Способ переработки растворов, содержащих катионы металлов

 

Изобретение относится к способам переработки и утилизации сбросных и технологических растворов гидрометаллургических производств. Цель изобретения - удешевление процесса и повышение качества металлосодержащих продуктов. Раствор, содержащий катионы металлов, фильтруют через слой-сульфокатионита в водородной форме. Фильтрат, содержащий несорбируемые металлы, утилизируют известными способами . Насыщенный металлами катионит обрабатывают концентрированным раствором сульфата натрия, собирают сульфатный элюат и утилизируют его известными способами с получением металлосодержащих продуктов. Сульфокатионит после обработки раствором сульфата натрия дополнительно обрабатывают раствором серной кислоты концентрации 94,2-315,6 г/л с получением элюата, содержащего катионы кальция и натрия. Последние осаждают в виде смеси сульфатов путем высаливания серной кислотой и/или термообработки элюата. Выделившийся осадок сульфатов обрабатывают водой и отделяют твердый сульфат кальция от раствора сульфата натрия . Маточный раствор осаждения сульфатов и раствор сульфата натрия используют повторно на десорбции металлов с сульфокатионита .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ.

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4757478/02 (22) 09.11.89 . (46) 07.05.92. Бюл; ¹ 17 (71) Производственное объединение "Балхаш медь" (72) А.В. Шубинок (53) 669.053.4(088.8) (56) Кагановский А.М, и др. Очистка промышленных сточных вод. — Киев: Техника, 1974, с. 147.

Иониты в цветной металлургии./Под ред. К. Б, Лебедева. — М.: Металлургия, 1975, с. 229-230. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ КАТИОНЫ МЕТАЛЛОВ (57) Изобретение относится к способам переработки и утилизации сбросных и технологических растворов гидрометаллургических производств. Цель изобретения — удешевление процесса и повышение качества металлосодержащих продуктов. Раствор; содержащий катионы металлов, фильтруют

Изобретение относится к ионообменным способам переработки и утилизации . сбросных и технологических растворов гидрометаллургических производств.

Известен способ переработки растворов, включающий фильтрование через слой сульфокатионита в водородной форме с переводом металлов в фазу катионита и утилизацию фильтрата, обработку насыщенного металлами катионита концентрированным раствором сульфата натрия, утилизацию элюата с получением металлсодержащих продуктов.. Ы,, 1731847А1. (я)з С 22 В 3/24// С 22 В 23:00 через слой сульфокатионита в водородной форме. Фильтрэт, содержащий несорбируемые металлы, утилиэируют известными способами. Насыщенный металлами катионит обрабатывают концентрированным раствором сульфата натрия, собирают сульфэтный элюат и утилизируют его известными способами с получением металлосодержащих продуктов, Сульфокатионит после обработки раствором сульфата натрия дополнительно обрабатывают раствором серной кислоты концентрации 94,2 — 315,6 г/л с получением элюата, содержащего катионы кальция и натрия. Последние осаждают в виде смеси сульфатов путем высаливания серной кислотой и/или термообработки элюата. Выделившийся осадок сульфатов обрабатывают водой и отделяют твердый сульфат кальция от раствора сульфата натрия. Маточный раствор осаждения сульфатов и раствор сульфата натрия используют повторно на десорбции металлов с сульфокатионита.

Недостатком способа является высокая стоимость процесса и низкое качество продуктов.

Цель изобретения — удешевление процесса и повышение качества металлсодержащих продуктов.

Поставленная цель достигается тем, что сульфокатионит после обработки раствором сульфата натрия дополнительно обрабатывают раствором серной кислоты концентрации 94,2-315,6 г/л с получением элюата, содержащего катионы кальция и натрия, осаждают последние в виде смеси сульфатов путем высаливания серной кислотой и/или термообработки злюата, осадок суль1731847 фатов обрабатывают водой и отделяют твердый сульфат кальция от раствора сульфата натрия, а маточный раствор осаждения сульфатов и раствор сульфата натрия используют повторно на десорбции металлов с сульфокатионита, Пример 1, Испытания проводили на установке, включающей ионообменную колонну с высотой слоя сульфокатионита КУ-2 в водородной форме 4 м, напорные емкости для исходных и оборотных растворов, сборники фильтратов и элюатов, реакторы с мешалками для осадительных процессов, испаритель-кристаллизатор, вакуумные нутч-.фильтры, сушильную печь.

В опытах по предлагаемому способу через слой катионита в Н-форме фильтровали со скоростью 2,3 — 2,36 м/ч раствор отработанного медного электролита и выщелачивания медеэлектролитного шлама до проскока катионов в фильтрат.

Состав раствора, r/ë: медь 50,4; никель

24,8; железо (lI) 0,7; кальций 0,92; серебро

0,08; серная кислота 93,59; мышьяк 19,1; сурьма 1,34. Расход раствора 0,3735 уд.об.

