Способ электролитического выделения тяжелых цветных металлов из кислых растворов Советский патент 1983 года по МПК C25B1/00 B01D61/44 C25C1/00 

Изобретение относ+1тся к цветной металлургии, к электролитическому выделению металлов и непрсредственно к способам с применением ионитовых мембран. Известен способ электролитическог выделения сульфидов тяжелых цветных металлов из растворов выщелачивания тонкодисперсных материалов в электролизе с нерастворимым анодом OJ . Недостатки из вестногр спороба -. совместное выделение в осадок сульфи дов металлов мышьяка и сурьмы, и применение способа только для слабокислых растворов, имеющих РНрт 3 др7.;;::, . -У-- V ; , /; Найбрлее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаеt y результату является способ элек ролитическргр: выделения тяжелых цвет ных металлов из кислых растворов в виде сульфидов в электродиализатрре, .разделенном ионообменной диафраг МЬЙ F2. J ,, ... .... . , -; , . . : , . , . ч Недостатком известного способа яв дяется то, тр совместно с металлами в виде сульфидов рсаждаются мышьяк и сурьма.. .:;;;-:.: ;.,,; . | ,; ,;..: Цель изобретения повь1шение степени очистки сульфидов от мышьяка и .сурьмы,, .;,.. . ,- : ,:,; - ;, J.;- ..- . ПрставлеНная -цель достигается тем что согласно способу электролитическрго выделения тяжелых цветных меТал лов из кисльгх растворов в виде суль фидов в электродиализаторе, разделен ном ионообменной диафрагмой, в катодную камеру подают растврр серной кислоты концентрации 0,5-1 г/л с дис пергированной в ней элементарной серой из расчета 120-150 рт теоретически необходимого на связывание йрнрв тяжёлых цветныхметаллов в их сульфиды., Кроме тбго, в качестве ионообменной диафрагмы испрльзуют катирнитовую мембрану. . Электролиз ведут при плотности то ка 200-2000 А/м и температуре элёкт ррлйта 10-70°С. Способ осуществляется в двукамерном диализаторе с нерастворимыми электродами, разделенными катиоиитовой мембраной. В катодную камеру подают циркулирующий раствор серной кислоты концент рации 0,5-1 г/л с диспергированной в ней элементарной серой из расчета 120-150% от теоретически необходимого 66 на связывание ионов тяжелых цветньПк металлов в их сульфиды. В анодную камвг у подают сИльнокислые растворы электролитйческргр рафинирования меди или слабокислые растворы кучногр выщелачивания забалансовых руд. Процесс электролиза ведут при плотности трка А/м и температу ре электролита 10-/оС. : Под действием электрического трка ионы тяжелых цветных металлов Gu NI и Fe, ;нахрдящи ася в растворе в кати)нной , переходят через катирнитовую мембрану в катодную камеру, где и рс даютСя в виде их сУль( за смет образования свободных ирнрв монрсульфиднРЙ серы, CBJTзывакмдих ионы тяжелых металлов в трудно | аствррймые сульфиды. Мышьяк и сурьма, нахо/1ящиеся в растворе в Фррме недиссрч чйррванных мрлекул и (или) анионрв, остаются6 анодной камере: ;;Так как катирнообмённая мембрана не прЬлускаеТ: недиссрцииррванЧ ные молекулы и анионы. Процесс з лёктролиза ведут до nepetsoaa ионрВ; тяжелых металлрв из анрднрй камеры в катодную. КатрЛит после фильтрации оСадка сульфидов используется повторно, а рсадркподвергается дальнейшей riepe;pa(5oTKe.у; л-. У:-.;;, :- /:/:,::;/: Анолит после очистки от шшьяка и Сурьмы возвращается в технологический пррцесс эЛектрорафийирования или вьяцёлачивания, а осадок мышьяка и сурьМи на захрронёние. П р и м е р 1. Выделение сульфидов из промышленного раствора элект роЛитичёского рафинирования меди. Испытания приводят в электррдиализной ячейке рбъемок 1 л, райделенной кatиoнитoвpй мембранрй на две. равные по камеры и снабженной электродами из йержавеющей стали. В анрдную камеру сил ьнокислый промышленный электролит с содержанием, т/лг , ,,; . ;,..,. ,.-:. Сернак кислота 110-120 Медьm- k Никель28- 30 Мышьяк .23-26 Сурьма tk:,B «елезо0,6-1,0 В катодную камер у - серную Кислру концентрации 0,2-1,7 г/л с диспергиробаннрй в ней элементарной серой из расчета 36-66 г/л, что составляет 100-170 от терретически необхрдимо-j . ,3, го на связывание ионов тяжелых ных металлов в их сульфиды. Процесс электродиализа ведут при плбтности тока 100-3000 А/м, темпе ратуре электролита в течени 3-80 ч. Результаты сведены в табл. I. Как показывают результаты испыта ний, наиболее эффективные результа ты получены при концентрации кислот в катодной камере 0,5-1 г/я с дис- пергированной в ней элементарной се рой из расчета 120-150 от теоретияески необходимого на связание ионов Си, Ы1 и Fe в них сульфиды, плотности тока 200-2000 А/м и температуры электролита 10-70 С. При содержании кислоты в катодно камере ниже, 0,5 г/л происходит гюстепениая пассивация мембраны и замедяяется пропускание катионов нетаялов. При содержании кислоты выще 1 г/л снижается эффективность осаждения металлов на 25-50. При плотностях тока до 20(0- / 2tJWJ А/м идет устойчивый процесс эяектродиализа и соосаждения сульфидов. При плотностях тока емое 2000 А/н наступает предел прог скйой способности мембраны по катио а металлов. Ведение процесса при плот ности тока ниже 200 А/м нецелесо образно по экономическим причинам из-за высокого времени процесса и возрастайии капитальных затрат. цвет 64 П р и м е р 2. Испытание предла-.i гаемого способа по выделению сульфидов из промышленных слабокислых растворов кучного выщелачивания забалансовых медных руд с низким ср держанием компонентов, г/л: Серная кислота 1,3-1,8 1,1-1,5 0,8-1,0 Никель Мышьяк 0,9-1,0 Сурьма 0,1-0,3 0,06-0,08 Железо В катодную камеру подают серную кислоту концентрации 0,5 г/л с диспергированной в ней элементарной серой из расчета г/л, что составляет 150-200% от теоретически необходимого на связывание ионов металлов в их сульфиды. В анодную камеру подают растворы кучного выщелачивания забалансовых РУД. Процесс:электродиализа проводят при плотности toKa 200-2000 А/м течен |е 1 -8 ч при температуре электролита 18-20 С, в результате, чего через анодную камеру пропускают 10 л р.твора.;,..:, -.л : :-.,,;/- -v ; Результаты сведены в табл. 2. . Как показывают результаты испытаний, предлагаемый способ обеслечйваet |рюлу чение чистцх ос ад ков сул ьфидов тяжелых цветных металлов с содержанием мь1Шьяка и сур1ЬмЫ: не более 0,001 % против 18,07. и 1 Л1 по прототипу. Экономический эффект за счет снижения затрат на очистку медного электрюлйта составляет tO тыс. руб.

