Способ осаждения цветных металлов из сульфатных растворов Советский патент 1985 года по МПК C22B3/00 

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, в частности к технологии осаждения этих металлов из растворов в виде сульфидов. Цель изобретения - удешевление процесса. Пример 1 (известный). Проводят выделение никеля из 1 л раствора следукяцего состава, г/л: никель 7,0 кобальт 0,25 железо .17,5, сульфат-ион 42,0. Осадитель (раствор тиосульфата кальция) содержит, г/л: тиосульфатная сера 82,0, кальций 51,3. Сульфатный никельсодержащий раствор нагревают в автоклаве до 135 С, после чего вводят 235 мл осадителя (из расчета 2,4 моль тиосульфата кальция на 1 моль никел и кобальта). Смесь вьщерживают при 135 С и перемешивают в течение 40 мин, после чего охлаждают и филь руют. В результате опыта получают ,раствор с концентрацией никеля 0,02 г/л, кальция 0,2 г/л. Осадок содержит,%: никель 11,35; кобальт 0,6; кальций 10,5. Выход осадка 61,7 г, извлечение никеля и кобальта в осадок составля ет 99,65 и 96,2% соответственно. Пример 2 (предлагаемый). Состав сульфатного раствора и реаге та-осадителя и их расход такой же. как в примере 1. Сульфатный раствор и реагент-оса дитель смешивают при комнатной температуре (20 с), после перемешивани и в течение 10 мин осадок (гипс) от фильтровывают и промывают 100 МП воды. Фильтрат объединяют с промьгон ми водами, нагревают в автоклаве до , после чего перемешивают в течение 40 мин. Сульфидный осадок отфильтровывают. Раствор после осаждения содержи 0,018 г/л никеля (извлечение 99,66% извлечение в осадок кобальта 96,3% Выход гипса составляет 45,0 г, выхо сульфидного осадка 16,7 г. Состав сульфидного осадка,%: никель 41,9%; кобальт 1,45; кальций 0,7; железо 2,2. Пример 3. Проводят вьщелен меди из 1 л раствора следующего сое тава, г/л: медь 5,8- железо 10,5; магний 1,6, сульфат-ион 33,2; рН 3. Состав осадителя такой же, как в примере 1, расход 105 мл (из расчета 1,5 моль тиосульфата кальция на 1 моль меди). Сульфатный раствор и реагент-осадитель смешивают при комнатной температуре (20 с). После перемешивания в течение 10 мин отделяют фильтрацией осадок гипса и промывают 100 мл воды. Фильтрат объединяют с промывными водами, нагревают до 90 С и вьщерживают при перемешивании в течение 15 мин, после чего отфильтровывают осадок сульфида меди. Выход гипса составляет 22,8 г. Выход сульфидного осадка 9,5 г. Извлечение меди 100%. Сульфидный осадок содержит, %: медь 61,2 железо 0,1; кальций 1,2. Пример 4. Выделение цветных металлов ведут из 1 л раствора следующего состава, г/л: никель 7,0; медь 2,0; железо 1,7; сульфат-ион 17,7,- рН 3. Состав осадителя такой же, как в примере 1. Расход осадителя 2,3 моль на 1 моль цветных металлов. В никельсодержащий раствор вводят 60 г десятиводного сульфата натрия.. В результате концентрация сульфатиона в растворе составляет 35,6 г/л, что соответствует молярному отношению сульфат-иона в никельсодержащем растворе к иону кальция в осадителе, равному 1,23. Затем в сульфатный раствор при различных температурах вводят тиосульфат кальция. Смесь подвергают перемешиванию в течение 10 мин, после чего отфипьтровьгоают осадок гипса и промывают его 100 МП воды. Фильтрат и объединенные промывные воды нагревали до заданной температуры и перемешивают в течение 15 мин, после чего отфильтровьюают осадок сульфида меди. Фильтрат нагревают до 135 С и перемешивают при этой температуре в течение 40 мин, затем отфильтровывают осадок сульфидов никеля и кобальта. Условия опытов и результаты эксперимента приведены в табл. 1.

