СПОСОБ СВЕРТЫВАНИЯ ЗОЛЕЙ И ТОНКИХ СУСПЕНЗИЙ СУЛЬФИДОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ Советский патент 1926 года по МПК C01G1/12 

Предлагаемый способ имеет целью облегчение фильтрования коллоидальных растворов и тонких суспензий сульфидов тяжелых металов.

Известно, что сульфиды тяжелых металлов при промывании водой легко проходят через фильтр, вследствие наступающей пептизации по мере вымывания коагулирующих электролитов. Кроме того, сульфиды тяжелых металлов быстро закупоривают поры фильтра, вследствие чего процесс фильтрования протекает очень медленно. Неудобства отделения сульфидов тяжелых металлов фильтрованием очень заметны даже при лабораторной работе. При отделении же их фильтрованием в фабричном масштабе часто возникают непреодолимые затруднения: с одной стороны, процесс фильтрования идет очень медленно, а с другой - часть сульфида проходит все-таки через фильтр, и получается грязный фильтрат. Вместе с этим промывание осадка с целью полного извлечения продукта является почти невозможным.

Особенно легко пептизируются сероводородом, который, естественно, берется в избытке, сульфиды тяжелых металлов при разложении солей органических кислот, как это известно из работ Лотермозера (Lottermoser-Journ. f. prakt. Chemie (2) 75, 293-306). Поэтому фабричная переработка солей тяжелых металлов органических кислот путем разложения их сероводородом или же сернистыми щелочами представляет чрезвычайно большие затруднения.

Устранить эти затруднения возможно коагулированием сульфидов. Так как сульфиды тяжелых металлов в растворенном виде несут отрицательный заряд, то коагуляцию их можно вызвать коллоидальным раствором окиси металла, каковая в свою очередь будет выпадать из раствора. Однако, этот способ представляет ряд существенных неудобств.

Во-первых, при такой коагуляции необходимо строго подбирать концентрации коагулирующего раствора окиси металла, так как недостаток окиси дает неполную коагуляцию, а избыток приведет к загрязнению окисью металла того раствора, к очистке которого от тяжелых металлов были направлены все усилия. Во-вторых, приготовление концентрированных растворов окиси тяжелых металлов представляет большие технические трудности и обходится очень дорого, а работа со слабыми растворами приведет к совершенно нежелательному разбавлению раствора того продукта, который является целью производства. Наконец, коагуляция сульфидов растворами окисей тяжелых металлов едва ли приведет к хорошему результату при работе в присутствии органических гидроксилсодержащих соединений, так как последние обладают ярко выраженной способностью пептизировать окиси тяжелых металлов.

В виду сказанного авторы предлагают коагулировать золи сульфидов тяжелых металлов разболтанным в воде торфом или бурым углем и другими содержащими гуминовые и гумусовые вещества естественными коллоидами. Но чтобы эти коллоиды сами не оставались в растворе, что вызовет, конечно, загрязнение раствора и затруднит его фильтрование, необходимо в свою очередь разболтанный в воде торф или другой, содержащий гуминовые вещества, коллоид предварительно коагулировать коллоидальной окисью железа или другим способом и уже коагулированный торф прибавлять к раствору, содержащему сульфид тяжелого металла.

В качестве примера изобретатели приводят коагуляцию сульфида железа торфом.

Для опытов были взяты следующие растворы:

Раствор соли Мора (FeSO₄.(NH₄)₂ SO₄. 6Н₂O) - 5%.

Хлорного железа в литре

Бикарбоната натрия в литре.

Раствор сульфида натрия.

Смесь торфа с водой, в которой содержалось 4% сухого вещества.

Коллоидальный раствор окиси железа готовился следующим образом: к определенному объему указанного раствора хлорного железа прибавлялся, при взбалтывании, равный объем раствора бикарбоната натрия; реакция протекала по уравнению:

Этот - раствор применялся для коагулирования торфа.

