Способ разделения цинка и кадмия Советский патент 1980 года по МПК C22B19/26 

(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ЦИНКА И КАДМИЯ

1

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, а именно к извлечению кадмия из сульфатных цинковых растворов и может быть использовано для разделения цинка и 5 кадмия, очистки сульфатных цинковых растворов, а также для получения солей цинка и кадмия высокой чистоты.

Известен способ разделения цинка и кадмия из сульфатных растворов О путем многоступенчатой экстракции раствором галоидных солей четвертичных с1ммониевых оснований , где X - галогенид, ион, в органическом растворителе, Реэкстракцию кадмия из t5 органической фазы проводят избытком водного раствора карбонатаа ФГония с образованием твердого осадка карбоната кадмия 1.

Недостатком данного способа явля- 20 ется малая эффективность разделения цинка и кадмия за одну ступень экстракции, сложность технологического процесса, большой расход раствора карбоната аммония, используемого в 25 избытке для реэкстракции кадмия из органической фазы.

Цель изобретения - повышение степени разделения цинка и кадмия, упрошение процесса за счет совмещения 30

процессов реэкстракции кащмия и регенерации экстрагента и удешевление процесса за счет снижения расхода реагентов.

Поставленная цель достигается тем, что в качестве экстрагента используют 0,05-0,8 М раствор диалкилдитиофосфорных солей четвертичных аммониевых оснований.

Сущность способа заключается в следующем.

