Способ отделения мышьяка от меди, никеля и кобальта Советский патент 1993 года по МПК C22B3/14 C22B30/04 

Изобретение относится к цветной металлургии, а именно, к гидрометаллургии с использованием аммиачно-карбонатных растворов и к очистке цветных металлов от мышьяка.

Существующая на комбинате Тувако- бальт аммиачно-карбонатная технология вскрытия мышьяковистой кобальтовой руды предусматривает очистку раствора выщелачивания от мышьяка введением в раствор окиси магния с последующей дистилляцией очищенного раствора и получением коллективного концентрата основных карбонатов цветных металлов (кобальта, никеля и меди).

Недостатками существующей технологии является неглубокая очистка растворов, а, следовательно и конечного продукта от мышьяка (концентрация As в растворе после очистки 0,07-0,15 г/л), повышенный по сравнению со стехиометрически необходимым расход окиси магния и загрязнение растворов соединениями магния.

Для удаления мышьяка из щелочных растворов известны следующие способы и осадители:

хлорное железо для осаждения мышьяка из содовых вольфрам-содёржащих растворов;

карбонат магния в присутствии окислителя - перекиси водорода при рН 7-9;

формалин для осаждения мышьяка из содовых растворов в присутствии медно-ни- келевого катализатора.

Использование хлорного железа как осадителя связано с повышенной коррозией оборудования и загрязнением рабочих растворов хлорид-ионами.

Формалин как осадитель дорогостоящий и дефицитный реагент, осложняющий кроме того технологические процессы пено- образованием.

Применение карбоната магния в качестве осадителя (как и окиси магния в используемой технологии) имеет существенные недостатки: высокую остаточную концентрацию мышьяка, соосаждение с арсенатами магния и аммония основных карбонатов магния, цементирующих осадки и затрудняющих их отделение от раствора, загрязнение раствора соединениями магния.

ел

С

х|

00

00

о ел

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ доосаждения мышьяка из аммиачно-карбонатных растворов добавкой РеаСЗОф после окислительного выщелачивания и предварительного осаждения мышьяка окисью магния. Добавкой сульфата железа (III) при оптимальном соотношении Fe/As снижали концентрацию мышьяка в растворе с 0,162 г/л до 0,08 г/л или с 0,10 до 0,06 г/л, т.е. примерно вдвое.

При введении в щелочной раствор, содержащий арсенат-ионы, соединений железа (111) в первую очередь осаждается РеаОз х хНгО, а убыль мышьяка, по-видимому, связана с его сорбцией осаждающимся оксидом . железа (III), что косвенно подтверждается еще и тем, что сульфат трехвалентного железа можно использовать не как индивидуальный осадитель мышьяка, а для доосаждения его после добавки в раствор окиси магния. Введение в раствор окиси магния, а затем сульфата железа (II) связано с загрязнением рабочих растворов соединениями магния и сульфат- ионами, что затрудняет последующую дистилляцию и снижает качество конечного продукта.

Цель изобретения - повышение степени очистки меди, никеля и кобальта от мышьяка при аммиачно-карбонатном вскрытии арсенатных руд, содержащих цветные металлы и железо (II) без введения в раствор загрязняющих реагентов.

Поставленная задача достигается тем, что на первой стадии предлагаемого процесса производят выщелачивание компонентов руды без доступа окислителя аммиачно-карбонатными растворами, освобожденными от кислорода. Это условие способствует переходу в раствор железа (II) в виде комплексов состава Fe(NHa)n . Затем на стадии окислительного выщелачивания вводят в раствор окислитель, например, воздух или кислород. Железо (II), окисляясь до железа (III), связывает находящийся в растворе мышьяк в малорастворимое соединение - арсенат железа. Оставшееся железо (III) переходит в х H2Q, который вместе с арсенатом железа (III) выпадает в осадок. При этом достигается очистка от мышьяка до его остаточного содержания в растворе CAS 0,01-0,02 г/л.

Так как фактическим осадителем мышьяка является один из компонентов раствора выщелачивания, а побочными продуктами являются аммиак и вода, то при более глубокой очистке достигается и вторая цель - предотвращается загрязнение рабочих растворов и конечного продукта дополнительными примесями.

