СПОСОБ ОЧИСТКИ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ Российский патент 2006 года по МПК C22B3/20 C22B19/00 C22B3/46 

Описание патента на изобретение RU2282671C2

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при цементационной очистке сульфатных цинковых растворов от примесей.

Известен способ цементационной очистки сульфатных цинковых растворов от примесей, включающий на одной из стадий очистки цементацию цинковой пылью меди и кадмия в медно-кадмиевый кек с дальнейшим его растворением и с получением кадмиевого раствора и медного кека (см. книга Снурников А.П. Гидрометаллургия цинка. - М.: Металлургия, 1981 г., с.198-220).

Недостатком способа является высокий расход цинковой пыли суммарно на все стадии цементационной очистки и низкое качество очищенных растворов.

Наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату является способ цементационной очистки сульфатных цинковых растворов от примесей, включающий стадию очистки от меди и кадмия до остаточного содержания меди менее 0,5 мг/л и кадмия не более 30 мг/л с получением медно-кадмиевого кека с последующим его выщелачиванием до медного кека и конечную стадию очистки от оставшихся примесей с подачей раствора медного купороса и сурьмосодержащей добавки (см. патент №2233893 Россия, опубл. Бюл. №22 10.08.2004).

Недостатком указанного способа является использование товарного порошка сульфата меди для получения раствора медного купороса, что увеличивает затраты на проведение цементационной очистки растворов.

Техническим результатом данного изобретения является снижение затрат на цементационную очистку растворов. Указанный результат достигается тем, что в способе цементационной очистки сульфатных цинковых растворов от примесей, включающем стадию очистки от меди и кадмия с получением медно-кадмиевого кека с последующим его выщелачиванием до медного кека и конечную стадию очистки от оставшихся примесей с подачей медьсодержащего раствора и сурьмосодержащей добавки в качестве медьсодержащего раствора используют раствор от переработки медного кека, производимой в две стадии, включающие промывку от примесей в течение 4-6 час при температуре 50-70°С при конечной рН 2-3 и последующую стадию сернокислотного выщелачивания меди из отмытого кека.

Способ осуществляется следующим образом.

Нейтральный сульфатный цинковый раствор с содержанием примесей, мг/л: меди 200-800, кадмия 300-700, кобальта 2-15, никеля 3-10 поступает на стадию цементной очистки растворов от меди и кадмия. На этой стадии происходит очистка цинковой пылью до остаточных содержаний меди менее 0,5 мг/л и кадмия не более 30 мг/л. Температура раствора поддерживается на уровне 60°С, а продолжительность очистки составляет 1-2 час, рН раствора 4,6-4,9, который регулируется дозированной подачей отработанного электролита к цинк-сульфатному раствору.

Раствор после этой стадии очистки отделяется от твердого медно-кадмиевого кека на фильтрах-прессах. Затем медно-кадмиевый кек выщелачивается в отработанном электролите с получением раствора с содержанием кадмия 10-15 г/л и медного кека с содержанием меди 65-73%. Медный кек подвергается промывке в течение 4-6 час в растворе с начальным содержанием серной кислоты 30-50 г/л и конечным рН 2-3 при температуре раствора 50-70°С. После промывки пульпу фильтруют на фильтре-прессе, при этом фильтрат направляют на репульпацию медно-кадмиевого кека, а отмытый медный кек выщелачивают в растворе серной кислоты при температуре 60-75°С в течение 20-30 час с получением раствора с содержанием меди 50-80 г/л.

Раствор меди, полученный из медного кека, дозируют в цинковый раствор, поступающий на конечную стадию очистки в количестве 25-100 мг/л. В цинковый раствор также вводят сурьмосодержащую добавку (трехокись сурьмы, тартрат калия) для поддержания соотношения сурьмы к сумме (кобальта + никеля) 0,2-1:1. Температура раствора на конечной стадии 75-80°С и рН раствора 4,6-4,9, которая регулируется дозированной подачей отработанного электролита. Продолжительность процесса от 2 до 3 час. Очищенный отделенный на фильтрах-прессах от твердого раствор конечной стадии очистки направляется на электролиз. Предложенный способ испытан в промышленных условиях.

Испытания показали, что очистка сульфатных цинковых растворов от примесей путем использования медьсодержащего раствора от переработки медного кека, полученного в результате промывки его от примесей в течение 4-6 час при температуре 50-70°С при конечном рН 2-3 с последующей стадией сернокислотного выщелачивания меди из отмытого кека позволяет снизить затраты на проведение цементационной очистки растворов.

