Способ извлечения хлора и кадмия из цинковых сульфатных растворов Советский патент 1982 года по МПК B01D11/00 C01G9/06 

Изобретение относится к способу очистки растворов от хлора и кадмия и может быть использовано в области химической технологии, в частности при очистке цинковых сульфатных растворов сложного состава, получаемых при переработке промпродуктов свинцово-цинкового производства, например свинцовых пылей, цинковых возгонов , кадмийсодержащих кеков, шламов и т.д.

Известен способ очистки цинковых растворов от ряда примесей, в том числе от Ксщмия и хлора, экстракцией йодистой солью четвертичного аммониевого основания 1.

Недостатком способа является трудность реэкстракции кадмия и хлора из органической фазы, многостадийность процесса, большой расход реэкстрагентов и низкое изменение кадмия.

Наиболее близким к предлагаемому ,спососбу по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения хлора и кадмия из цинковых сульфатных растворов с использованием анионообменного экстрагента в органическом растворителе, HanpHTiep аминов алифатического ряда

с последующей реэкстракцией водньа 1 раствором перхлората натрия, содержащим 20-40 г/л серной кислоты,и 5 регенерацией органической фазы обработкой ее растворов щелочи 2j.

Недостаток известного способа состоит в отсутствии полноты разделения кадмия и хлора на стадии ре10экстракции и необходимость введения дополнительных операций в технологическую схему для разделения кадмия и хлора.

Цель изобретения - повьлиение сте15пени отделения кадмия и хлора на стадии реэкстракции и упрощение извлечения КсЩМИЯ из реэкстракта.

Цель достигается тем, что в способе извлечения хлора и кадмия из цин20ковых сульфатных растворов-и использованием анионообменного экстрагента в органическом растворителе с после,дующей реэкстракцией и регенерацией органической фазы экстракцию ведут

25 в присутствии 0,25-1,2 М монокарбоновой кислоты, а реэкстракцию осуществляют последовательно в две стадии: при рН равновесной водной фазы 6-8 на первой стадии и при рН равновес30ной водной фазы 1-2 - на второй. По предложенному способу на первой стадии осуществляют реэкстракцию хлорид-иона из органической фазы путем контактирования ее с раствором щелочи до рН равновесной водной фазы 6-8, в результате чего хл:оридионы переходят в водную фазу. Реэкст ракция хлорид-ионов происходит полностью за одну ступень, при этом получаются концентрированные по хлорид-ионам и не с.одержащие кадмия рас воры. Последующая обработка органич кой фазы раствором серной кислоты до рН равновесной водной фазы, равной i-2, приводит к реэкстракции ионов кадмия в водную фазу и регенерации сульфатной формы экстрагента, котора может быть использована для очистки новых порций исходных растворов. В результате на второй стадии получаются богатые кадмиевые реэкстракты, не содержащие хлор-ионы. Богатые кадмиевые реэкстракты могут быть непосредственно направлены на электролиз для получения чистого кадмия или перерабатываться другими известными методами, например цементацией в центробежном реакторе-сепараторе. В качестве анионообменного экстра гента используются растворы сульфата третичного амина или четвертичного аммониевого основания, а в качестве монокарбоновых кислот - каприловая кислота, промьшше.нные жирные кислоты фракции С,; - с)сС, oi- разветвленные монокарбоновые кислоты. При концентрации монокарбоновой кислоты в экстрагенте менее 0,25 М наблюдается увеличение перехода ионов кадмия в хлорный реэкстракт, т.е ухудшается разделение и хлора. При увеличении концентрации моно карбоновой кислоты более 1,2 М умень шается степень очистки сульфатных цинковых растворов от кадмия и хлора на стадии экстракции. При рН менее б на стадии реэкстра ции хлора снижается степень реэкстракции хлора и увеличивается содержание кадмия, а при рН 8 наблюдается резкое увеличение вязкости орга нической фазы, что приводит к увеличению времени расслаивания органичес кой и водной фаз. Повышение значения рН 2 при реэкстракции кадмия приводит к снижению степени реэкстракции кадмия, сни )ение рН 1 нецелесообразно из-за |еобоснованного расхода кислоты без увеличения степени реэкстракции кадмия .

Пример 1. Состав исходного сульфатного раствора, г/л: Zn 100 Cd 5; Cl 20; 20 .Экстракцию хлора и кадмия осуществляют органическим раствором, содержащим 0,6 М триалкиламин сульфата, 0,25 М капри60 Способ извлечения хлора и кадмия из цинковых сульфатных растворов с использованием анионообменного экстрагента в органическом растворителе с последующей реэкстракцией и регенерацией органической фазы, о т л иловой кислоты; 20 об.% 2-этилгексанoлa остальное - керосин, при соот ношении объемов органической и водной фаз О : В 1:1 в течение 5 мин, В результате экстракции концентрация С1 - ионов в водной фазе уменьшилась до 3,97 г/л, а 1,03 г/л . Орг ническую фазу после экстракции отделяют и обрабатывают 0,8 Н раствором NaOH (соотношение объемов фаз 1:1) в течение 5 мин. При этом С1 - ион (16,0 г/л) полностью реэкстрагировался в водную фазу (рН 8), а концентрация кадмия в водной фазе не превышала 0,003 г/л. Для реэкстракции кадмия и регенерации сульфатной формы экстрагента органическую фазу контактируют с 1 Н раствором в течение 3 мин при соотношении объемов органической и водной фаз, равном 1:1, при этом концентрация кадмия в водной фазе равна 3,9 г/л, а концентрация хлор-ионов менее 0,01 г/л. (рН 0,2). Пример 2. Исходный раствор (пример 1) встряхивают с органическим раствором, содержащим 0,3 М триалкилметиламмоний сульфата; 0,6 М каприловой кислоты; 20 об.% 2-этилгексанола; остальное - керосин, при соотношении объемов органической и водной фаз О:В 1:1 в течение 5 мин. В результате экстракции концентрация С I-ионов в водной фазе уменьшилась до 3,9 г/л, а Cd до 0,65 г/л. После экстракции органическую фазу отделяют от водного раство- . ра и обрабатывают 0,6 Н раствором NaOH до рН 7,3 в течение 5 мин, при этом концентрация в водной фазе С1 ионов 16,05 г/л, а ,009 г/л. Далее органическую фазу встряхивают с 1 М раствором в течение Змин, при этом концентрация ионов Cd в водной фазе равна 4,25 г/л (рН 1,0) т.е. ионы Cd полностью вымываются в водную фазу. Повторное использование органической фазы после ее регенерации для экстракции кадмия и хлора из свежей порции исходного раствора дало аналогичные результаты. Технико-экономический эффект около 0,5 млн. руб. в расчете на 10 тыс. т пылей от реализации предложенного способа обусловлен повышением степени извлечения кадмия на 5-7% и снижением содержания хлорид-ионов в цинковом электролите. Формула изобретения

чающийся тем, что, с целью повышения степени отделения кадмия и хлора на стадии реэкстракции и упрощения извлечения кадмия из полученного реэкстракта, экстракцию ведут в присутствии 0,25-1,2 М N OHOкарбоновой кислоты, а реэкстракцию осуществляют последовательно в две стадии; при рН равновесной водной

фазы 6-8 на первой стгшии и при рН равновесной водной фазы 1-2 - на второй.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР 433228, кл, С 22 В 19/26, 1974.

2.Авторское свидетельство СССР W 667500, кл. С 01 В 7/02, 1979.