Способ извлечения кадмия из ксантогенатных кеков Советский патент 1984 года по МПК C22B17/04 

00

ю Изобретение относится к .металлур гии цветных и может быть использован для извлечения металлов из отходов гидрометаллургического производства, в частности для извлечения кадмия из ксантогенатных каков, полученных при очистке цинковых растворов об кобаль та. . Известен способ переработки ксантогенатных кеков сульфатизирующим обжигом кеков со смесью серной кислоты и сульфата натрия при 500 flj. Недостатками данного способа являются тяжелые условия труда и многостадийность технологии. Наиболее близким к изобретению по технической сути и достигаемому результату является способ извлечения кадмия из ксантогенатных кеков, включающий выщелачивание сернокислым раствором при нагревании и перемешивании. Кадмий выщелачивают раствором серной кислоты при кислотности 50-60 г/л с механическим перемешиванием при Ж:Т (5-6):1. Процесс выщелачивая ведется при 40-50С до постоянной кислотности 15-20 г/л. Выщел чивание кеков при таких условиях поз воляет получить раствор с содержанием 5-10 г/л кадмия и 10-15 г/л цинка а полученный кек имеет следующий сос тав, %: кадмия 1,5-4,0; цинка 3,7; кобальта 4-8, Как такого состава скл дируется на открытой площадке 2}. Однако выщелачивать кадмий более полно не удается, так как при по выше НИИ температуры выше 55°С или повыше нии кислотности ксантогенатный кек сворачивается, окомковывается в асфальтоподобную массу из-за выде.Чения диксантогена, который смачивае кек. Целью изобретения является повышение степени извлечения кадмия. Поставленная цель достигается тем что согласно способу извлечения кадмия из ксантогенатных кеков, включающему выщелачивание сернокислым раствором при нагревании и перемешивании выщелачивание пульпы ксантогенатного кека ведут в отработанном электролите с окислителем и цинковым огарком при 70-90°С и соотношении кек;огарок 1:(80-160), а остаток от выщелачивания отжигают в восстановительной ат мосфере при 1250-1300°С. Ксантогенатный кек выщелачивают в отработанном электролите совместно с окислителем, что обеспечивает перевод кадмия в раствор, в то же время при зтих условиях ксантогенат кобальта не разрушается и кобальт в раствор не переходит. Повышенная температура (ТО-ЭО-С) способствует переходу в раствор кадмия и предотвращает флотацию ксантогенатного кека, в а совместное выщелачивание с цинковым огарком обеспечивает раояихтовку кека в массе огарка и предотвращает его окомкование, что в конечном итоге обеспечивает извлечение в растворимой при этах условиях значительной части кадмия. Нерастворимая часть ксантогенатного кека переходит в цинковый кек, который затем направляется на восстановительный обжиг при 1250-1300°С. При обжиге труднорастворимые соединения кадмия и цинка восстанавливаются до металлов, возгоняются, окисляются и улавливаются в виде окислов, которые затем направляются в цинковое производство, а органическая часть ксантогенатного кека сгораяет при высокой температуре. Кобальт и другие труднолетучие металлы остаются в остатке от переработки - клинкере, который Направляется в медеплавильное производство. Пример 1. Для опытов взят ксантогенатный кек следующего состава, %: кадмий 9,46; цинк 11,9; кобальт 3,26,и обедненный кадмиевый раствор, содержащий 12,2 кг/л кобальта, 130 мг/л кадмия и 134 г/л цинка. Цинковый огарок содержал 0,24% кадмия и 0,012% кобальта. Навеску ксантогенатного кека репульпировали вi 100 мл обедненного кадмиевого раствора, а затем в необходимой последовательности загружали пульпу ксантогенатного кека, двуокись марганца и цинковый огарок в отработанный электролит объемом 400 мл. Процесс выщелачивания вели в течение 1 ч при 8085°С с механическим перемешиванием. Конечное рН 5,2. Для получения сравнительных данных параллельно проводили опыты по выщелачиванию огарка без ксантогенатного кека (опыты 1,3,5). Результаты выщелачивания при различной последовательности загрузки компонентов приведены в табл. 1. Из табл. 1 следует, что максимальное извлечение кадмия в раствор получают, когда в отработанный электролит Подают пульпу ксантогенатного кека, марганцевую руду и огарок (опыт 2). Кобальт при такой последовательности загрузки компонентов в раствор из ксантогенатного кека не переходит, а извлечение кадмия в этом случае максимальное. Пример 2. .С целью выяснения оптимального соотношения количества ксантогенатного кека и огарка при выщелачивании проведены опыты с добавлением разного количества ксантогенатного кека по условиях опыта 2, табл. 1. Результаты опытов сведе-ны в табл. 2. Из табл. 2 следует, что при соотношении кек:огарок 1:80 (опыт 3) извлечение кадмия в раствор из ксантогенАТного кека достигает 77,2%. При увеличении соотношения как:огарок 1:160 (опыт 2) извлечение кадмия уве личивается незначительно, а при соотношении 1:16 (опыт 3) извлечение кадмия падает до 57,7%, т.е. увеличение количества огарка в соотношении кек:огарок не ухудшает выщелачивания кадмия, а уменьшение снижает его извлечение в раствор, т.е. наиболее подходящими условиями для выщелачивания кадмия из ксантогенатного кека является соотношение кек: огарок 1:(80-160). Пример 3, Кек, полученный в результате выщелачивания в опыте 3 (табл 2) и опыте 2 (табл. 1),высушен и зашихтован с 40% коксика. Шихта загружена в кварцевую лодочку и прокалена в течение 1 ч при 1250-1300С в трубчатой печи,, В табл. 3 приведены резульаты обжига. Из таблицы следует, что извлечени кадмия в возгоны достигает 97,2%. Прокаливание при температуре ниже 1250С не обеспечивает достаточно полной возгонки кадмия, а увеличение температуры выше нецелесообразно, вследствие оплавления материала и повышенного расхода топлива. П р и м е р 4. Результаты изучения влияния температуры вып(елачивания на степень извлечения кобальта и кадмия в раствор приведены в табл. 4. Ксантогенатные кеки, характеристики которых представлены в табл 2. (опыты 2 и 3), подвергают выщелачиванию в интервале температур бО-ЭО С в течение 1ч. Способ извлечения кадмия испытан в лабораторных условиях. Установлено, что степень извлечения кадмия из ксантогенатных кеков по предлагаемому способу 76-78%, по известному 4550%. Таким образом, использование предложенного способа переработки ксантогенатных кеков позволяет повысить извлечение кадмия. Экономический эффект от использования изобретения по сравнению с прототипом состоит 203 руб. от переработки 1 т ксантогенатного кека. Таблица 1

