СПОСОБ СУЛЬФИДНОЙ ОЧИСТКИ ИНДИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ

СПОСОБ СУЛЬФИДНОЙ ОЧИСТКИ ИНДИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ


RU (11) 2156823 (13) C1

(51) 7 C22B58/00, C22B3/44 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - действует 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2000100019/02 
(22) Дата подачи заявки: 2000.01.05 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.01.05 
(45) Опубликовано: 2000.09.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Совершенствование технологии производства свинца и цинка с целью повышения комплексности использования сырья. Сборник трудов ВНИИцветмета. - Усть-Каменогорск: 1985, с.35-43. SU 50448 28.02.1937. Металлургия РЖ. - 1986, реферат 7Г296. JP 4-4972 B4, 30.01.1992. EP 0148158 A1, 10.07.1985. JP 62- 19497 B2, 28.04.1987. FR 2623522 A1, 26.05.1989. 
(71) Заявитель(и): Акционерное общество открытого типа "Челябинский электролитный цинковый завод" 
(72) Автор(ы): Гейхман В.В.; Казанбаев Л.А.; Козлов П.А.; Колесников А.В.; Марченко А.К.; Гиршенгорн А.П. 
(73) Патентообладатель(и): Акционерное общество открытого типа "Челябинский электролитный цинковый завод" 
Адрес для переписки: 454106, г.Челябинск, Свердловский тракт 24, АООТ "Челябинский электролитный цинковый завод" 

(54) СПОСОБ СУЛЬФИДНОЙ ОЧИСТКИ ИНДИЙСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ 

Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для извлечения индия из растворов цинкового и свинцового производств. Согласно предложенному способу очистку растворов от мышьяка, сурьмы, меди и железа ведут щелочно-сульфидным раствором состава, г/л: гидроксид натрия - 5 - 9; сульфид натрия - 100 - 120 при расходе сульфида натрия 150 - 170% от стехиометрически необходимого для осаждения сурьмы, мышьяка, меди и железа (III). Способ позволяет повысить извлечения индия, исключить выбросы сероводорода. 1 з.п. ф-лы, 3 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к металлургии цветных металлов и может быть использовано для извлечения индия из промпродуктов цинкового и свинцового производства.

Известен способ очистки индийсодержащих растворов, поступающих на цементационное осаждение индия от сурьмы, мышьяка, меди, железа (III) с помощью анионита АН-1 [см. сборник научных трудов ВНИИцветмета N 19 "Теория и практика применения экстракционных и сорбционных процессов" с. 81- 88, М. Металлургия, 1970].

Недостатки указанного способа:

- процесс многоступенчатый;

- требуется специальная подготовка ионита;

- образующийся при регенерации ионита элюат является экологически опасным продуктом и требует специальной утилизации.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату (прототипом) является способ сульфидной очистки индийсодержащих растворов от мышьяка и сурьмы, включающий осаждение примесей сульфидизатором (сульфид натрия) при его расходе 175-200% от стехиометрически необходимого и содержании соляной кислоты в интервале (2-3 н.) - (1,0-1,5 н.). Полученный сульфидный кек утилизируется в цинковом производстве [см. сборник трудов ВНИИцветмета "Совершенствование технологии производства свинца и цинка с целью повышения комплексности использования сырья" с. 35- 43. Усть-Каменогорск, 1985 г.].

Недостатком указанного способа является:

- высокое содержание сероводорода в окружающей среде - 90-110 мг/нм3 (ПДК - 10 мг/нм3);

- низкое извлечение индия в товарный металл (потери с промпродуктами, в т.ч. сульфидным кеком 0,1-0,5%, дроссом при переплавке 40-45%).

Техническим результатом является повышение извлечения индия в товарный продукт, исключение выбросов сероводорода в атмосферу, снижение потерь индия с сульфидным кеком. Он достигается тем, что в способе сульфидной очистки индийсодержащих растворов от примесей подачу сульфидизатора вводят с использованием в качестве вспомогательного вещества гидроксида натрия при концентрации компонентов в растворе, г/л: гидроксид натрия 5-9, сульфид натрия 100-120, при этом расход, сульфида натрия составляет 150-170% от стехиометрически необходимого для осаждения сурьмы, мышьяка, меди и железа (III). Способ испытан в промышленных условиях.

