Способ извлечения цветных металлов из сульфатных растворов Советский патент 1982 года по МПК C22B23/04 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ

I ...

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к способам извлечения цветных металлов, например никеля и кобальта из растворов.

Известен способ извлечения цветных металлов из растворов, включающий осаждение цветных металлов серосодержащими соединениями 1 3Недостаток способа - применение сероводорода, который является токсичным :и взрывоопасным реагентом.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения цветных металлов из сульфатных растворов, например никелй и кобальта, включающий осаждение металлов тиосульфатом натрия 23.

Недостатком известного способа является большие затраты на реагентосадитель, а также то, что растворы после осаждения содержат в больших колимествах катионы натрия и серосодержащие анионы. Сбрасывание таких

,растворов в природные водоемы не допустимо во избежание загрязнения окружающей среды.

Целью изобретения является удешев ление извлечения и охрана окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения цветных металлов из сульфатных растворов, например никеля и ко10бальта, включающему осаждение металлов тиосульфатом натрия, раствор после отделения осадка цветных металлов нейтрализуют, упаривают, обрабатывают серой, известью и гаISзообразнь1м реагентом, отделяют обра|ботанный раствор от твердой фазы и возвращают на осаждение цветных металлов.

Причем в качестве газообразного

20 реагента используют реагент, выбранный из группы, содержащей кислород, воздух, сернистый газ и их смеси. : Способ осуществляют следующим образом. Сначала раствор нейтрализуют и упаривают. Затем упаренный раствор обрабатывают серой, известью и газообразным реагентом, выбранным из группы, состоящей из кислорода, воздуха, сернистого газа и их смесей. Обработанный раствор отделяют от твердой фазы и возвращают на осаждение металлов. Нейтрализацию осуществляют для связывания свободной серной кислоты, образующейся в процессе осаждения металлов тиосульфатом. В качестве нейтрализаторов можно использовать известь, извест няк и другие реагенты. Операцию осу щеЬтвляют при атмосферном давлении температуре, не превышающей темпера туру кипения раствора. Упаривание раствора осуществляют с целью его концентрирования пут кипячения раствора при атмосферном давлении или под вакуумом. Обработку упаренного раствора серой и известью ведут при 60-150 С предпочтительно 7590С. При этом образуются сульфид, полисульфиды и тиосульфат кальция, которые вступают во взаимодействие с сульфатом и политионатами натрия, содержащимися в упаренном растворе. В резуль тате образуются тиосульфат, сульфид и полисульфиды натрия, а также гипс Содержащиеся в упаренном растворе примесные металлы (железо, магний и другие ) осаждаются в виде сульфидов и гидроокисей. Обработку газообразным реагентом можно осуществлять после обработки раствора серой и известью или одновременно с ней. В процессе обра ботки реакционной массы газообразным реагентом сульфиды и полисульфиды, взаимодействуя с сернистым га зом или с кислородом, также переходят в тиосульфат.Обработку кислородом (воздухом) следует вести при 60-120°С, предпочтительно 60-90°С, парциальном давлении кислорода 0,08-0,8 МПа, предпочтительно 0,10,3 МПа. Обработку сернистым газом или его смесью с кислородом (воздухом) можно осуществлять, барботируя газ через раствор при атмосферном давлении. Оптимальная температура обработки в этом случае равна 60-б5 Обработанный раствор отделяют от твердой фазы сгущением и/или фильтрацией. Твердая фаза в основном представлена гипсом, с ней удаляется также большая часть примесных металлов. фильтрат представляет собой тиосульфат натрия или смесь тиосульфата натрия с сульфатом натрия, в нем содержится также незначительное количество ионов кальция. Такой раствор можно использовать для осаждения цветных металлов из новой порции сульфатного раствора, после чего вновь регенировать осадитель. Таким образом может быть обеспечена многократная циркуляция при отсутствии сбросных растворов. Данным способом можно извлекать из растворов никель, кобальт, медь и некоторые другие металлы. Пример. Извлечение метал лов осуществляют из раствора, содержащего, г/л: никель 29.5, кобальт 1,3, серная кислота 1,0. В качестве реагента-осадителя используют раствор, содержащий 270 г/л тиосульфата натрия и 60 г/л сульфата натрия. Сульфат натрия не осаждает цветные металлы, но наличие его избытка в растворе после осаждения упрощает дозировку реагентов ( извести и серы), препятствуя переходу ионов кальция в регенерируемый раствор. Осаждение никеля и кобальта ведут в лабораторном автоклаве емкостью 3 Л.1 л никельсодержащего раствора смешивают с О,6 л осадителя, смесь помещают в автоклав, нагревают до -135 С и обрабатывают при перемешивании в течение 1 ч. Пульпу после осаждения охлаждают и фильтруют на вакуум-фильтре. Кек, представляющий собой дисульфид никеля, перерабатывают известными способами. Раствор, содержащий 18 г/л серной кислоты, нейтрализуют молотым техническим известняком (активность 70%). Нейтрализацию ведут в открытом сосуде при комнатной температуре, при перемешивании в течение 15 мин. Расход известняка 50 г, конечный рН и. Образовавшийся осадок, состоящий в основном из гипса, отделяют фильтрацией. Фильтрат упаривают кипячением в открытых стеклянных сосудах до объема 0,6 л. Упаренный раствор подвергают обработке серой и навестью. Для этого раствор помещают в автоклав емкостью 1 л, загружают в него 65 г молотой технической серы и 77 г технической извести с активностью 80%, нагревают до и обрабатывают при перемешивании в течение 3 ч. Полученную пульпу охлаждают до 70С и обрабатывают в том же автоклаве техническим кислородом при парциальном давлении кислорода 0,2- НПа в течение 1 ч. Конеч ную пульпу охлаждают и фильтруют на вакуум-фильтре. Фильтрат по своему составу практически соответствует .исходному осадителю (концентрация тиосульфата натрия 276 г/л, сульфа та натрия 58 г/л, кальция 1, г/л). Выход фильтрата 0,5 л. Кек предста ляет собой гипс, загрязненный приме сями . Для компенсации механических потерь фильтрат доукрепляют 0,06 л свежего осадителя, после чего испол зуют для осаждения металлов из ново порции сульфатного раствора. Цикл переработки сульфатного раствора, включающий осаждение никеля и кобал та, отделение сульфидного осадка, нейтрализацию, упаривание, реагентную обработку раствора и отделение o работанного раствора от твердой фазы Повторяют многократно. При этом сос тав регенерируемого раствора и степень регенерации) а. также степень осаждения и качество осадка, остаются постоянными. Показатели предложенного способа по примеру 1 приведены в taбл.1. П р и м е р 2. Сульфатный раствор содержит, г/л: медь 8,2 никель 29,5 кобальт 1,3, серная кислота 10. Состав осадителя такой же, как в примере 1. Осаждение меди ведут в стеклянном сосуде емкостью 2 л , 1 л исходного раствора нагревают до , вводят 0,1-2 л осадителя и обрабатывают при перемешивании в течение 15 мин. Конечную пульпу фильтруют на вакуумфильтре, отделяя осадок сульфидов меди. Раствор нейтрализуют 15 г соды до рН 3,5, после чего смешивают его 16 с 0,6 л осадителя и осаждают никель и кобальт. Осаждение никеля и кобальта, отделение осадка и нейтрализацию осуществляют так же, как в примере 1. Упаривание ведут до объема 0,78 л. Упаренный раствор помещают в автоклав емкостью 1 л, вводят 36 г молотой серы и 86 г извести и перемешивают полученную суспензию при 80 С в течение 3 ч. Затем реакционную .массу барботируют сернистым газом при в течение 2 ч, после чего фильтрацией отделяют раствор от твердой фазы. Регенерированный раствор направляют на осаждение металлов из новой порции сульфатного раствора. Доукреплять осадитель не требуется, так как потери натрия скомпенсированы содой, введенной на стадии нейтрализации, а потери с«ры увеличением суммарного расхода серосодержащих реагентов молотой серы и сернистого газа. При многократном повторении цикла извлечения металлов основные показатели способа остаются неизменными . Показатели предложенного способа по примеру 2 приведены в табл.2. Как видно из приведенных данных,предложенный способ извлечения металлов позволяет регенерировать ос.адитель и создать бессточную технологию. При этом для регенерации используются дешевые реагенты (сера, известь, кислород, воздух, известняк), выпускаемые промышленностью в больших количествах, или являющиеся (сернистый газ) побочными продуктами метал-, лургических производств. Суммарные затраты по предложенному способу доставят 650-700 р, на 1 т никеля, что экономически эквивалентно наиболее дешевому сероводородному способу. Все операции способа могут осуествляться в непрерывном режиме в бычной гидрометаллургической аппарауре, применяемой в отечественной ромышленности.