Насыщенный металлами катионит промывали водой, на выходе из слоя собирали фильтрат OT начала проскока кислоты до отсутствия кислоты и перерабатывали известными способами с извлечением металлов, Емкость катионита, г/л (в расчете на объем набухшего в воде ионита в Н-форме, коэффициент пересчета на массовую емкость 2,5); медь 18,82; никель 9,263; железо

0,261; кальций 0,344; серебро 0,03; водород

1,002. Состав фильтрата, г/л, серная кислота 90,39, мышьяк 7,984, сурьма 0,561. Обьем фильтрата 0,8935 уд,об.

Насыщенный металлами катионит обрабатывали раствором 314,4 г/л сульфата натрия до прекращения десорбции, затем водой. Расход раствора 1,2.уд,об. На выходе из слоя собирали сульфатный элюат от начала проскока до прекращения выхода кати- . онов металлов.

Состав элюата; г/л: медь 11,911; никель

5,863; железо 0,165; серебро 0,019; натрий

49,414; серная кислота 31,075. Объем элюата 1,58 уд.об.

Из элюата осаждали на первой стадии серебро цементацией на железе; Расход ме. таллического железа 0,005 r на 1 r элюата, извлечение серебра t00, выход твердого

0,02 г на 1 л элюата, содержание серебра

95;4. Из элюата осаждали содой железо и медь (вторая стадия) и никель (третья стадия) с возвращением промежуточных фракций в голову процесса. Расход соды (общий) 95,046 г на 1 л элюата. Осадки промывали, сушили.

Состав железо-медного концентрата, : медь 44,63; железо 0,.64, выход твердого

26,688 г на 1 л элюата, извлечение 100/о.

5 Состав никелевого концентрата, /: никель 41 8 (в виде карбоната), выход твердого

14,026 г на 1 л элюата, извлечение 100%.

Маточный раствор после отделения концентратов возвращали на десорбцию

10 металлов. Железо-медный концентрат нейтрализовали серной кислотой, растворяли сульфат меди. Из раствора выделяли железный концентрат фильтрацией, раствор сульфата меди подвергали термообработке с

15 получением кристаллического медного купороса. Выход твердого железного концентрата 0,278 г на 1 л элюата, содержание железа 61,2%, извлечение железа 100%, Выход медного купороса 46,78 г на 1 л элю20 ата, содержание основного продукта соответствует высшему сорту марки А (ТУ

19347-84), нерастворимый остаток 0,01, примеси железа, серной кислоты, мышьяка не обнаружены, извлечение меди.100%. Ка25 тионит после десорбции тяжелых металлов раствором сульфата натрия и. водной промывки переводили в исходную водородную форму, Для этого через слой катионита в натриево-кальциевой форме (обьемная ем30 кость, г/л: натрий 44,144; кальций 0,344) фильтровали 1,2 уд.об. раствора 315,6 г/л серной кислоты, затем воду, на выходе из слоя собирали сернокисл ый элюат от начала проскока до прекращения выхода катионов

35 металлов и кислоты. Состав эл юата, г/л; серная кислота 179,64; натрий 27,94, кальций

0,2175, Объем элюата 1,58 уд,об. Из элюата высаливали концентрированной серной кислотой смесь сульфатов, отделяли осадок

40 сульфатов фильтрацией. Состав осадка, %: натрий 19,07; кальций 0,15, Выход твердого

146,538 r на 1 л элюата, извлечение 100%, Осадок обрабатывали водой и отделяли раствор сульфата натрия от осадка сульфата

45 кальция, Выход гипса 0,738 г на 1 л элюата, извлечение 100%. Выход раствора сульфата натрия 0,548 л на 1 л элюата. Раствор сульфата натрия после нейтрализации акклюдитивной серной кислоты и кондиционирования

50 объединяли с оборотным десорбирующим раствором сульфата натрия. Маточный сернокислый раствор после высаливания и отделения осадка сульфатов частично использовали. для декарбонизации оборотного раствора

55 сульфата натрия, оставшуюся часть разбавляли водой и использовали в качестве десорбирующего сернокислого раствора.

Согласно полученным данным, предлагаемый способ обеспечивает отделение

1731847 кальция от тяжелых металлов и отделение кальция от натрия, Пример 2. Процесс проводили в условиях, аналогичных примеру 1, за исключением того„что сернокислый элюат подвергали термообработке и после охлаждения отделяли осадок сульфатов фильтрацией. Выход, состав осадка; показатели и результаты его переработки совпадают с приведенными в примере 1, Пример 3. Процесс проводили в условиях, аналогичных примеру 1, за исключением того, что сернокислый элюат подвергали термообработке до начала кристаллизации и обрабатывали серной кислотой до окончания, высаливания сульфатов. Выход, состав осадка, показатели и результаты его переработки совпадают с приведенными в примере 1, Пример 4. Процесс проводили в условиях, аналогичных примеру 1, за исключением того, что через слой катионита s натриево-кальциевой форме фильтровали 5 уд.об, раствора 94,2 г/л серной кислоты, затем .воду, на выходе из слоя собирали сернокислый элюат. Извлечение 100 . Состав элюата, г/л: серная кислота 70,95; натрий 8,33; кальций 0,065, Объем элюата 5,3 уд.об. Элюат подвергали термообработке до начала кристаллизации и высаливали сульфаты серной кислотой Выход, состав осадка, показатели и результаты его переработки совпадают с приведенными в примере 1. . Пример 5, Опыты по известному способу проводили в условиях, аналогичных примеру 1, за исключением того, что через слой катионита в натриево-кальциевой форме фильтровали 12 2 уд.об, сбросного раствора катодного участка, затем воду. Соста в раствора, г/л: серная кислота 51,4; медь