Проверка способа сульфидной очистки индийсодержащих растворов осуществлялась следующим образом.

В индийсодержащий раствор, полученный путем экстракционного извлечения индия из сульфатных растворов цинкового производства, вводили бинарный раствор, содержащий, г/л: едкий натр 5-9; сульфид натрия - 100-120, при расходе сульфида натрия 150-170% от стехиометрически необходимого для осаждения сурьмы, мышьяка, меди и железа (III).

Бинарный раствор подают в центр воронки, образующейся от перемешивания исходного раствора. После образования нерастворимых сульфидов сурьмы, мышьяка, меди и железа пульпа направляется на фильтрацию.

Отфильтрованный индийсодержащий раствор поступает на осаждение алюминием индиевой губки, которая переплавляется под слоем щелочи. При этом получается готовый металлический индий и индиевый дросс, который утилизируется в цинковом производстве.

Использование едкого натра в качестве вспомогательного вещества позволяет практически полностью исключить выделение сероводорода в атмосферу при осаждении сульфидов, сократить переход индия в сульфидный кек и дросс при переплавке индиевой губки.

При снижении концентрации едкого натра в растворе менее 5 г/л происходит выделение сероводорода как на стадии растворения сульфида натрия при приготовлении исходного раствора, так и при подаче бинарного раствора на осаждение сульфидов в исходный кислый индиевый раствор. Кроме того, после осаждения из такого раствора индиевой губки последняя имеет сильно развитую сорбирующую поверхность. При переплавке губка склонна к окислению, что приводит к увеличению выхода индия в окисной форме в дросс.

При повышении концентрации едкого натра более 9 г/л происходит осаждение индия в виде сульфида в сульфидный кек.

При снижении концентрации сульфида натрия в исходном растворе менее 100 г/л в дальнейшем происходит увеличении водного баланса производства, при увеличении концентрации сульфида натрия более 120 г/л происходит пересыщение раствора и выделение кристаллов сульфида натрия на стенках оборудования.

Снижение расхода сульфида натрия менее 150% от стехиометрически необходимого для осаждения примесей не позволяет достичь положительного эффекта по очистке от примесей, а выход готового металла из индиевой губки, полученной при его осаждении из указанных растворов, падает.

В таблицах 1-3 и примерах приведены сравнительные данные известного способа сульфидной очистки индийсодержащих растворов от примесей (по прототипу) и предлагаемого.

Пример N 1. Влияние содержания гидроксида натрия на технологические показатели сульфидной очистки индийсодержащих растворов.

Индийсодержащий раствор, полученный после экстракционного извлечения индия, имел следующий состав, г/л: индий - 28,5-39,8; железо 6,2-9,5; медь 0,06-0,13; мышьяк 0,52-1,47; сурьма 0,02-0,05; серная кислота 141-159.

Раствор для сульфидного осаждения готовили следующим образом: в реактор, объемом 2 м3 заливается промышленная вода и при постоянном перемешивании загружается гранулированный едкий натр из расчета получения раствора с концентрацией 4; 5; 7; 9; 10 г/л. Затем в реактор загружается сульфид натрия из расчета получения концентрации 110 г/л. Приготовленный щелочно-сульфидный раствор закачивается в напорный бак, откуда через дозирующее устройство подается в реактор объемом 2 м3. В указанный реактор предварительно подается индийсодержащий раствор, полученный в результате экстракционного извлечения индия.

Щелочно-сульфидный раствор подается в центр воронки, образуемой при перемешивании исходного раствора со скоростью 5-7 л/мин. Расход сульфида натрия составлял 160% от стехиометрически необходимого для осаждения по реакциям сурьмы, мышьяка, железа, меди. Окончание процесса определяют по исчезновению мышьяка из очищаемого раствора (~30 мин). Очищенный раствор состава, г/л: индий 27,2-38,7; железо (III) (1,0-1,2) 10-3; медь н/обн; мышьяк < 10-4, сурьма 1,1-1,2 10-4; серная кислота 101-112 фильтруется на фильтр-прессе. Фильтрат направляется на получение индиевой губки, а сульфидный кек с содержанием индия менее 0,3% направляется на утилизацию в цинковое производство. Далее фильтрат заливается в цементатор, в котором установлены алюминиевые листы.