о

so

О

-

ff

СП

04 ол

ГЛ

гг

-л

г г

00 сг

«S

(гч

стч сг сг

СТч

rv сг Г1

СП СП

сг

(П

о

со со

о

CTi

ff

1Л

«

о о

lf

Si4

СЭт--

ОО

ел vO

LTl

s r

vO Г-.

CS

.--CM

РЛ en

-3en

о

en

-aj-31ЛГГЧ

«4

en r

en en

CO

Ln

CM

CM

en n

en en

r n

LTl

vO

CO

СЭ

ъ

о чО

vO

JvO

r

О

о

о

l

СЭ

о

ir

S

о

(П

СЭ

-aLf

о

оо

о чО

чО

1Л

vO v

с vO CM гм Формула изобретения 1. Способ извлечения цветных мет лов из сульфатных растворов, например никеля и кобальта, включающий осаждение металлов тиосульфатом натрия, отличающийся тем, что, с целью удешевления извлечения и охраны окружающей среды, раствор после отделения осадка цвет ных металлов нейтрализуют, упаривают, обрабатывают серой, известью и газообразным реагентом, отделяют обработанный раствор от твердой 1 фазы и возвращают на осаждение цветных металлов. 2. Способ по П.1, отличающ и ис я тем, что в качестве газообразного реагента используют реагент, выбранный из группы, содержащей кислород, воздух, сернистый газ и их -. смеси. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Заявка Франции Н , кл. С 22 В 23/0, опублик. 21.05.76, 2.Авторское свидетельство СССР Vf 810844, кл. С 22 В 3/00, 1979.