Способ осаждения меди из водно-аммиачных растворов Советский патент 1978 года по МПК C22B15/12 

Изобретение относится к гидрометал лургии цветных металлов, в частности к гидрометаллургии меди. Селективное выделение металла из многокомпонентной системы водного раствора (например, отделение меди от никеля и кобальта) - одна из основ ных задач, гидрометаллургии. Известны способы извлечения меди из водно-аммиачных композиций; осаждение в виде химических соедин,-эний, осаждение в виде металлического порошка, экстракция органическими растворителямн,выг деление на сорбентах путем ионного обмена, адсорбция на твердых адсорбен Tax.. Известен способ осаждения меди из водно-аммиачных растворов и отделе ния ее от никеля и кобальта путем раз рушения медно-аммиачного комплекса кипячением раствора (с поглощением аммиака) и выделением меди в виде оки си . Недостатками известного способа являются высокая чувствительность про цесса к наличию посторонних ионов(в .частности, сульфат-,карбонат-ионов и т.п.); образование гарнисажей окиси меди на стенках реактора, внутренних поверхностях транспортирующих тру и теплообменников; высокий расход пара. Предложенный способ отличается тем, что медь селективно осаждают при комнатной температуре в виде комплекса с -диимидом трициклодеце-н-тетракарбоновой кислоты формулы сн -со сн-со где R - водород, алкил, арил, галоид с последующей регенерацией меди разбавленной минеральной кислотой, что обеспечивает упрощение технологического процесса и снижение энергозатрат. Предложенный способ состоит в том, что к водному раствору медно-аммиачного комплекса, который может содержать аммиачные комплексы других металлов, таких как никель и кобальт, добавляют диимид трициклодеце-н-тетракарбоновой кислоты или его раствор в 5%-ном водном аммиаке. КоличествЪ диимида должно быть 1 моль на 1 гг атом растворенной меди, причем увеличение количества осадителя способствует более полному осаждению меди. Оптимальное соотношение диимид : медь 1,2 : : 1 / О .Раствор,-образующийся после добавления осадителя,перемешивают при комнатной температуре.Через несколько минут начинается постепеннре осаждение фиолетового кристаллического осадка, представляющего собой медный комплекс диимида. Через 40-60 мин перемешивание прекращают и отделяют образовавшийся осадок декантацией. В растворе остаются никель и кобальт, которые не образуют с диимидом нерастворимых комплексов. Степень извлечения меди из раствора, в зависимости от количества добавленного осадителя, изменяется в пределах от 85 до 95%.

Для регенерации меди из комплекса полученный осадок обрабатывают разбавленным раствором минеральной кислоты, например серной или соляной.

При этом комплексе разрушается, образуется раствор соли меди и твердыйосадок исходного диимида, который пос ле отделения вновь может использоваться как осадитель, П. р и м е р 1.

а. Осаждение меди из раствора. К 375 мл водного раствора медно-аммиачного комплекса с содержанием меди 0,96 г/л {приготовленного путем раст0ворения азотнокислой меди в 5%-ном ВОДНОМаммиаке) добавляют навеску сухого диимида трициклодеце-н-тетракарбоновой кислоты (1,65; 2,10; или 3,31 г). При перемешивар1ии полученно5го раствора при комнатной температуре постепенно выпадает фиолетовый осадок комплекса, который через 60 мин отфильтровывают и в фильтрате определяют остаточное количество меди. Данные о степени извлечения меди в зависимости от количества добавленного осадителя приведены в табл. 1.

Т а б л и

а

б) Регенерация меди из образовавшегося комплекса. Навеску фиолетового осадка медного комплекса имида (3,0 г) обрабатывают 50 мл 0,5 н. раствора HjSO, . Через 10-20 мин комплекс разрушается. При этом образуются голубой раствор СиЬОц и белый осадок имида, который отделяют фильтрованием, сушат и вновь используют в качестве осадителя. Содержание меди в фильтрг те, полученном после разрушения комплекса, составляет 9,0 г/л, т.е. го

.раздо выше, чем в исходном растворе. .

При-мер2,В 300 1Л водного раствора смеси аммиачных комплексов меди и никеля, полученных растворением навесок Cu,(WO.j)iH Ni(NOj) в 5%-ном аммиаке с -содержанием меди l,0r/j

и никеля 0,95 г/л прибавляют навеску сухого диимида (2,01 г). Через 5-10м после начала перемешивания раствора начинает выпадать фиолетовый осадок медного комплекса, который через 1 ч отфильтровывают. Содержание меди в фильтрате составляет 0,106 г/л, что соответствует полноте осаждения меди 89,4%. Содержание никеля в фильтрате равно исходной концентрации.

Для регенерации меди из комплекса

.ои полученный осадок (1,00 г) обрабатывают 40 мл 0,2 н. раствора Н2ЬОч, oтфильтpoвывaюt образовавшийся имид и определяют концентрацию металлов в фильтрате. Полученные данные приведены в табл.2.

В нижеприведенных примерах 11звлечение меди проводилось из промышленных стоков производства медно-аммиач ноге волокна.

П р и м е р 3.К 430 ьш раствора,выходящего с первой прядильной ванны и имеющего 2,5-2,6 г/л NHj,0,29 г/л Си в виде медно-аммиачного комплекса, 0,26 г/л . 5 г/л, добавляют навеску сухого диимида {0,65 г) и выдерживают образовавшийся раствор при 50°С в течение 60 мин.После этого отфильтровывают выпавший фиолетовы осадок медного комплекса и определяют в фильтрате остаточное количество меди, которое оказалось равным 0,028 г/л, что соответствует .степени осаждения меди 90,0%.

Пример 4.Фильтрат, получе1И) после нейтрализации аммиаком кислых промывных ванн и отделения осаждающейся при этом основной соли сульфата меди,имеет 0,925 г/л Си в виде сульфата меди; остаток неразложившегося медноaMNwa4Hoi o комплекса: (,, {среда слабо щелочная).

Для осаждения меди к 500 мл фильтрата добавляют 2,87 г диимида, растворенного в 100 мл 5%-ного раствора зм.миака. После 60 перемешивания

Т а Р) л и Ц а 2

при комнатной температуре отделяют выпавший фиолетовый осадок. Содержание меди в фильтрате составляет после этого 0,08бг/л,что соответствует 90%-ной степени осаждения.

Формула изобретения

Способ осажления меди из водно-аммиачных растворов и отделения ее от никеля и кобальта, отличающийся теМ( что, с целью упро1цения технологического процесса и снижения энергозатрат, медь селективно осаждаю при комнатной температуре в виде комплекса с диимидом трициклодеце-н-тетракарбоновой кислоты формулы

- сн -со

СО/

СН

N

Ч

NK

со

СН -со

,л/где R - водород, алкил, арил, галоид, с последующей pereiiotiauHeu меди, разбавленной минеральной кислотой.