Пределы изменения продолжительности промывки медного кека, температуры раствора и конечного рН связаны с получением медьсодержащего раствора с минимальным содержанием примесей мышьяка, сурьмы, кобальта и никеля, не влияющих на процесс очистки растворов от примесей на конечной стадии.

Так, при продолжительности процесса менее 4 час, температуре менее 50°С и рН более 3 остаточное содержание примесей в отмытом медном кеке выше необходимого предельного уровня. Примеси потом переходят в медьсодержащий раствор при его сернокислотном выщелачивании и попадают на конечную стадию цементационной очистки, влияя на показатели очистки от примесей кобальта, никеля и кадмия.

При продолжительности процесса более 6 час, температуре более 70°С и рН менее 2 увеличивается переход меди в раствор после отмывки и снижается ее содержание в отмытом медном кеке. Проверку способа осуществляют следующим образом.

На стадию очистки от меди и кадмия поступал сульфатный цинковый раствор с содержанием, мг/л: меди 520, кадмия 480, кобальта 4,9, никеля 5,2. Температура раствора составляла 60°С, рН 4,9. Расход цинковой пыли - 2,2 г/л. Продолжительность очистки 2 час. Раствор отделяли от твердого на фильтре-прессе и при этом получен медно-кадмиевый кек, который выщелачивали в отработанном цинковом электролите (цинка 50 г/л и серной кислоты 165 г/л) и получали медный кек с содержанием меди 65% и кадмиевый раствор. Полученный медный кек отмывали в растворе серной кислоты с начальной концентрацией 40 г/л в течение 5 час при температуре 60°С до рН 2,5. Отмытый медный кек растворяли в растворе серной кислоты в течение 22 час при температуре 70°С и получали медьсодержащий раствор с содержанием меди 65 г/л, который разбавляли водой до 45 г/л меди. Медьсодержащий раствор состава, г/л: медь 45, цинк 1,81, кадмий 0,6, железо 0,012 и мг/л: кобальт 2,2, никель 28, сурьма 33,3, мышьяк 145 подавали на конечную стадию цементационной очистки растворов в количестве 50 мг/л по меди.

Раствор после стадии очистки от меди и кадмия и последующей фильтрации содержал меди 0,9 мг/л и кадмия 13,6 мг/л, кобальта 3,9 мг/л и никеля 2,6 мг/л. Процесс протекал при температуре 80°С с добавкой трехокиси сурьмы в соотношении Sb/Co+Ni в растворе 0,5:1 с расходом цинковой пыли 3 г/л. В аналогичных условиях на том же самом растворе проверяли цементацию примесей на конечной стадии с использованием медьсодержащего раствора, приготовленного из товарного медного купороса, состава, г/л: меди 45,0 и мг/л: цинка 46,39, кадмия 3,9, железо 93,0, кобальт 2,2, никель 930,сурьма 0,036, мышьяк 0,0004.

В таблице приведены сравнительные данные проверки известного и предлагаемого способа цементационной очистки сульфатных цинковых растворов от примесей.

Таблица.СпособыМедьсодержащий растворТемператураДобавка по меди, мг/лРасход Zn-пыли, г/лСодержание примесей в очищенном растворе, мг/лСоNiCdИзвестныйИз товарного CuSO480°С503,00,160,150,3ПредлагаемыйИз медного кека80°С503,00,150,110,3

Как видно из полученных данных, использование предлагаемого способа цементационной очистки сульфатных цинковых растворов позволяет получать очищенный раствор по качеству не хуже, чем при известном способе. С учетом цены на товарный медный купорос затраты на цементационную очистку снизятся на 10 млн рублей.

