Способ декарбонизации вольфраматно-содовых растворов и регенерации гидроксида натрия электродиализом Советский патент 1992 года по МПК B01D61/42 

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и рассеянных элементой и может быть использовано для удаления избыточной карбонатностй из растворов после выщелачивания вольфрамовых концентратов и одновременного получения концентрированного рствора гидроксида натрия высокой степени чистоты.

Цель изобретения - повышение степени выработки и снижение энергозатрат.

Способ осуществляют следующим образом.

Вольфраматно-содовый раствор подают в анодную камеру, в процессе электродиализа происходит перенос ионов Na+ через мембрану МКК-4 на основе катионата СГ-1 и накопление гидроксида натрия в катодной камере. Процесс проводят при плотности тока 500-1000 А/м2 до рН 2,5-3,0 в анолите. Катодом служит никель, анодом - свинец, легированный 1% серебра.

Пример. Проводят электродиализ раствора состава, г/л: №2СОз 114.0; Л/Оз 75,0; МоОз 0,6; SI02 2,0; Fe 0,05; F 0,8; рН 11. Раствор подают в анодную камеру, катодную камеру заполняют раствором гидроксида натрия с содержанием 4 г/л, Электродиализ ведут при плотности тока

-ч ел о

4

Ю

1000 А/м до рН 2,5 в анолите. Температура растворов не превышает 36°. В процессе перерабатывается весь карбонат натрия и часть вольфрамата натрия, В результате в катодной камере образуется раствор, содержащий 92,0 г/л NaOH, 0,03 г/л СОз2 и 0,035 г/л примесей. Выход по току гидроксида натрия составляет 78%, расход электроэнергии 5,23 кВт- ч/кг№ОН.

Для получения более концентрированного раствора гидроксида натрия (до 180 г/л NaOH) электродиализ проводят в течение нескольких циклов без замены католи- та.

Сравнительные данные электродиализной декарбонизации раствора, содержащего, г/л: NaaCOa 114,0 и WOa 75,0 с использованием мембран - МКК-1 и МКК-4, приведены в табл.1. Опыты проведены в условиях прототипа (плотность тока - 500 А/м2, окончание процесса - рН 7,5 в аноли- те).

Из данных табл. 1 следует, что использование мембраны МКК-4 вместо мембраны МКК-1 позволяет увеличить выход по току на 4,6% и снизить расход электроэнергии на 30%.

В табл. 2 приведены данные по электродиализу раствора, содержащего 114,0 г-л NaaCOa и 75,0 г/л WOs, проведенного с мембраной МКК-4 до рН 7,5 при разных плотностях тока.

Плотность тока выбрана в пределах 500- 1000 А/м2, так как при более низких плотностях тока меньше скорость выделения ионов Na+, а увеличение плотности тока выше 1000 А/м нецелесообразно из-за большого расхода электроэнергии и опасности термического разрушения мембраны.

В табл. 3 приведены характеристики электродиализа раствора того же состава, проведенного с-мембраной МКК-4 до рН 7,5 (по прототипу) и рН 2,5 (по предлагаемому способу) при плотности тока 1000 А/м2.

Из данных табл. 3 следует, что проведение электродиэлиза до рН 2,5 в анолите позволяет добиться полного разложения карбоната натрия и части вольфрамата натрия, при этом степень выделения ионов Na+ возрастает с 60,1% (рН 7,5) до 86,4% (рН 2,5), а концентрация регенерируемого гидроксида натрия увеличивается с 64 до 92 г/л соответственно. Дальнейшее снижение

рН анолита нецелесообразно, так как по мере накопления ионов Н4 снижается перенос ионов Na+ через мембрану, и, кроме того, этого не требуется в общей технологической схеме.

В табл. 4,5 приведены характеристики процесса электродиализа, проведенного до рН 2.5 в анолите (плотность тока - 1000 А/м2), и содержание примесей в полученном гидроксиде натрия.

Данный способ декарбонизации вольф- раматно-содовых растворов и регенерации гидроксида натрия электродиалйзом с применением слабокислотной катионитовой

мембраны МКК-4 при плотности тока 500- 1000 А/м2 до рН 2,5-3 в анолите по сравнению с прототипом характеризуется возможностью увеличения выработки растворов после автоклавного выщелачивания

(степени выделения ионов Na4); возможностью регенерации концентрированного раствора гидроксида натрия и возвращения его в технологическую схему переработки вольфрамовых концентратов; снижением энергетических затрат на проведение электродиализа; повышением экономичности способа.

Кроме того, способ позволяет подготовить раствор (довести значение рН до 2,53,0) для последующей стадии сорбции в общей технологической схеме и тем самым исключить стадию обработки минеральной кислотой, необходимой в действующей схеме. Это дает возможность избежать расходов на кислоту и исключить сброс солевых отходов, т.е. сделать процесс на этом участке безотходным.

Формула изобретения

1. Способ декарбонизации вольфраматно-содовых растворов и регенерации гидроксида натрия электродиализом в двухкамерном электролизере с использованием катионитовой мембраны, отличающийся тем, что, целью повышения степени выработки и снижения энергозатрат, в качестве катионитовой мембраны используют мембрану МКК-4 - слабокислотную карбоксильную катионитовую мембрану на основе катионита СГ-1,

2. Способ по п.1,отличающийся тем, что процесс ведут при плотности тока 500-1000 А/м2 до рН 2,5-3,0 в анодной камере.

Таблица 1

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и рассеянных элементов и может быть использовано для удаления из/ быточной карбонатностй из растворов после выщелачивания вольфрамовых концентратов и одновременного получения концентрированного раствора гидроксида натрия высокой степени чистоты. Целью изобретения является повышение степени выработки и снижение энергозатрат. Цель достигается за счет того, что декарбонизацию вольфраматно-содовых растворов осуществляют разложением щелока в двухкамерном электррййализаторе, разделенном катионитовой, мембраной на анодную и катодную камеры, где в качестве катионитовой мембраны используют мембрану МКК-4-слабокислотную карбоксильную мембрану на основе катионита СГ-1 и процесс ведут при плотности тока 500-1000 А/м2 до ,5-3,0 в анодной камере 1 з.п. ф-лы, 5 табл. (л С

Таблица 2

Таблица 3

Таблица 4