Способ осаждения хлора из кислых сульфатных растворов Советский патент 1992 года по МПК C22B3/44 C22B30/04 

(Л

С

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к способам осаждения хлора из кислых сульфатных растворов. Использование: очистка электролитов от мышьяка и хлора. Сущность: осаждение хлора из кислых сульфатных растворов, содержащих мышьяк, ведут обработкой растворов комплексным осадителем, состоящим из смеси оксида свинца, активированного 5-10%-ным раствором фторида аммония в течение 10-20 мин, и оксида свинца, при их соотношении в смеси соответственно (1-2)1. Осаждение проводят при массовом отношении суммы ионов мышьяка и хлора к сумме комплексного оса- дителя 1:(2-4) в течение 90-150 мин. 1 з.п ф-лы 1 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к очистке электролитов от ионов мышьяка и хлора, и может быть использовано в цветной металлургии.

Известен способ осаждения хлора в виде фторхлорида свинца. В качестве реагентов используют нитрат свинца и фторид аммония. Растворимые соли свинца вводят в хлоридный раствор в расчете на отношение Pb : F: CI, равное 1,3 :0,15 . 1 Недостатком способа является необходимость предварительной очистки раствора от сульфат-иона, а также введение в раствор посторонних ионов аммония и нитрат-ионов.

Из сернокислых растворов меди осаждают мышьяк оксидами сурьмы и висмута при повышенных температурах. Недостатком метода является высокая стоимость оса- дителсй, проведение процесса при

повышенной температуре, а также необходимость корректировки рН, поскольку при введении растворов оксидов сурьмы и висмута происходит разбавление исходного сернокислотного раствора.

Известен способ осаждения мышьяка из сернокислых растворов меди при повышенных температурах порошковой окисью свинца. Способ осуществляют следующим образом Сернокислотный раствор нагревают до 60-77°С и при перемешивании вводят порошок оксида свинца в количестве, соответствующем стехиометрическому соотношению мышьяка в растворе. Раствор пеоемешивают в течение 180 мин при 60- 77°С. Недостатком способа является необходимость нагрева раствора и длительность процесса (180 мин), что приводит к расходу электроэнергии и коррозии оборуVI

О ,4 О КЛ

дования, кроме того, степень осаждения мышьяка составляет всего 80%.

Наиболее близким к предложенному является осаждение хлора из сульфатных растворов цинка. Для осаждения хлора в качестве осадителя используют оксид свинца, активированный 3%-ным раствором фторида аммония. Способ осуществляют следующим образом. Предварительно активируют оксид свинца 3%-ным раствором фторида аммония в течение 180 мин при комнатной температуре. Затем суспензию фильтруют и осадок используют для осаждения хлора. Осаждение проводят при комнатной температуре, перемешивая в течение 180 мин. Отношение оксида свинца к хлору 2,5:1, степень извлечения хлора 93%. Недостатками способа является невысокая степень осаждения хлора, необходимость длительной активации осадителя, а также длительность процесса осаждения хлора. Кроме того, технологические растворы и сточные воды цветной металлургии помимо хлора содержат мышьяк и для его удаления возникает необходимость проведения второй стадии для осаждения мышьяка и применение для этой цели другого осадителя.

Целью изобретения является обеспечение эффективного осаждения мышьяка, по- вышение степени осаждения хлора, упрощение и удешевление процесса.

Поставленная цель достигается тем, что кислый сульфатный раствор, содержащий ионы мышьяка и хлора, обрабатывают комплексным осадителем, состоящим из оксида свинца, активированного в течение 10-20 мин, 5-10%-ным раствором фторида аммония и оксида свинца в соотношении 2:1-1. Одностадийное осаждение мышьяка и хлора проводят при комнатной температуре, перемешивая раствор в течение 90-150 мин. Соотношение суммы ионов мышьяка и хлора, содержащихся в исходном растворе, и комплексного осадителя 1:2-1:4.

В известных способах осаждают только один из ионов (мышьяк или хлор), присутствующих в промышленных растворах, а для осаждения второго требуется проведение второй стадии с применением другого осадителя. В предлагаемом способе осаждение мышьяка и хлора проводится в одну стадию комплексным осадителем.

Одностадийное осаждение мышьяка и хлора осуществляют комплексным осадителем, состоящим из оксида свинца, активированного фторидом аммония и оксида свинца. Известен способ осаждения мышьяка оксидом свинца и способ осаждения хлора оксидом свинца, активированным

фторидом аммония, однако комплексный осадитель для одностадийного их осаждения ранее не применялся. При использовании комплексного осадителя происходит не

простое взаимодействие каждого из его компонентов с соответствующими ионами (мышьяк или хлора), как это наблюдается при их раздельном осаждении, а в результате явления синергизма в данном процессе

происходит значительное усиление осади- тельной способности, о чем свидетельствуют следующее.