Пример 5. Осаждение меди из 1 л раствора, содержащего, г/л: никель 10,5;. кобальт 0,38;железо 5,4; сульфат-ион 26,5; рН 3,2. Состав осадителя такой же, как в примере 1, расход 352 мл (2,4 моль тиосульфата на 1 моль никеля и кобальта) . В сульфатный раствор вводят при перемешивании различные количества десятиводиого сульфата натрия .

193173«

В полученный сульфатный раствор при вводят смесь в течение 10 мин, отделяют фильтрацией гипс и промьшают его водой (100 мл). 5 Фильтрат и объединенные промывные ,воды нагревают до 135 С и вьщерживают при перемешивании в течение 140 мин, затем отделяют осадок сульфидов никеля и кобальта. 10 Условия эксперимента и составы осадков сведены в табл. 2. I Т .а б Л и ц а 2 ,

1. Способ осаждения цветных металлов, например меди, никеля и |(;обальта, из сульфатных растворов, рключающий введение тиосульфата кальция, нагревание, вьщерживание прИперемешивании и отделение сульфидов цветных металлов от раствора отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса, перед нагреванием смесь сульфатного раствора и тиосульфата кальция вьдерживают при перемешивании и отделяют гипс. 2.Способ по П.1, отличающийся тем, что введение тиосульфата кальция осуществляют при 0-40°С. 3.Способ ПОП.1, отличающийся тем, что в сульфатный раствор вводят сульфат натрия, поддерживая молярное отношение сульфат(Л иона в растворе к иону кальция в тиосульфате, равное 1,0-1,5. с 4.. Способ по П.1, отличающийся тем, что сульфид меди отделяют при 80-95 С.

Предлагаемый по примеру 5

Известный

Способ

Извлечение, %

N1 Со N1 99,598,222,50,800,2510,9

99,698,033,01,210,175,15

99,598,341,81,590,190,32

Известный. 99,5 98,2 10,3 0,37 0,08 17,9

65,1

46,5

69,8 31,7

76,0 25,7

76,4

,25 25,2

76,6 24,9

76,6 25,0 101,2

Продолжение табл.2

Состав концентрата, %

.Со

Са

Fe

Как видно из табл. 1, осаждение двухводного гипса осуществляется при 0-40®С. Показатели способа практически одинаковы во всем указанном температурном диапазоне. При более высокой температуре () осаждается смесь гипса и ангидрн та (CaSO --ОfSn O). Кроме того, в осадке содержится медь, что снижает ее извлечение в селективный сульфидный продукт.

Осаждение меди целесообразно осуществлять при 80-95°С. При меньшей температуре () снижается извлечение меди в селективный концентрат, а никелевый концентрат загрязняется медью. При повышенной температуре (100) наблюдается соосаждение HJTкеля с медью, т.е. снижается селективность. Кроме того, при повышенной температуре (100 Си выше) требуется осуществлять процесс в герметичной аппаратуре.

Из табл. 2 видно,, что при молярном отношении сульфат-иона в никель;содержащем растворе к иону кальция в осадителе, меньшем 1,0, гипс частично переходит в сульфидный осадок, загрязняя его. Отношение сульфат5 иона к иону кальция 1,0-1,5 обеспечивает получение высококачественных сульфидных осадков. Увеличение указанного соотношения свыше 1,5 не приводит к дальнейшему улучшению каШ чества осадков и ведет к неоправданному расходу сульфата натрия и повышению минерализации сбросных раство-ров.

Использование изобретения позволяS ет вьзделять из сульфатных растворов

богатые селективные концентраты , (медный - с содержанием меди до 60%, никелькобальтовый - с суммарным содержанием никеля и кобальта 40-45%),

0 при использовании нетоксичного и относительно недорогого осадителя- тиосульфата кальция. Попутно получают высококачественный товарный гипс в количестве 6-7 т на 1т никеля в

5 концентрате.