Похожие патенты RU2282671C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОЧИСТКИ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ 2004
  • Казанбаев Леонид Александрович
  • Козлов Павел Александрович
  • Колесников Александр Васильевич
RU2274667C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ 2003
  • Казанбаев Л.А.
  • Козлов П.А.
  • Колесников А.В.
  • Болдырев В.В.
  • Шипицын И.В.
  • Затонский А.В.
RU2233893C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ 2003
  • Казанбаев Л.А.
  • Козлов П.А.
  • Колесников А.В.
  • Болдырев В.В.
  • Шипицын И.В.
  • Затонский А.В.
RU2238993C1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ОТ ХЛОРА СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ 2008
  • Решетников Юрий Васильевич
  • Козлов Павел Александрович
  • Колесников Александр Васильевич
RU2372413C1
Способ непрерывной двухстадийной очистки цинковых растворов от примесей 1980
  • Миронов Юрий Михайлович
  • Ярославцев Александр Сергеевич
  • Плужников Анатолий Михайлович
  • Голяндина Нина Алексеевна
  • Зуев Александр Иванович
SU876760A1
СПОСОБ ОЧИСТКИ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ 2000
  • Гейхман В.В.
  • Казанбаев Л.А.
  • Козлов П.А.
  • Колесников А.В.
  • Кубасов В.Л.
  • Головко Ф.П.
  • Затонский А.В.
RU2172351C1
Способ очистки цинковых растворов от примесей 1990
  • Чекушин Владимир Семенович
  • Спектор Ольга Владимировна
  • Шапова Елена Юрьевна
SU1724710A1
Способ выщелачивания медно-кадмиевых кеков 1981
  • Елисеев Евгений Иванович
  • Третьякова Елена Гиршевна
  • Яковлева Наталья Ивановна
SU979514A1
Способ непрерывной двухстадийной очистки сульфатных цинковых растворов от примесей 1982
  • Шишкин Иван Васильевич
  • Голяндина Нина Алексеевна
  • Кутняков Анатолий Николаевич
  • Сысоев Борис Александрович
  • Корнилов Василий Иванович
  • Пискунов Виктор Михайлович
  • Зуев Александр Иванович
  • Евтюхов Валентин Егорович
  • Плужников Анатолий Михайлович
  • Ярославцев Александр Сергеевич
SU1043177A1
Способ очистки раствора сульфата цинка от меди и кадмия 1982
  • Елисеев Евгений Иванович
SU1018993A1

Реферат патента 2006 года СПОСОБ ОЧИСТКИ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ

Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано при цементационной очистке сульфатных цинковых растворов от примесей. Предложенный способ включает стадию очистки от меди и кадмия с получением медно-кадмиевого кека с последующим его выщелачиванием до медного кека и конечную стадию очистки от оставшихся примесей с подачей медьсодержащего раствора и сурьмусодержащей добавки. В качестве медьсодержащего раствора используют раствор от переработки медного кека. Переработка медного кека включает промывку от примесей в течение 4-6 часов при температуре 50-70°С и конечном рН 2-3 и последующую стадию сернокислотного выщелачивания меди из отмытого кека, обеспечивается снижение затрат на цементационную очистку. 1 табл.

Формула изобретения RU 2 282 671 C2

Способ цементационной очистки сульфатных цинковых растворов от примесей, включающий стадию очистки от меди и кадмия с получением медно-кадмиевого кека с последующим его выщелачиванием до медного кека и конечную стадию очистки от оставшихся примесей с подачей медьсодержащего раствора и сурьмосодержащей добавки, отличающийся тем, что в качестве медьсодержащего раствора используют раствор от переработки медного кека, производимой в две стадии, включающие промывку от примесей в течение 4-6 ч при температуре 50-70°С и конечном рН 2-3 и последующую стадию сернокислотного выщелачивания меди из отмытого кека.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2006 года RU2282671C2

СПОСОБ ОЧИСТКИ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ ОТ ПРИМЕСЕЙ 2003
  • Казанбаев Л.А.
  • Козлов П.А.
  • Колесников А.В.
  • Болдырев В.В.
  • Шипицын И.В.
  • Затонский А.В.
RU2233893C1
Способ очистки цинковых растворов от кобальта 1958
  • Клименко В.Л.
SU117463A1
СПОСОБ ОЧИСТКИ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ ОТ МЕДИИ КАДМИЯ 0
SU187307A1
Способ очистки растворов сернокислого цинка от кобальта и никеля 1976
  • Беньяш Евгений Яковлевич
  • Булахова Вера Ивановна
SU668956A1
СПОСОБ ПРИГОТОВЛЕНИЯ РАСТВОРОВ С ДОБАВКАМИ И ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ 2003
  • Нуньес Густаво А.
  • Мата Клара Е.
  • Бланко Каролина
RU2313453C2
СПЛАЙН-ИНТЕРПОЛЯТОР 1999
  • Агиевич С.Н.
  • Колесников В.Б.
  • Малышев С.Р.
  • Подымов В.А.
  • Смирнов П.Л.
RU2165099C2
Буровой агрегат 1960
  • Гартенфлюс В.Б.
  • Карпенко Л.П.
  • Колибаба В.Д.
  • Малахов Я.А.
SU134644A1

RU 2 282 671 C2

Авторы

Казанбаев Леонид Александрович

Козлов Павел Александрович

Колесников Александр Васильевич

Болдырев Виталий Васильевич

Павлов Александр Дмитриевич

Черняков Максим Александрович

Даты

2006-08-27Публикация

2004-09-29Подача