Способ получения арсенатов меди Советский патент 1993 года по МПК C01G28/02 C01G49/00 

Предполагаемое изобретение относится к способам получения арсенатов меди и может быть использовано в процессах утилизации медьсодержащих сточных вод и мышьяксодержащих отходов химических и металлургических производств.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе получения арсенатов меди, включающем осаждение их из медно- мышьяковокислых растворов щелочью и разделение полученной суспензии фильтрацией, в суспензию после осаждения арсенатов меди дополнительно вводят кислоту в количестве 0,005-0,175 г/г продукта с последующей нейтрализацией ее щелочью и разделением суспензии фильтрацией, При этом скорость фильтрации суспензии возрастает в 3,22-5,98 раз.

Доказательством существенности отличий является отсутствие сведений о возможности изменения структуры осадков, определяющей их фильтруемость, указанным выше приемам.

Пример 1. Известный способ.

Для испытаний использовали мышьяк- . содержащие растворы, полученные на установке хроматографического разделения и концентрирования сточных вод электролизного производства, и растворы сульфата меди, полученные на установке утилизации сточных вод рафинировочного производства (меди 42,16 г/л) и на установке утилизации некондиционных свинцово-цинковых пылей (меди 37,28 г/л, фторид-ионов 1,7 г/л, хлорид-ионов 2,32. г/л, нитрат-ионов 0,81 г/л). Растворы, содержащие меДь и мышьяк (5+), заливали в реактор емкостью 1,5 л. Количество раствора каждого компонента рассчитывали по составу целевого продукта: гидроарсената меди СиНАзОз НаО и орто- арсената меди Сиз(А804г 4Н20. В опытах №Ne 1 и 2 в раствор вводили 90 г/л сульфата натрия. Полученный медномышьяковокис- лый раствор обрабатывали щелочью (сода, гидроокиси натрия, калия) до окончания осаждения продукта с максимальным выходом, наблюдаемым при рН 5,2-5.25. По окончании осаждения полученную суспен(Л

С

со

о ы о

ю

зию р&зделяли на вакуумном фильтре. Осадок промывали на фильтре до удаления маточного раствора, сушили, анализировали, направляли в производство антисептической пасты. Маточный раствор анализировали и направляли на приготовление исходного раствора или перерабатывали на основной арсенат меди, возвращаемый в оборот) и сульфат натрия.

Результаты приведены в таблице 1.

Согласно полученным данным, скорость фильтрации арсенатов меди составляет (в пересчете на сухой вес) 7,9-8,1 кг/(м2 час).

Пример 2. Заявленный способ.

Опыты проводили в условиях, аналогичных указанным в примере 1, за исключением того, что в суспензию после осаждения арсенатов меди дополнительно вводили кислоту (серную, соляную в пересчете на серную) в количестве 0,005-0,291 г/г продукта, нейтрализовали введенный реагент щелочью, разделяли суспензию на вакуумном фильтре, моделирующем промышленный НУТЧ-фильтр. Состав и объем маточных растворов, состав и масса продуктов синтеза, расход щелочи на осаждение (основной расход) соответствовали приведенным в таблице 1. В опытах № 3 и 8 введенную в суспензию кислоту нейтрализовали частично до рН 4,85-4,9. Состав маточного раствора при рН 4.85-4,9 не отличался от состава при рН 5.20-5,25 в случае кратковременной (менее 6 часов) выдержки частично нейтрализованной суспензии перед фильтрацией. Это объясняется замедленным откликом растворимости на изменение рН среды. При выдержке частично нейтрализованной суспензии более 6 часов (например, задержка процесса фильтрации в связи с отсутствием свободных фильтров) наблюдали обогащение маточного раствора медью, затем доводили рН до 5,2-5,25. Поэтому при дефиците фильтрующих мощностей целесообразно нейтрализовать введённую кислоту до рН 5,20-5,25, имеющей место до введения кислоты и стабильной при выдержке.

Результаты приведены в таблице 2.

Как видно из данных таблицы 2, введение в суспензию после осаждения продуктов 0,005-0,175 г/г кислоты с последующей ее нейтрализацией приводит к повышению

производительности процесса фильтрации, лимитирующей стадии производства (93- 94% затрат времени), в 1,43-3,22 раз по ортоарсенату меди и в 1,93-5,98 раз по гидроарсенату меди, или на 43-222% и 93- 498% соответственно. Затраты на реагенты при этом возрастают по ортоарсенату меди на 1,32-37,82; в том числе 1.126-32,21% на щелочь и 0,194-5.61 % на кислоту, по гидроарсенату на 1,303-37,72%, втомчисле 1,11- 32,13% на щелочь и 0,193-5,59% на кислоту (затраты на кислоту учтены относительно стоимости щелочи при ценах серной кислоты 29 рублей/т, щелочи-едкого натра 200

рублей/т). В себестоимости арсенатов меди расходы на щелочь составляют 14,4%, расходы на фильтрацию составляют 18,8% (сумма 33,2%). Эффективность способа достигается за счет снижения расходов на

фильтрацию до 3,14-5,84% при увеличении затрат на реагенты до 19,83-19,85% при максимальном расходе (сумма 22,97- 25,69%), Экономия составляет 7,51-10,23% от стоимости продукта без учета высвобождения персонала и сокращения оборудования, задействованного на фильтрации.

Как показали результаты испытаний, заявленный способ прост в осуществлении, отвечает требованиям производства и обеспечивает:

- повышение производительности процесса фильтрации до 25,4-48,4 кг/(м2 час) против 7,9-8,1 кг/(м2 час) по известному способу, или на 222-498%;

- удешевление производства на 7,51- 10,23% за счет повышения производительности оборудования, 10,3-12,5% за счет сокращения объемов оборудования, 2,5- 3,5% за счет сокращения обслуживающего

персонала.

Ф о р м у л а и з о б р ет е н и я Способ получения арсенатов меди, включающий обработку медномышьяково- кислых растворов щелочью и разделение

полученной суспензии фильтрацией, отличающийся тем, что, с целью повышения производительности фильтрации, перед разделением в суспензию вводят кислоту в количестве 0,005-0,175 г/г продукта с последующей нейтрализацией ее щелочью.

Таблица 1

Способ получения арсенатов меди может быть использован в процессах утилизации медьсодержащих сточных вод и мышьяксодержащих отходов химических и металлургических производств. Способ осуществляется путем осаждения арсенатов меди щелочью с последующей обработкой полученной суспензии кислотой, взятой в количестве 0,005-0,175 г/г продукта, нейтрализацией кислоты щелочью и разделением суспензии фильтрацией. Скорость фильтрации составляет 25,4-48,4 кг/м ч. 2 табл.

Получение арсенатов меди

Обработка суспензии арсенатов меди

Т а б л и ц а 2