Описываемое изобретение относится к области гндрометаллургического получения цинка.
Известен способ извлечения цинка из водных растворов, включающий получение амальгамы цинка, электрохимическое разложение ее и последующее выделение цинка из полученного раствора электролизом.
Особенность предложенного способа заключается li том, что амальгаму цинка нолучают фазовым обменом цинксодсржащего раствора с а.мальгамон натрия и разлагают ее в короткозамкнутом элементе амальга.ма цинка- электрод с низким перенапряжением выделения водорода. При применении предложенного снособа повышается извлечение цинка и сокращается расход ртути.
Сущность способа заключается в том, что фазовым обменом цинксодержащего раствора с амальгамой натрия получают амальгаму цинка, которую разлагают затем в короткозамкнутом элементе амальгама цннка - графит до содержания цинка в амальгаме 0,2-0,3 вес.
и полученнын концентрированный
сернокнслыи раствор цинка, содержащий не менее 200 г/л цинка, подвергают электролизу для получения металлического цинка. Полученный в результате электролиза отработанный кислый раствор, содержащий около 300 г/л серной кислоты и 40 г/л цинка, можно
нснользовать для разложення амальгамы цннка в короткозамкнутом элементе амальгама цннка - графит. При разложении концентрированной амальгамы цинка с содержанием
цинка в амальгаме 2,5 нес. % цинк из а.мальга.мы почти полностью переходит в раствор, остаточное содержание цинка в амальга.ме при этом составляет 0,2- -0,3 вес. %, поэто.му обедненную по цинку амальгаму можно использовать для иол чения амальгамы натрия. Амальгам натрия .получают электролизом раствора хлористого или сернокислого натрия. Предложенным снособом можно нолучить металлический цннк с содержанием основного металла 99,99-99,999%.
Па чертеже приведена технологическая схема описываемого способа.
Особенностью описываемого способа является использование ртути в замкнутом круговом цикле .4. Круговой амальгамный цикл А включает получение амальгамы натрия в электролизере со свинцовыми или графитовыми электродами, фазовый обмен амальгад Ы натрия с ионами цинка из очнщенного цинковой нылью от более злектроноложительпых металлов - примесей исходного цннксодержащего раствора с нол}ченнем цннковой амальгамы и разложение ее в короткозамкнутом элементе амальгама цинка - графит в серной
ЦИ51 фазового обмена ионов цинка с амальгамой натрия протекает е высокой скороетыо. Константа скорости фазового обмена реакции
(1)
Zn2 i2NaHg:: Zn(Hg),
- 2Na
равна 7,86-10-3 сек.
С высокой скоростью протекает и разложение амальгамы в короткозамкнутом элементе по двум сопряженным электрохимическим реакциям;
(2)
Zn(Hg)q:Zn2++Hg + 2e la амальгаме цинка и
(3)
2Н +2е Н, t па графитовом электроде.
Разложение амальгамы цинка в короткозамкнутом элементе лроводят до концентрации цинка в амальгаме 0,3-0,2 вес. %. При такой концентрации цинка в амальгаме в сернокислый электролит практически не переходят сопутствуЕощие цинку металлы-прг меси. Образующийся в короткозамкнутом элементе концентрированный раствор сернокислого цинка (260-200 г/л , 10-30 г/л I-bSO.i) поступает для извлечения цинка в электролизер со Свинцовыми анодами. Электролиз ведут при плотности тока 600-700 а/м- и темиературе 60-70 С. Осаждение цинка проводят на алюминиевых катодах. Выход цинка но току составляет 95-97 С. Содержание основного металла в катодном осадке составляет 99,99-99,999% цинка.
Отработанный электролит. содеожащий 40--60 г/л Zn--- и 300-350 г/л bbSO.,, нанрав.тяют на разложение амальгамы в короткозамкнутом элементе с графитов1 1ми электродами для наеыщсння ионами цинка.
В даьиюм епоеобе ртуть используется в качестве носителя цинка в виде амалыам. цинка, с помощью KOTOpofi осундествляется кониентрипованне шппча, с получением богатых liUHKOBiiix растворов, содержащих малые количества сонутствующих цинку металлов -нримесей. Циркуляция сернокисльгх 1)астворов осуществляетея в цикле Б, еопря 1 енном L амалыамным цщ.юм /1.
Приме. Амальгамный еиособ извлечеиия цгнка из водных раетворов скоростных пылеуловителей Чимкентского свинцового завода.
Отработанный раствор, содержащий 40
г/л цинка, очищают от более электроноложительных примесей (Cd, Т1, Zn, Си) цементацией пникоБОЙ пылью. Амальгаму натрия получают электролизом сериокиелого натрия в электролизере, где катодом служит отработанная цинковая ама.1ьгама или ртуть. Электролиз ироводят при нлотноети тока 4000-6000 а/мк темнературе 25---30 С до получения насыИ1еи110й амальгамы натрия (0,7 вес. % натрия). Затс.м нроводят фазовый об-мен очищенного ц|-пп с()держащего 1)аство)а с амальгамой натрия нрн интенсивном неремещнвании амальгамы и |1аствора (280 об/мин). Процесс
фазового обмена заканчивают через 10 мин. При миогократном исиользовании цииксодержащего заствора иолучают амальгаму, содержащую 2,5-3,0 вес. % цинка. Полученную амальгаму )азлагают в короткозамкнутом
элементе амальгама цинка-графит. Циркулянню aмaлыa iы оеущ.еетвляют но замкнутому кругу с помощью электромаг}1итного наеоса. После насыщения раствора серной кислотой или отработа1И10го сернокислого раствора
нонами цинка до 200250 г/л раствор направляют на электролиз цинка в ванне со евннцовыми анодами нрн нлотноети тока 600-700 а/м- и 60-70 С. Поеле обедиения сернокислого цинкового раствора до содержання 40-60 г/л цинка раетвор ностулает па разложение новых порций амальгамы цинка в короткозамкнутом элементе.
Выход цинка но току составляет 95-97%. Содгржа1|ие основного металла-цинка ь
латодных ;)садках составляло 99.99- 99,999%.
Способ гчв,лечения игшка из водных растiiopoB, включаюндий иолучение амальгамы цннка, электрохнмичеекое разложение ее и носледующсе вь деление нинка из нолученно||) |1аетвора электро.шзом, отличающийся тем, что, е цел1)1о новьинения извлечения и сокращения расхода )тути, амальгаму цинка иолучают фаз()В1)1м (UJMCHOM цинксодержагцего раствора с амальгамой натрия н разлагают ее н короткозамкнутом элементе амальгама цннка -электрод с низким иеренанряжением выделения водорода.
/ и т тппг f 5 л
Разлагатель амальгань In Нд
260
ЗлектролиЗ
2п - металлический 99,99 - 99,999 7