- « 1- го

гл -оо (ПилООООгг чО1Ло

««чIkелсэ

« о о ГЛ о

ГЛ . « 1,

.

f sечоо

гл «м о сэ са о

-Г

ч-о

оо

т - то

о гч о

«м

ол о гч

s| г- о о

-о

1. СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ВЫДЕЛЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ кислых РАСТВОРОВ в виде сульфидов в электродиализаторе, разделенном ионообменной диафрагмой, о т л и -чающийся тем, что, с целью повышения степени очистки сульфидов от мышьяка и сурьмы, в катодную камеру подают раствор серной кислоты концентрации 0, г/л с диспергированной в ней элементарной серой из расчета 120-150 от теоретически необходимого на связывание ионов тяжелых цветных металлов в их сульфиды. 2,Способ по п. 1, о т л и чающийся тем, что в качестве ионообменной диафрагмы используют катионитовую Мембрану, 3.Способ по п. 1, отличающ и и с я темj что электролиз ведут при плотности тока 200-2000 А/м и температуре электролита 10-70с. (Л

rf

«.

о

о сг«

о о о SJ

о

II

f.ff

о

л

О

«л еа З: «л

о оо I о о

С9

-ао

1Л

о

о о

-1.г-Ct

о

J- о 00

ооа0)

-q

kм. «ц

«.

о ооо

о о о

о оо и

смел

I CVl 1-л -ЧА о .оЩ

. г о о о1 CSI -

о |

1Л

л

J

0о

00

со

«3 so

jj- о О

t N ел М

1см I

I I I

ооо

.- ео л J

ОО ff -it «м м

м сч

«- О О гс t

3 - OI jQ л 4) -о «

«rt U. зГ tn

U г (Л

о

лш

о г.

«э

JT

о ем

о о «м