В известных способах для осаждения мышьяка требуется расход оксида свинца в

соотношении As5++:PbO 1:1, а для осаждения хлора необходимо активированного оксида свинца в соотношении СГ:РЬОакт 1:2,5. В предлагаемом способе на осаждение суммы ионов мышьяка и хлора требуется комплексного осадителя в отношении Аз5+ + СГ:РЬО + РЬОакт. 1:3, а не 1:3,5, как это можно было ожидать, исходя из приведенных данных.

В предлагаемом способе происходит

увеличение степени осаждения как мышьяка 99,80% (в известном способе 80%), так и хлора 99,2% (в известном способе 93 %) и сокращается время осаждения 120 мин (в известных способах 180 мин).

Способ осуществляется следующим образом.

Предварительно активируют оксид свинца, перемешивая его в раствор фторида аммония при комнатной температуре. Затем фильтруют осадок, промывают его водой и во влажном состоянии используют в качестве одного из компонентов комплексного осадителя. Исходный раствор, состоящий, г/л: Zn2+ 20,0; СГ 30,0; As5+ 8,0; H2S04

5,0, обрабатывают комплексным осадителем, перемешивая раствор при комнатной температуре. Отфильтровывают осадок и в фильтрате определяют содержание мышьяка гипофосфатным и хлора меркурометрическим методом.

Пример 1. 15 г оксида свинца активируют, перемешивая при комнатной температуре в течение 15 мин в 100 мл 8%-ного фторида аммония. Фильтруют осадок, промывают его водой и во влажном состоянии вводят совместно с 15 г оксида свинца в 50 мл исходного раствора, содержащего мышьяк и хлор. Перемешивают при комнатной температуре в течение 120 мин, фильтруют

и в фильтрате определяют содержание мышьяка и хлора. Степень осаждения мышьяка 99,8%, хлора 99,2%.

Примеры 2-21, иллюстрирующие влияние параметров процесса на степень осаждения мышьяка и хлора, приведены в таблице.

Влияние мольного отношения суммы ионов мышьяка и хлора, содержащихся в исходном растворе, к количеству комплексного осадителя на степень извлечения мышьяка и хлора приведено в примерах 1- 5. Оптимальным является соотношение 1:1 (3). При меньшем количестве осадителя (1-2) его недостаточно для полного осаждения мышьяка и хлора. Дальнейшее увеличение количества комплексного осадителя (4-5) не приводит к увеличению степени осаждения и поэтому нецелесообразно.

В примерах 3, 6-9 показано влияние состава комплексного осадителя на степень осаждения мышьяка и хлора, При эквимо- лярном соотношении активированного оксида свинца и оксида свинца степень осаждения мышьяка и хлора максимальна (3). При увеличении количества активированного оксида свинца степень осаждения мышьяка и хлора понижается (6, 7). Увеличение доли оксида свинца (8, 9) снижает степень осаждения хлора.

Существенное влияние на осаждение хлора оказывает концентрация фторида аммония, используемого для активации оксида свинца (3,10-13). Оптимальным является использование 8%-ного фторида аммония

(3).

Влияние времени активации оксида свинца фторидом аммония на степень осаждения отражено в примерах 3, 14-17. Наилучшие результаты достигаются при использовании комплексного осадителя, активированного фторидом аммония в течение 15 мин (3).

Степень осаждения мышьяка и хлора в большей мере зависит от длительности процесса осаждения (3, 18-21), При проведении осаждения в течение 120 мин достигается максимальная степень осаждения мышьяка и хлора (3). Дальнейшее увеличение длительности осаждения не приводит к увеличению степени осаждения (20-21) и поэтому нецелесообразно.

Таким образом, как видно из приведенных примеров, способ осаждения мышьяка и хлора из кислых сульфатных растворов по сравнению с прототипом имеет следующие

преимущества: осаждение мышьяка и хлора проводят в одну стадию комплексным оса- дителем, в то время как в прототипе для осаждения второго иона, присутствующего в исходном растворе, требуется проведение

второй стадии осаждения с применением другого осадителя; степень осаждения мышьяка 99,8%, хлора 99,2%, в то время как в известных способах мышьяк осаждают на 80%, а хлор на 93%; для активации оксида

свинца (одного из компонентов комплексного осадителя) необходимо 15 мин, в то время как в прототипе для осаждения хлора оксид свинца активируют в течение 180 мин; осаждение мышьяка и хлора проводят при

комнатной температуре в течение 120 мин. В прототипе для осаждения хлора необходимо 130 мин, а в известном способе для осаждения мышьяка требуется нагревание раствора до 60-70°С в течение 180 мин.

25

0

5

0

5

Формула изобретения

Продолжение таблицы