Из сульфатных цинковых растворов кадмий селективно извлекается раствором четвертичной аммониевой соли диалкилдитиофосфорной кислоты () в органическом растворителе, например бензоле, ксилоле, керосине, 2-этилгексаноле, тетрахлорэтилене и т.п. В качестве экстрагента используют четвертичную аммониевую соль диалкилдитиофосфорной кислоты, например тетраоктила№4оний-ди-(2-этилгексил) дитиофосфат (ТОАФ), триалкилбенэилам(эний-ди-(2-этилгексил) дитиофосфат (ТАБАФ) и др. Экстрагентлегко получают смешиванием диалки.пдитиофосфОрной кислоты - НА (например, ди-(2этилгексил) дитиофосфорной кислоты) с тетраалкил (арил) аммониевой солью минеральной кислоты (например, тетраоктиламмоний бромидом - R.NBr, три алкилбензиламмоний хлоридом , метилтриалкиламмонийсульфатом () в стехиометрическом соотношении в органическом растворителе. Образовавшуюся минеральную кислоту из органической фазы вымывают водой. После отмывки органическая фаза представляет раствор в органическом растворителе (где А - органический анион, пригодный для экстракции кадмия), При экстракции кадмия из сульфатных растворов происходит образование диалкилдитиофосфата кадмия и .сульфата четвертичного аммо ниевого основания, распределяющихся в органическую фазу (ca f -vCsqj V 4 А),ЧсаА2)о,( где (в) и (о) - индексы, обозначают соответственно водную и органическую фазы. Кадмий экстрагируют в форме диалкилднтиофосфата кадмия. Цинк практически остается в водной фазе. Большая концентрация сульфат-иона в водном растворе, создаваемая сульфатом цинка, способствует получению высоких коэффициентов распределения кад ми я (см.1) В данном способе реэкстракция кад мия из органической фазы может быть осуществлена водой. При этом вследствие малой концентрации сульфат-ион в системе коэффициенты распределения кадмия весьма малы (см. 1). Таким образом, возможно извлечение кадмия из цинковых сульфатных растворов бег расхода неорганических реагентов. Кроме того, реэкстракция кадмия из органической фазы возможна раствором щелочи (при этом гидроокись кадмия . выпадает в осадок) или раствором аммиака (при эт;ом возможно получение концентрированных растворов, содержащих аммиачные комплексы кадмия), После реэкстракции экстрагент в орга нической фазе находится в форме и возвращается на стадию экст ракции,- При экстракции кадмия из цин ковых растворов с помощью одно временно извлекают ряд примесей ка тионнбго (медь, сринец, сурьма,, мышь и др.) и анионного характера (хлорид фторид, нитрат-ионы), которые должны быть выделены до подачи цинкового раствора на электролиз. Приме рАЛ1роводят экстракцию кадмия из сульфатного раствора, соде жащего 4,45 г/л Cd, 54 г/л Zn, 0,5 М раствором ди-(2-этилгекснл) фосфата тетраоксиламмония в бензоле. Соотно шение объемов фаз 1:1, продолжитель ность перемешивания 30 мин. Обнаруено в органической фазе 2,52 г/л d; 0,0028 г/л Zn, в водной фазе ,93 г/л Cd; 53,6 Г/л Zn, ,30; ,2.105 .f 2,5-.10. П р и м е р 2. Проводят экстракцию адмия из сульфатного раствора, содер-i ащего 4,97 г/л Cd, 64 г/лZn, в приутствии 20 г/л 0,35 М. раствоом ТОАФ в бензоле. Обнаружено: в рганической фазе 3,83 г/л Cd; : 0355 г/л Zn) в водной фазе 1,14 г/л d; 63,6 г/л Zn; ,3б; Д7,0,56х O -I CdfZn 6,0-103. Пример 3. Проводят экстракцию кадмия из сульфатного раствора, содержащего 4,75 г/л Cd, 59 г/л Zn, 20 г/л Н SO , 0,5 М раствором ТОАФ в бензоле. Обнаружено: в органической фазе 4,63 г/л Cd, 0,015 г/л Zn; в водной фазе 0,119 г/л Cd, 59,0 г/л Zn; ,0, ,5- Pcdj2h 1,б-ГО,. Извлечение Cd за 1 ступень составляет 97,5%, Пример 4. Проводят экстракцию кадмия из сульфатного раствора, содер жащего 4,75 г/л Cd, 55 г/л Zn, 20г/л H,SOip, в присутствии хлорид-ионов (4,5 г/л) 0,5 М раствором ТОАФ в бензоле, Обнаоужено: в органической фазе 4,75 г/л Cd, 1,16 г/л Zn; 3,42 г/л в водной фазе 53,5 г/л Zn; 1,06 г/л С1, кадмия не обнаружено ( 0,001 г/л); Д| а75-10 ; ,2 10-2 ;р) 2-10- Извлечение кадмия за 1 ступень 99,98%, извлечение хлора 76%. Пример 5.В условиях, аналогичных примеру 4, проводят экстракцию кадмия из раствора,содержащего дополнительно нитрат-ион (6 г/л). Обна- ; ружено: в органической фазе 4,75 г/л Cd; 2,62 г/л Zn;- в водной фазе 53,0 г/л Zn, кадмия не обнаружено; „ Дса-г5 ,9- 10-2 ;p)cd|2n Извлечение кадмия за 1 ступень 99,98%.- Данный способ позволит сократить расход реагентов (в принципе процесс реэкстракции может быть безреагентным). Совмещаются операции реэкстракции кадмия и регенерации экстрагента. Повышается селективность извлечения кадмия в органическую фазу. Коэффициент разделения Pcdl7.w . постигает величины .1-10 и вышепо сравнению с экстракцией йодидами четвертичных аммониевых оснований (Pcaizn Д° I-IO). Увеличивается извлечение кадмия ( 99,98%) на одной ступени экстракции,-Процесс может ПРОВОДИТЬСЯ в одну стадию вместо многоступенчатого. Кроме того, повышается глубина очистки цинкового раствора. Формула изобретения Способ разделения цинка и кадмия из сульфатных растворов экстракцией

. . 5 , 730851 6

солями четвертичных аммониевых осно-солей четвертичных аммониевых оснований в органическом разбавителе,;9аний.

отличающий с я тем, что, сИсточники информации,

целью повышения степени разделения,,принятые во внимание при экспертизе упрощения и удешевления процесса в

качестве экстрагента используют 0,055 1- Патент ailA 3258307,кл. 23-61,

0,8 раствор диалкилдитиофосфорных ,1966.