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КАДМИЯ ИЗ КСАНТОГЕНАТНЫХ КЕКОВ, включающий выщелачивание сернокислым раствором при нагревании и перемешивании, о т л и чающийс я тем, чт.о, с целью повышения степени извлечени кадмия, выщелачивание пульпы ксантогенатного кека ведут в отработанном электролите с окислителем и цинковым огарком при 70-90°С и соотношении кек:огарок 1:

Продолжение табл. 1 Примечание Условия опытов Компоненты. Примечан Условия опытов.

Продолжение табл.1

Таблица

Продолжение табл. 2 Объем отработанного электролита 400 мл Температура выщелачивания 80-85°С Продолжительность выщелачивания 1 ч А-Обедненный кадмиевый раствор Б-Пиролюзит В-Цинковый огарок Г-Ксантогенатный кек ие. Объем отработанного электролита400 мл Вес цинкового огарка80 г Объем объединения кадмиевого раствора 100 мл Температура Время1 ч Конечное рН5,2 100 МП 2 г 80 г 1 г 80-85 С

54,4

104 98

0,15 О, 19 39,1

10,8 205400

10,520178,00,010,1538,9

43,4 299,6400

10,531277,50,0520,29,7

10,8 205400

11,723371,20,0120,1443,5

43,4 299,6400

10,8 205400

54,4 299,6400 15,342068,00,0170,1514,1 Примечание. Условия опытов.

Таблица

95,9

4,3

4,1 2,8 97,2 2,7

Таблица 4

О 46,9

1,8 64,6 3,7 76,1 Объем отработанного электролита 400 мл V-Беднокадмиевого раствора100 мл Ксантогенатный как1 г Пиролюзит2 г Цинковый огарок80 г Время1 ч Конечное рН5,2