Способ извлечения мышьяка из электролита рафинирования меди Советский патент 1992 года по МПК C22B30/04 

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, в частности к экстракционным способам извлечения мышьяка из электролитов рафинирования меди, и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии и в химической промышленности.

Известен способ извлечения мышьяка из сернокислых электролитов рафинирования меди, содержащих, г/л: H2S04 348; As 7,8; Си 26,1. Способ основан на экстракции мышьяка раствором (50-75 об.%)трибутил- фосфата в керосине при соотношении объемов органической и водной фаз 2:1. При проведении процесса в центробежном экстракторе в течение 1,5 ч степень извлечения мышьяка составляет54%, за 3,5 ч в экстракт извлекается 93% элемента.

Недостатками известного способа являются очень узкий интервал кислотности водной фазы, при которой достигается извлечение мышьяка (348 г/л HaSO); длительность процесса извлечения; недостаточно высокая степень извлечения мышьяка за время менее 3,5 ч (54%), интенсивное образование эмульсий в экстракционной системе, разделение которых осуществляется путем проведения экстракции в специальном центробежном экстракторе.

Известен способ извлечения мышьяка жидкостной экстракцией из отработанного медного электролита, содержащего, г/л: H2S04 184; As 3,23; Си 33.1; Ni 12,3. Экстракцию проводяттри- бутилфосфафатом без разбавителя в 4-5 ступеней при соотношении объемов органической и водной фаз 2:1. За 5 ступеней в органическую фазу извлекается 85-90% мышьяка.

Недостатками известного способа являются узкий интервал кислотности водной фазы, при котором достигается извлечение мышьяка (184 г/л H2S04), низкая степень извлечения мышьяка (за 5 ступеней извлекается 85-90%). потери органической фазы с рафи- натом, обусловленные образованием стойких эмульсий в экстракционной системе.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ экстракции мышьяка (V) трибутилфосфатом из медного электролита.

Способ основан на экстракционном извлечении мышьяка (V) трибутилфосфатом из медного электролита, содержащего, г/л1 НзЗОз 115-135; мышьяк 22-31; медь 35-45;

(Л

с

ел

го

00

8

никель 20-24; сурьма 1,5-2,1; кальций 0,4- 0,5; магний 0,3; висмут 0,025. Экстракцию проводят в центробежных экстракторах, что связано с трудностью расслаивания используемых систем.

При четырехступенчатой противоточ- ной экстракции, соотношении потоков органического к водному 21, температуре Зб°С извлечение мышьяка составляет80%. Коэффициент распределения мышьяка в изученных условиях 0,50-0,65. Для извлечения мышьяка на 90% необходимо 6-10 ступеней противоточного процесса.

Недостатками способа являются очень узкий интервал кислотности медного электролита, при котором проводится экстракция мышьяка трибутилфосфатом (115-135 г/л), невысокая степень извлечения мышьяка (80% за 4 ступени и 90% за 6-10 ступеней), дополнительный расход экстрагента, связанный с тем, что количественное извлечение мышьяка из электролита достигается только при соотношении потоков органической и водной фаз (0:В)2:1, образование труднорасслаивающихся эмульсий, приводящих к потерям экстрагента и требующих применения специальных центробежных экстракторов.

Целью изобретения является расширение интервала кислотности электролита и повышение степени извлечения мышьяка из электролитов рафинирования меди.

Поставленная цель достигается согласно способу извлечения мышьяка из электролитов рафинирования меди экстракцией трибутилфосфатом, причем в трибутилфос- фат вводят 10-40 мас.% триалкиламина (ТАА) w 10-40 мас.% ди-2-этилгексилфос- форной кислоты (Д2ЭГФК)..

Одновременное введение в экстрагент нейтрального трибутилфосфата, основного триалкиламина и кислой Д2ЭГФК приводит к значительному расширению интервала кислота водной фазы, при которой достигается высокая степень извлечения мышьяка, повышению степени извлечения, исключению образования эмульсий в экстракционных системах и, как следствие, к снижению потерь органической фазы.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что при различной кислотности водной фазы мышьяк (V) существует в растворах в виде нейтральных или заряженных частиц, Использование смесей экстра- гентов различного характера ггозвоячет эффективно осуществлять извлечение мышьяка (V) при любой кислотности.