Коагулирование сульфида железа производилось следующим образом: к раствору соли Мора прибавлялся избыток раствора сульфида натрия; после взбалтывания прибавлялся коагулированный торф и все снова сильно взбалтывалось.

1-й опыт. В литровый цилиндр взято 600 к. см. воды, 20 к. см. раствора соли Мора и 10 к. см. раствора сульфида натрия. В течение 24 часов образовавшееся сернистое железо не показало способности отстаиваться.

2-й опыт. В литровый цилиндр влито 600 к. см. воды, 20 к. см. раствора соли Мора и 10 к. см. раствора сульфида натрия. В отдельном сосуде 20 гр. гидромассы смешаны с 20 к. см. воды и обработаны 30 к. см. коллоидального раствора окиси железа при энергичном взбалтывании. Коагулированный таким образом торф влит в цилиндр с сернистым железом. Очень скоро отстаивается совершенно прозрачная вода. Общий объем составил 700 к. см.

Через 4 мин. - 300 к. см. черного осадка

3-й опыт. Произведен так же, как и второй. Воды 600 к. см., раствора соли Мора - 40 к. см., раствора сульфида натрия - 20 к. см., гидромассы - 20 к. см. + 20 к., см. воды и 30 к. см. коллоидального раствора окиси железа. Общий объем 720 к. см.

Через 15 секунд-700 к. см. черн. осадка

Через 30 минут в цилиндрах №2 и №3 отстоявшаяся прозрачная жидкость была окрашена красным конго (Kongo-roth), и содержимое цилиндра сильно взболтано. Отстаивание происходило с той же скоростью, причем прибавленная краска была сполна поглощена осадком.

4-й опыт. Произведен так же, как и предыдущие. Воды - 600 к., см. Вода окрашена индигокармином; раствора соли Мора - 80 к. см., раствора сульфида натрия - 40к. см., гидромассы - 20 гр. + 20 к. см. воды и 30 к. см. коллоидального раствора окиси железа.

После смешения раствора с коагулированным торфом, в цилиндр добавлено воды до литра и все снова сильно взболтано.

Через 10 минут - 620к. см.черного осадка

Краска не адсорбируется.

5-й опыт. Воды - 600 к. см., раствора соли Мора - 80 к. см., раствора сульфида натрия - 40 к. см., гидромассы 10 гр. + 10 к. см. воды и 15 к. см. коллоидального раствора окиси железа. После смешения в цилиндр добавлено воды до литра, и все сильно взболтано. Через 2,5 минуты - 200 к. см. черн. осадка

6-й опыт. Воды - 600 к. см., раствора соли Мора - 120 к. см., раствора сульфида натрия - 60 к. см., гидромассы 20 гр. + 20 к. см. воды + 30 к. см. коллоидального раствора окиси железа. После смешения в цилиндр добавлено воды до литра и все сильно взболтано.

Через 4 минуты - 900 к. см. черн. осадка

Эти опыты показывают, что после обработки коагулированным торфом содержащие сульфид железа растворы хорошо отстаиваются; таким образом, на химических фабриках можно применять для отделения раствора от сульфидов тяжелых металлов декантацию, а также и промывание осадков вести декантацией.

Обработанный коагулированным торфом сульфид железа не только хорошо отстаивается, но и хорошо отфильтровывается, причем совершенно не показывает способности адсорбировать соли органических кислот, в чем убеждают произведенные опыты с растворами щавелевокислого натрия, причем содержание в растворе щавеловой кислоты было до и после фильтрования проверено титрованием перманганатом.

Способ свертывания золей и тонких суспензий сульфидов тяжелых металлов в целях быстрого отстаивания и облегчения фильтрования, отличающийся тем, что к коллоидальным растворам или суспензиям сульфидов добавляют торф или содержащие гуминовые вещества материалы, предварительно обработанные коллоидальною окисью железа, с целью вызвать коагуляцию этих вспомогательных добавок.