Способ очистки сульфатных цинковых растворов от мышьяка Советский патент 1992 года по МПК C22B3/20 C22B19/00 

Способ относится к гидрометаллургии цветных металлов, в частности к гидролитической очистке сульфатных цинковых растворов.

Известен способ выделения мышьяка из сульфатных цинковых растворов, содержащих мышьяк, железо и медь, заключающийся в следующем: раствор нейтрализуют в присутствии железа до ,5, затем вводят окислитель (КМп04; НаОа; 02; Н250з)для перевода железа (II) в железо (111) в растворе, при этом достигается заданная полнота осаждения мышьяка и железа. Продолжительность очистки раствора при этом составляет свыше 2 ч.

Основные недостатки способа заключаются в использовании предварительной нейтрализации, усложняющей технологию процесса и обуславливающей его сравнительно высокую продолжительность.

Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности и достигаемому результату является способ очистки сульфатных цинковых растворов от мышьяка, в котором раствор с содержанием, г/л: свободная серная кислота 17,5; цинк 134; железо 4,3; медь 1,1; мышьяк 0,55; сурьма 0,083 предварительно подвергают нейтрализации цинковым огарком состава, %: цинк 59; железо 8,2; сульфидная сера 0,24; медь 1,42; свинец 0,61 до установления значения рН 4,2. Затем проводят двухста- дийную очистку от примесей путем окисления их кислородом воздуха при рН 4,2-4,4 на первой стадии и при рН 4,5-4,7 на второй. Для поддержания заданных значений рН на первой и второй стадиях добавляют в раствор пульпу оксида кальция. Общая продолжительность процесса 5,5-8 ч.

Основными недостатками способа является его многостадийность, применение различных нейтрализаторов и высокая длительность.

XJ

СО

ел

N

0

Целью изобретения является повышение производительности и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе очистки сульфатных цинковых растворов от мышьяка, содержащих мышьяк и железо при весовом отноше- нии железа к мышьяку не менее 5, включающем нейтрализацию реагентом, содержащим оксиды цинка и свинца, и окисление железа (II) кислородом, нейтрализацию и окисление проводят одновременно до установления рН раствора 3,6-3,8, после чего продолжают окисление без подачи нейтрализатора в течение 10-20 мин.

П р и м е р 1. 1 л исходного раствора, содержащего, г/л: свободная серная кислота 10; цинк 125,5; железо 3,6; медь 0,92; мышьяк 0,35,нагревают до 65-70° С в реакторе с установленным в днище под мешалкой диспергатором воздуха из кремния с мелкодисперсной пористой поверхностью. В момент достижения заданной температуры в раствор подают воздух через диспер- гатор с одновременной подачей нейтрализатора - цинк -свинецсодержащих возгонов, состава, %: цинк 49; свинец 26; железо 1,5; медь 0,3; сульфидная сера 0,15. Скорость подачи воздуха 0,1 л/мин. Возгоны подают с постоянной скоростью до достижения значения рН раствора 3,7, которое устанавливается через 15 мин. Затем продолжают окисление кислородом воздуха без подачи возгонов еще в течение 15 мин. Конечное значение рН раствора при этом составляет 3,6, а общая продолжительность процесса очистки 30 мин.

В таблице представлены результаты очистки в зависимости от условий проведения процесса.

Пример 2.1л исходного раствора (см. пример 1) обрабатывают предлагаемым способом гидролитической очистки от мышьяка аналогично примеру 1, но в качестве нейтрализатора используют цинковый огарок, по составу близкий к указанному в известном способе.

В результате очистки сульфатного цинкового раствора от мышьяка по предлагаемому способу с применением в качестве нейтрализатора вместо возгонов цинкового огарка получают следующие результаты: остаточное содержание в очищенном растворе мышьяка 0,9 мг/л; железа (II) 0,10 г/л содержание цинка в гидратном кеке 4,38%, Продолжительность обработки раствора при этом 40 мин.

По полученным результатам очистки раствора подтверждается возможность

применения для предлагаемого способа помимо возгонов других материалов, содержащих оксиды цинка и свинца, однако наилучшие результаты получены при использовании в качестве нейтрализатора цинк - свинецсодержащих возгонов, что может быть связано с повышенным содержанием в них оксидов свинца, которые, вероятно, могут оказывать каталитическое

действие при окислении примесей кислородом воздуха в растворе.

Как следует из таблицы, в результате гидролитической очистки сульфатных цинковых растворов от мышьяка по предлагаемому способу получены аналогичные известному способу остаточные содержания мышьяка в очищенном растворе, при этом общая продолжительность гидролитической очистки раствора сокращена с 5 ч до 20-40 мин и упрощен процесс очистки.

При более низких значениях рН и времени обработки раствора воздухом после прекращения подачи нейтрализатора удовлетворительных результатов по остаточному содержанию мышьяка в очищенном

растворе получено не было (опыты № 4,7,9 в таблице). Увеличение значений рН и продолжительности обработки раствора воздухом без подачи нейтрализатора свыше указанных в интервале не приводит к значительному снижению остаточного содержания мышьяка в растворе (опыты № 5,6,8 в таблице).

Сравнительные результаты опытов 10 и 11 (см. таблицу) очистки раствора по известному способу с последовательной подачей нейтрализатора, а затем воздуха в раствор указывают на необходимость значительно более длительной обработки нейтрализованного раствора воздухом в течение нескольких часов для достижения удовлетворительных результатов по остаточному содержанию примесей в обработанном растворе.

Формула изобретения

Способ очистки сульфатных цинковых растворов от мышьяка, содержащих мышьяк и железо при массовом отношении железа к мышьяку не менее 5, включающий

нейтрализацию реагентом, содержащим оксиды цинка и свинца, и окисление железа (II) кислородом, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности и упрощения процесса, нейтрализацию и

окисление проводят одновременно до установления значения рН раствора 3,6-3,8, после чего продолжают окисление без подачи нейтрализатора в течение 10-20 мин.

Очистку сульфатных цинковых растворов от мышьяка, содержащих железо и мышьяк в массовом отношении железа к мышьяку не менее 5, осуществляют путем нейтрализации реагентам, содержащим оксиды цинка и свинца при одновременном окислении железа (II) кислородом воздуха до установления значения рН 3,6-3,8, после чего продолжают окисление без подачи нейтрализатора в течение 10-20 мин. 1 табл.