Интервал содержаний триалкиламина 10-40 мас.% является оптимальным, так как при концентрации ТАА менее 10 мас.%

ч снижается степень извлечения мышьяка из растворов низкой кислотности, а при содержании более 40 мас,% снижается извлечение из растворов высокой кислотности и

повышается вязкость органической фазы.

Интервал содержаний Д2ЭГФК в смеси обусловлен тем, что при ее концентрации менее 10 мас.% не достигается полное извлечение мышьяка из растворов высокой

0 кислотности, а при концентрации более 40 мас.% уменьшается степень извлечения мышьяка из растворов с низкой кислотностью.

Экстракцию мышьяка предлагаемым

5 способом проводят из электролита, варьируя содержание серной кислоты 34,5- 378 г/л. Содержание элементов в исходных растворах, г/л: мышьяк 14,5; медь 40,0; никель 6,2. Экстракцию проводят

0 противотоком в 4-5 ступеней.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Пример1.В делительную воронку емкостью 1000 мл приливают 200 мл медно5 го электролита, содержащего, г/л: мышьяк 14,5; медь 40,0; никель 6,2; серная кислота 35,0. Затем вводят 200 мл экстрагента, содержащего, мас.%: 10 мас.% ТАА, 10 мае. Д2ЭГФКи 80 мас.% ТБФ. Проводят экстра0 кцию в 5 ступеней противотоком. Время контакта фаз на каждой ступени 5 мин. После пятой степени экстракции разделяют на фазы и проводят анализ электролита на содержание серной кислоты, мышьяка, меди.

5 После экстракционной очистки в растворе содержатся компоненты, г/л: серная кислота 35,0; мышьяк 1,16; медь 40,0; никель 6,2, Степень извлечения мышьяка 92,9%.

В табл.1 приведены примеры по пред0 лагаемому способу для различных содержаний ТАА, Д2ЭГФК и ТБФ в смеси, а также для различной концентрации серной кислоты в электролите, условия проведения при- мероЁ те же, что и в примере 1, за

5 исключением содержания экстрагентов в смеси и серной кислоты в электролите.

Как видно из представленных в табл.1 данных, в рекомендованных условиях степень извлечения мышьяка за 5 ступеней до0 стигает 90,7-99,4% в широком интервале концентраций серной кислоты в электролите, за 6 ступеней экстрагируется 94,2-99,8 мышьяка.

В табл.2 приведены сопоставительные

5 данные по степени извлечения мышьяка из электролитов рафинирования меди для известного и предлагаемого способов.

Из представленных данных следует, что предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет значительно расширить

интервал концентрации серной кислоты в электролите, при которых наблюдается количественное извлечение мышьяка (V) 35-380 г/л, повысить степень извлечения мышьяка из электролитов рафинирования меди до 90,7-99,4% для пяти ступеней экстракции и до 94,2-99,8% для экстракции в шесть ступеней; уменьшить расход экстра- гента в два раза; исключить образование эмульсий в экстракционных системах.

0

Формула изобретения Способ извлечения мышьяка из электролита рафинирования меди, включающий экстракцию трибутилфосфатом, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения мышьяка и расширения интервала кислотности электролита, в трибутилфосфат вводят 10-40 мас.% триал- киламина и 10-40 мас,% ди-2-этилгексил- фосфоновой кислоты.

Использование: гидрометаллургия цветных металлов, в частности экстракционные способы извлечения мышьяка из электролитов рафинирования меди. Сущность: извлечение мышьяка из электролита рафинирования меди ведут экстракцией трибутилфосфатом, в который вводят 10-40 мас.% триалкиламина и 10- 40 мас.% ди-2-этилгексилфосфорной кислоты. 2 табл.

Таблица 2