Способ осаждения сульфидов цветных металлов из кислых растворов Советский патент 1980 года по МПК C22B3/00 

(54) СПОСОБ ОСАЖШНИЯ СУЛЬФИДОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ Изобретение относится к цветной гкцро металлургии, в частности к извлечению металлов при переработке полиметаллического сырья, содержащего выступ, медь, свинец и цинк. Известен способ осаждения сульфидов цветных металлов из кисльрс растворов, включающий обработку их серрводородсодержашим газом в присутствии нейтрализатора ij . По этому способу совместное осаждение цветных металлов группь{, содержащей никель, кобальт и свинец, осуществляют сероводородом в присутствии железа в виде окислов, гидроокисей или их смесей для создания необходимой рН среды и , нейтрализации кислоты. Железосодержащее вещество берут в количестве, достаточном для нейтрализации всей свободной кислоты в водном растворе и кислоты, образовавшейся при осаждении цветных металлов. Недостатками приведенного способа я&ляются загрязнение кеков нерастворениь ми соединениями железа, что значительна ИЗ КИСЛЫХ РАСТВОРШ усложняет их дальнейшую переработку в) также инерционность регулирования рН среды, так как после загрузки очередной порции соединений железа и достижения в растворе требуемой рН проходит некоторое время, необходимое для растворения соединений железа. Цель настоящего изобретения - повышение Чистоты сульфидов осаждаемых металлов, Поставленная цель достигается тем, что обработку растворов ведут газовой смесью, содержащей, об.%: аммиак 3-35; инертный газ ЗО-33,3; сероводород остальное. Сероводород применяется для сульфидирования цветных металлов :MeS+2rtAn ,Ь Выделяющая по реакции (1) кислота (И Аи) повышает растворимость сульфидов, что отрицательно влияет на полноту и скорость осаждения металлов, поэтому для ч не81тралиэации кислоты в раствор вводится аммиак. NH H n;:rNH An (2) Применение для этой uejiH водного рас вора аммиака нежелательно в связи с тем,что увеличивается объем перерабатываемого раствора и снижается концентрация осаждаемых металлов. Во избежание этого в раствор вводится газообразный аммиак. OaHoepeivfeHHo введение аммиака и сероводорода в виде газовой смеси обес печивает со1вмещение зоны нейтрализации кислоты и растворения сероводорода, что положительно влияет на растворимость послецнего, так как растворимость S -ионо в кислом растворе повыш,ается обратно пропорционально концентрации свободной кислоты. Смесь аммиака с сероводородов разбавляется инер.т)1ым газом который позволяет исключить образование сульфида аммония, осаждающего сульфиды висмута и меди в виде труднофильтруемых коллоидньсх осадков при постоянном расхЬде сероводорода широко менять количество вво димого аммиака в зависимости от рН рас вора; предотвратить взрывоопасность газо вой смеси. Расход с6д б р йание компонентов газовой смеси определяются составом обраг батьгеаемого раствора. Расход сероводоро да должен быть минимальным, обеспечивающим его максимальное растворение пр барботировании через слой жидкости. Содержание сероводорода в газовой смеси зависит от количества вводимого в смесь аммиака и инертного газа Содержание аммиака в газовой смеси с Целью предотвращения местного гидролиза металлов в растворе не должно преisbriuaTb 35,0%, а нижний предел - 3% ли мнтнруется степенью использований амми fiKa R количеством кислоты, образующейся при осаждении дветньк металлов. Смесь аммиака с серо зод6рбд6м, содержащая 30-33,3 йнертнбго газа, является оптимально так как при меньшем содержании начинается образбвание сульфида аммония, который забивает газовый смеситель и расстраивает технологический процесс, а при большем содержании У1ивньшается полезное испопьзовайне аммиака и сероводЪрода1. Изменяя количество вводимого в смес аммиака а инертного газа можно с разной скоростью нейтрализовать кислоту в водном растворе. При недостатке аммиаК

