличивает его извлечение на стадии экстракции. Пределы изменения компонентов в органической фазе связаны с ее экстракционной способностью и вязкостью. Так, при увеличении количества СЖК более 40% возрастает вязкость органической фазы выше оптимальной (6-9 мм²/с) и приводит к увеличению образования эмульсий. При увеличении содержания парафина выше 50% уменьшается вязкость органической фазы (менее 6 мм²/с), что ухудшает разделение фаз и повышает потери индия с рафинатом. При снижении количества Д2ЭГФК ниже 15% повышаются потери индия с рафинатом и уменьшается производительность установки. При содержании Д2ЭГФК более 20% показатели извлечения индия не увеличиваются, однако возрастают затраты на дорогостоящий экстрагент. Таким образом, только в предлагаемом соотношении компонентов в органической фазе достигается максимальный эффект на стадии экстракции индия из сульфатных цинковых растворов с повышенным содержанием геля кремневой кислоты.

Проверку способа осуществляли следующим образом.

Сульфатный цинковый раствор с повышенным содержанием кремнезема состава, г/л: цинк - 105, индий - 55, кремнезем - 0,4, подавали на стадию экстракции вместе с органической фазой состава, об.%: Д2ЭГФК 15-20, СЖК 35-40, нефтяной парафин 40-50. Вязкость органической смеси составляла 7,5 мм²/с. Производительность установки по цинковому раствору составляла 5 м³/ч, а соотношение водной и органической фаз на стадии экстракции составляло 3:1.

В аналогичных условиях был проверен известный способ.

В таблице приведены сравнительные данные проверки известного и предлагаемого способов концентрирования индия из сульфатных цинковых растворов. Как видно из полученных данных, при использовании предлагаемого способа при экстракции сульфатных цинковых растворов с высоким содержанием кремнезема практически исключается образование трудно расслаивающихся эмульсий, снижаются потери индия с рафинатом и эмульсиями, что увеличивает извлечение индия на стадии экстракции на 3,6%.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к технологии редких и рассеянных элементов, и может быть использовано при извлечении индия из сульфатных цинковых растворов с повышенным содержанием кремнезема. Изобретение позволяет снизить образование трудно расслаивающихся эмульсий, повысить извлечение индия на стадии экстракции. Для этого в состав органической фазы, содержащей ди-2-этилгексилфосфорную кислоту и синтетическую жирную кислоту фракции С₇-С₉, дополнительно вводят нефтяной парафин фракции С₁₃. 1 табл.

Способ концентрирования индия из сульфатных цинковых растворов, включающий стадию экстракции индия органической фазой, содержащей ди-2-этилгексилфосфорную кислоту в разбавителе - синтетической жирной кислоте фракции С₇-С₉, и последующую стадию реэкстракции индия раствором серной кислоты с хлоридсодержащим реагентом, отличающийся тем, что органическая фаза содержит нефтяной парафин фракции С₁₃ при следующем соотношении компонентов, об.%:

Ди-2-этилгексилфосфорная кислота 15 - 20

Синтетическая жирная кислота

фракции С₇-С₉ 35 - 40

Нефтяной парафин фракции С₁₃ 40 - 50