П ример 1. Навески карбонатов железа (II) кобальта (II), никеля и меди (II) марки ч,

содержащие 0,98-1,01 г металлов, а также навеска арсената натрия марки чда, содержащая 0,54 г мышьяка, перемешивались в 500 мл водного раствора, содержащего аммиака 12 мас.% и 6 мас.% диоксида углерода, при20±1°С в течение 30 мин. Раствор аммиака и диоксида углерода был приготовлен из воды, освобожденной от кислорода воздуха продувкой очищенного азота. Перемешивание проводили в стеклянном сосуде,

пропуская через раствор азот со скоростью 0,3-0,5 мл/с. Значительную часть растворяемых веществ при перемешивании перешла в водную фазу, через которую затем в течение 20 мин пропускали воздух со скоростью

0,5-1,0 мл/с. Выпавший при этом осадок отделяли от жидкой фазы фильтрацией через стеклянный фильтр Ms 4. В фильтрате, объем которого составлял 445 мл, обнаруже- но кобальта 0,80 г, никеля 0,88 г, меди 0,94

г и мышьяка 0,009 г.

П р и м е р 2. Навески арсената кобальта (II), никеля.и меди (II) марки ч, содержащие 0,96-0,98 г металлов и навеска кобальта железа (II) марки ч, содержащая 4 г металла,

перемешивались в 400 мл очищенного азотом от кислорода воздуха 15%-ном растворе аммиака, содержащего 6% диоксида углерода в течение 45 мин. Опыт проводили в атмосфере азота при 19±1°С. Затем через

раствор пропускали в течение 1 ч воздух со скоростью 0,5-1,0 мл/с. Выпавшую твердую фазу отделили от раствора фильтрацией через стеклянный фильтр № 3. В фильтрате, объемом 381 мл, обнаружено 0,80 г кобальта, 0,89 г никеля, 0,91 г меди и 0,0020 г мышьяка,

П р и м е р 3. Навеску окисленной мышьяковой руды месторождения Хову-Аксы (Тувинская АССР), содержащую 0,15 г

кобальта, 0,28 г никеля, 0,16 г меди, 1,2 г мышьяка, и 1,9 г железа перемешивали в 400 мл 10%-ного водного раствора аммиака, содержащего 5,2% диоксида углерода в течение 1 ч при 23±1°С. Раствор был предварительно освобожден от кислорода воздуха. Опыт вели.в атмосфере азота.

Затем через раствор в течение, 45 мин пропускали воздух со скоростью 0,5-1,0 мл/с. Твердую фазу отделяли от раствора фильтрованием через стеклянный фильтр № 4. В фильтрате (объемом 368 мл) обнаружили 0,11 г кобальта, 0,20 г никеля, 0,12 г меди и 0,010 г мышьяка.

Использование предлагаемого нами решения позволит получить положительный эффект за счет отказа от использования дорогостоящих реагентов для осаждения мышьяка, за счет более глубокой очистки рабочих растворов и конечного продукта от мышьяка и за счет отсутствия дополнительных загрязнений рабочих растворов и конечного продукта, связанных с использованием осадителей.

Формула изобретения Способ отделения мышьяка от меди, никеля и кобальта, включающий выщелачива0

ние арсенатных руд, содержащих цветные металлы, железо (II) и мышьяк (V) аммиачно-карбонатными растворами, о т- личающийся тем, что, с целью повышения степени определения мышьяка и снижения степени загрязнения растворов цветных металлов примесями, выщелачивание осуществляют растворами, очищенными от кислорода, и после завершения выщелачивания через полученную пульпу продувают воздух или кислород.

Использование: гидрометаллургия с использованием аммиачно-карбонатных растворов и очистка цветных металлов от мышьяка. Сущность: отделение мышьяка от меди, никеля и кобальта осуществляют выщелачиванием аммиачно-карбонатными растворами, очищенными от кислорода, и после завершения выщелачивания через полученную пульпу продувают воздух или кислород.