.735650 ДЛЯ нейтрализации кислоты, выделяющейся по реакции (I), содержание последней в растворе повышается, и наоборот - при избытке вводимого аммиака содержание свободной кислоты в раствореуменьшается. Смешение и подачу газов в обрабатываемый раствор осуществляют с помощью трубки из нержавеющей стали или другого материала, который устойчив в данной среде. Ввод газов в трубку осуществляют раздельно с помощью трех штуцеров, расположенных звездочкой. Применение смеси газов осуществляют следующим образом; раствор неорганических кислот содержащий висмут, медь, свинец и цинк при температуре от 5О-С и до те.мпературы кипения обрабатывают «смесью газов, причем содержание компонентов в смеси регулируют так, чтобы при необходимой рН раствора обеспечить достаточно высокую степень осаждения металлов.. Применение тонкого регулирования рН среды дает возможноЬть дробно осадить сероводородом сначала при рН 0,5 висмут с медью, затем при рН 1,6-2,О свинец и отдельно цинк при рН 2,О-2,5. Исключение загрязнеьшя получаемых сульфидных котхентратов посторонними примесями значительно облегчает itx дальнейшую переработку с получением чистых веществ, а вводимый в раствор аммиак легко удаляется известными способами. Примеры осуществления способа. Для каждого примера осуществления сЬссоба используют 400 мл раствора с содержанием осаждаемых компонентов, г/л: висмут 2,6} медь 9,41; свинец 2,0} цинк 3,81. Все опыты проводят при температуре 60 С в трехгорловой сферической плоскодонной колбе. Подача приготовленной смеси газов в раствор осуществляется с помощью стеклянной трубки. Расход сероводорода во всех опытах постоянный 3 л/ч, а содержание аммиака и инертного газа в смеси изменяется. Начальный период осаждени сульфидов цветных металлов проводят при повыщённой концентрации аммиака в газовой фазе. Это осуиествляется до установления в растворе рН, которая поддерживается минимальным содержанием аммиака в смеси достаточным только для нейтрализации кислоты, выделяющейся при осаждении цветных металлов. После окончания опыта раствор отфильтровывается от сульфидных кеков, которые анализируются по изЬестным методикам. Пример 1.В качестве инертного газа используется аргон. Через раствор с рН 0,2 продувают смесь газов, которая имеет следующий состав об.%: Нд S 33,3 kNHj 33,3; Ar 33,3. Общий расход газов составляет 9 л/ч. При достижении в растворе рН 0,5 расход аммиака и арг гона снижает до 0,14 л/ч и 1,57 л/ч, соответственно и осаждение ведут следующим составом смеси, об.%: H,jS 63,7} NH 3; А г 22,3. Продолжительность осаждения 1,5 ч, конечная рН 0,5-О,6. Осадок отфильтровывается. Извлечение в сульфитный медно-висмутовый кбк составляет,%: висмут 99,8; медь 99,85; свинец 22; цинк О,42. Раствор после осаждения имеет следующий состав, г/л: висмут 0,005, медь 0,О14; свинец 1,56, цинк 3,79. Из этого раствора осаждают свинец смесью газов следующего состава, об.%: Н, S 33,3; НН,, 33,3; Аг 33,3. Общий расход газов составляет 9 л/ч. При достижении в растворе рН 1,8-1,9 расход аммиака и аргона снижакуг до 0,14 л/ч и 1,57 л/ч соответственно и осаждение ведут следующим составом смеси, об.%: H.S 63,7; NH 3; Аг 33,3. Продолжительность осаждения составляет 30 мин, конечная рН 1,9-2,О. Осадок отфильтровывается. Извлечение в сульфидный свинцовый кек составляет, %; свинец 99,9; цинк 7,9. Раствор имеет следуюошй состав, г/л: свинец 0,О01, цинк 3,49. Из этого раствора осаждают цинк смесью газов следующего соста1ва, o6.%:Hg,S 61,7; NH 3-5; Ar 33,3. Общий расход газов составляет 4,7-4,9 л/ч. Продолжительность осаждения 1. ч, конечная рН 2,О-2,2, а извлечение цинка в сульфидный цинковый как 99,1%. Сквозное извлечение металлов в медно висмутовый, свинцовый и цинковый кеки приведено в табл. 1,. Таблица.

1.В медно-висмутовый кек2.В свинцовый кек3.В цинковый кек- -91,864.Суммарное извлечение 99,9 99,9999,99 99,2 П р и м е.р 2. В качестве инертного газа используется азот. Через раствор с рН 0,3 продувают смбсь гаэов, которая имеет следующий состав, об.%: N30. Общий расH S 35; NHj, 35; ход составляет 8,57 л/ч. При достижении в растворе рН О,5 расход аммиака и азота снижают до 0,13 л/ч и 1,34 л/ч соответственно и осаждение ведут следующим составом смеси, об.%: -67; N Но, 3; N 30. Продолжительность осаж дения составляет 1,5 ч, конечная рН 0,5Ь,6. Осадок отфильтровывается. Извлечение в сульфидный медно-висмутовый кек составляет, %: висмут 99,8 медь 99,85; свинец 22; Ц1янк 0,42. . .

22

0,42

99,85 7.9 77,9 Раствор после осаждения имеет следующий состав, г/л: висмут О,605; медь 0,О14; свинец 1,56; цинк 3,79. Из этого раствора осаждают свинец смесью газов следующего состава, об.%: 35; NH 35; N 30. Общий расход газов составляет 8,57 л/ч. При Достижении в растворе рН 1,8-1,9 расход аммиака и азота снижают до 0,13 л/ч ъ 1,34 л/ч соответственно и осаждение ведут следующим составом смеси, об.%: 67; N 3; N 30, Продолжительность осаждения 30 мин, конечная рН 1,9-2,0. Осадок отфильтровывается. Извлечение в сульфидный свинцовый кек составляет, %: свинец 99,9; цинк 7,9.

Раствор имеет следуюишй состав, г/л: свинец 0,001 цинк 3,49. Из этого раствора осаждают цинк смесью газов следующего состава, об.%: 65-67; NH 3-5; N 30. Обший расход газов составляет4,5г4,6 л/ч. Продолжительность осаждения 1 ч, конечный рН 2,0-2,2, а извлечение цинка в сульфидный цинковый кек 99,1%.

Сквозное извлечение металлов в медновисмутовый, свинцовый и цинковый кеки приведено в табл. 2,

Таблица 2