После осаждения индиевой губки последняя удаляется на переплавку под слоем щелочи, а раствор направляется в цинковое производство на утилизацию.

Готовый индий разливается в формы, а дросс направляется на утилизацию в цинковое производство.

Из приведенных в табл. 1 данных видно, что при снижении концентрации едкого натра в щелочно-сульфидном растворе менее 5 г/л резко увеличиваются выбросы сероводорода в атмосферу и в 5 раз превышаются ПДК рабочей зоны. При увеличении концентрации едкого натра увеличиваются потери индия с сульфидным кеком с (0,2- 0,3)% до 0,5%. При проведении осаждения примесей по прототипу по сравнению с предлагаемым способом содержание сероводорода в атмосфере в 10 раз превышает ПДК, а остаточное содержание индия в сульфидном кеке повышается с (0,2-0,3)% до 0,6%.

Пример 2. Влияние содержания сульфида натрия на технологические показатели процесса сульфидной очистки индийсодержащих отходов.

В индийсодержащий раствор состава (см. пример 1) подавали приготовленный по способу, изложенному в указанном примере, щелочно-сульфидный раствор, причем содержание едкого натра составило 7 г/л, а содержание сульфида натрия составляло, г/л: 90; 100; 110; 120; 130. Осаждение примесей и дальнейшее получение готового металла проводили, как указано в примере 1.

Расход сульфида натрия составлял 160% от стехиометрически необходимого для осаждения по реакциям примесей сурьмы, мышьяка, меди, железа (III).

Очищенный раствор по содержанию примесей соответствовал составу, приведенному в примере 1.

Из в приведенных в примере 2 результатов видно, что при снижении содержания сульфида натрия в щелочно-сульфидном растворе менее 100 г/л на 12% увеличивается водный баланс индиевого производства.

При увеличении содержания сульфида натрия более 130 г/л происходит его осаждение на стенках аппаратуры (~10%), что ведет к перерасходу реагентов.

При сравнении предлагаемого способа с прототипом, в известном способе имеют место как выбросы сероводорода в атмосферу, так и частичное осаждение сульфида натрия на стенках аппаратуры.

Пример 3. Влияние расхода сульфида натрия на технологические показатели процесса сульфидной очистки индийсодержащих растворов.

Процесс проведения аналогично описанному в примере 1, при этом содержание компонентов в щелочно-сульфидном растворе составило, г/л: едкий натр - 7,0; сульфид натрия - 110.

Расход сульфида подаваемого на очистку с указанным раствором, составлял 140; 150; 160; 170; 180% от стехиометрически необходимого для осаждения по реакциям примесей мышьяка, сурьмы, меди и железа (III).

Из приведенных в примере 3 результатов видно, что при снижении расхода сульфида натрия менее 150% от стехиометрически необходимого для осаждения примесей (сурьма, мышьяк, железо (III), медь) степень очистки падает, что в дальнейшем приведет к уменьшению выхода металла при переплавке губки с 73,9-75,2 до 69,3%. Увеличение расхода сульфида натрия более 170% не приводит к существенному повышению положительного эффекта и способствует перерасходу реагентов.

При реализации способа по прототипу получаем раствор с повышенным содержанием примесей. После осаждения из такого раствора индиевой губки и дальнейшей ее переплавке выход готового металла составляет 61,2%, т.е. снижается на (12,7 - 14,0)%.

Т.о. предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет:

повысить извлечение индия в товарный металл на (12,7- 14,0)%;

практически исключить выбросы сероводорода в атмосферу;

снизить на (0,3 - 0,4)% потери индия с сульфидным кеком. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ сульфидной очистки индийсодержащих растворов от примесей, включающий подачу сульфидизатора с вспомогательным веществом, отличающийся тем, что в качестве вспомогательного вещества используют гидроксид натрия при концентрациях компонентов в растворе, г/л:

Гидроксид натрия - 5 - 9

Сульфид натрия - 100 - 120

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход сульфида натрия составляет 150 - 170% от стехиометрически необходимого для осаждения сурьмы, мышьяка, меди и железа (III).


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru