Способ переработки растворов, содержащих мышьяк и катионы металлов Советский патент 1991 года по МПК C22B3/24 C22B30/04 

Изобретение относится к ионообменным способам переработки растворов и может быть использовано для утилизации технологических и сбросных растворов гидрометаллических производств.

Цель изобретения - удешевление процесса.

П р и м е р 1. Переработка растворов известным способом.

Для испытаний использовали отработанные растворы медерафинировочного производства, содержащие, г/л: медь 51,467; никель 30,853; железо 0,3; мышьяк 19,6; сурьма 1,1; серная кислота 107,31; соляная кислота 0,3; плавиковая кислота 0,3 (раствор 1), и сбросные растворы сернокислотного производства, содержащие 25,97 г/л серной кислоты (раствор 2).

Опыты проводили в колонне с высотой слоя набухшего в воде сульфокатионита КУ-2 в водородной форме 4 м. Через слой катионита фильтровали со скоростью 2,36 м/ч раствор 1 (опыт 1), или последовательно растворы 1 и 2 (опыт 2), или последовательно раствор 1 и первую порцию сернокислого фильтрата, не содержащую мышьяка, отобранную в параллельном опыте (опыт 3), затем воду до рН 17. На выходе из слоя собирали фильтрат от начала проскока кислоты до рН 7. Фильтрат анализировали, рассчитывали емкость катионита по металлам. Попавшие в проскок катионы металлов по окончании опыта извлекали в дополнительной секции колонки с катио- нитом. Фильтрат перерабатывали известными способами. Объем дополнительной секции определяли экспериментально или теоретически исходя из объема удержания, обеспечивающего реализацию ДОЕ при степени извлечения 100%. Катионит в смешанной солевой форме обрабатывали десорбирующим раствором, анализировали элюат, рассчитывали емкость катионита в основной колонне. Результаты приведены в табл. 1.

Как видно из приведенных в табл. 1 данных, известный способ обеспечивает утилизацию сернокислых растворов при их

сл С

о

3

о VJ VI

совместной переработке с растворами, содержащими мышьяк и катионы металлов,

П р и м е р 2. Формирование хвостовой фракции фильтрата в слое катионита.

Опыты проводили в условиях, аналогичных приведенным в примере 1, опыт 1, Для испытаний использовали раствор 1 (исходный) и сбросный раствор, содержащий 44,8 г/л серной кислоты и 2,1 г/л мышьяка (раствор 2). В опыте 1 через слой катионита в Н-форме фильтровали раствор 1. В опыте 2 через слой катионита в смешанной солевой форме, предварительно промытого водой после насыщения в опыте 1, фильтровали раствор 2. В обоих опытах на выходе из слоя собирали фильтраты, из которых вычленяли хвостовую фракцию от начала снижения концентрации серной кислоты (начала размывания) до отсутствия кислоты в фильтрате (рН 7). Измеряли объем фильтратов, анализировали. Результаты приведены в табл.2.

Как видно, из приведенных примеров, объем хвостовой фракции и распределение компонентов в хвостовой фракции не зависит от состава фильтруемого раствора. Это исключает возможность утилизации разбавленных мышьяксодержащих растворов (например, раствора 2) в хвосте процесса извлечения металлов из растворов с высоким содержанием компонентов (например, раствора 1) по известному способу, поскольку хвостовые фракции этих растворов равны по объему.

П р и м е р 3. Переработка растворов предлагаемым способом.

Опыты проводили в условиях, аналогичных приведенным (пример 1). В опытах 1-12 через слой катионита фильтровали последовательно раствор 1 (состав по примеру 1) и утилизируемый раствор 2, содержащий, г/л: серная кислота 1,0-71,3; мышьяк 0,1-26,0; сурьма 0,1-0,23, В опыте 13 в качестве раствора 2 использовали первую порцию фильтрата от раствора 1, содержащую серную кислоту и мышьяк и полученную в параллельном опыте (в хвосте параллельного опыта утилизировали первую порцию фильтрата опыта 13). Фильтрат анализировали, разделяли на две части и перерабатывали известными способами. Первую часть использовали для извлечения мышьяка сульфидными реагентами. Фильтрат обрабатывали сульфидным реагентом до прекращения осаждения сульфида мышьяка. Остаточное содержание мышьяка в рас- тьоре 0,12 г/л. Маточный раствор после отделения осадка анализировали. По результатам анализов рассчитывали степень извлечения. Вторую часть фильтрата упаривали до содержания мышьяка 100 г/л и осаждали сернистым газом оксид мышьяка.

По данным анализа растворов и измерению их обьемов в процессе упаривания рассчитывали стоимость переработки по данному пределу. В контрольных опытах по известному способу раствор для утилизации готовили путем смешения в соответствующих пропорциях раствора 2 (без фильтрования его через слой катионита, поскольку прототип исключает данную операцию) и фильтрата раствора 1, полученного известным

способом (опыт 1, пример 1). Полученный раствор разделяли на две части и перерабатывали аналогично фильтратам предлагаемого способа. В табл.3 приведены данные по составу раствора 2 и фильтрата, полученного по предлагаемому способу, а также сопоставлены показатели эффективности переработки объединенного фильтрата (предлагаемый способ) и смеси фильтрата раствора 1 с утилизируемым мышьяксодержащим раствором (известный способ).

Как показали результаты испытаний, последовательное фильтрование растворов 1 и 2 приводит к удешевлению процесса утилизации фильтрата и раствора 2 и повышению степени извлечения с 98,54-99,03% до 98,82-99,19% независимо от концентрации мышьяка в растворе 2 и его объема. При повышении концентрации кислоты в растворе 2 до 71,3 г/л (опыт 12) наблюдается

снижение емкости ионита в результате десорбции металлов утилизируемым раствором,

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает уменьшение объема перерабатываемого фильтрата до 0,8-1,0 уд.об, против 0,92-1,02 уд.об. по известному способу или на 1,96-13,04% с соответствующим сокращением объемов оборудования и производственных площадей, а также удешевление процесса на 18,42-24,86%, Формула изобретения Способ переработки растворов, содержащих мышьяк и катионы металлов, включающий фильтрование через слой катионита с

переводом металлов в фазу катионита и утилизацию мышьяксодержащих фильтратов, отличающийся тем, что, с целью удешевления процесса, через слой катионита фильтруют последовательно исходный

раствор, содержащий мышьяк и катионы металлов, и раствор, содержащий мышьяк и 1-65 г/л серной кислоты, на выходе из слоя фильтраты объединяют и утилизируют.

Таблица 1

Изобретение относится к ионообменным способам переработки растворов и может быть использовано для утилизации технологических и сбросных растворов гидрометаллургических производств. Цель изобретения-удешевление процесса. Раствор, содержащий мышьяк и катионы металлов, подвергающийся переработке, пропускают через слой катионита, затем пропускают раствор, содержащий мышьяк и 1-65 г/л серной кислоты. На выходе фильтраты объединяют и утилизируют мышьяк известными способами. 3 табл.

Таблица 2

Емкость 88,2 мг/г Емкость 87,9 мг/г

Таблица 3