0,001; никель 0,001, На выходе из слоя собирали фильтрат и сбрасывали в стоки, Состав фильтрата, г/л; серная кислота 42,64; натрий 3,53; медь 0,0006; никель 0,0007, Степень десорбции натрия 100, десорбции кальция не обнаружено, Степень извлечения меди 36/, никеля 28 /. Емкость катионита, г/л: кальций 0,344; водород 1,92; медь

0,0044; никель 0,0034. Катионит насыщали катионами металлов в условиях, приведенных в примере.1. Состав фильтрата приведен в примере 1, Емкость насыщенного катионита, г/л: медь 18,82; никель 9,26; железо 0,261; кальций 0,687; серебро 0,03; водород 1,001, Насыщенный металлами катионит обрабатывали раствором 314,4 г/л сульфата натрия до прекращения выхода катионов в фильтрат, затем водой, Расход раствора 1,2 уд.об. На выходе из слоя собирали сульфатный элюат. Состав элюата, г/л: медь 11,911; никель 5,863; кальций 0,2175; серебро 0,019; натрий 49,414; серная кислота 31,07. Объем элюата 1,58уд.об. Из элюата

5 осаждали (аналогично примеру 1) серебро (первая стадия), медь и железо (вторая стадия), никель (третья, стадия), Извлечение серебра 100, выход твердого 0,101 r на 1 л элюата, состав концентрата, : серебро

10 18,8; кальций (в виде гипса) 21,7, Расход соды общий 95,558 r на 1 л элюата. Состав железо-медного концентрата, : медь

43 84; железо 0 63; кальций 0,71. Выход твердого 27,172 г на 1 л элюата, извлечение

15 100 . Состав и выход никелевого концентрата совпадают с приведенным в примере

1, Концентрат первой стадии направляли на переплав с получением серебряного концентрата с содержанием основного компо20 нента 91 — 93, Железо-медный концентрат перерабатывали на железный концентрат и медный купорос. Выход и состав железного концентрата совпадают с приведенными в примере 1, Выход медного купороса 47,437.

25 г на 1 л элюата, извлечение 1007. Содержание основного вещества 98,61, нерастворимый остаток 1,34 /,, примесей железа, кислоты, мышьяка не обнаружено. Медный купорос не соответствует нормам ТУ 19347—

30 84, не является товарным продуктом и подле>кит переработке в пирометаллургическом цикле с потерями окисленной меди 20 — 80 /. Промытый водой катионит содержал, г/л: натрия,44,14; каль35 ция 0,345, что соответствовало натриевокальциевой форме катионита (cM. примеры

1 — 4). Катионит использовали в следующемцикле (см, настоящий пример).

Пример 6. Процесс проводили в

40 условиях, приведенных ь примере 1, за исключением того, что насыщенный металлами катионит обрабатывали раствором 276,3 г/л сульфата натрия до прекращения десорбции металлов. Выход, состав продуктов, 45 концентратов, осадка и результаты его переработки аналогичны приведенным в при-. мере 1.

Пример 7, Процесс проводили в условиях, приведенных в примере 1, за иск50 лючением того, что насыщенный металлами катионит обрабатывали раствором 388,5 г/л сульфата натрия до прекращения десорбции металлов. Выход, состав продуктов, концентратов, осадка и результаты его ne55 реработки аналогичны приведенным в примере 1.

Пример 8. Процесс. проводили в условиях, приведенных в примере 5, за исключением того, что насыщенный металлами катионит обрабатывали раствором 276,3 г/л

1731847

Составитель О.Столяр

Техред M.Moðãåíràë

Редактор IVI.ßíêoâè÷

Корректор И.Муска

Заказ 1559 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород. ул,Гагарина, 101 сульфата натрия до прекращения десорбции катионов металлов, Выход, состав продуктов. концентратов, осадка и результаты его переработки аналогичны приведенным в примере 5. 5

Пример 9. Процесс проводили в условиях, приведенных в примере 5, эа исключением того, что насыщенный металлами катионит обрабатывали раствором 388,5 г/л 10 сульфата натрия до прекращения десорбции катионов металлов. Выход, состав продуктов, концентратов, осадка и результаты его переработки аналогичны приведенным в примере 5. 15

Как показали результаты испытаний, предлагаемый способ обеспечивает разделение кальция и тяжелых металлов на стадии десорбции; разделение кальция и 20 натрия на стадии растворения осадка сульфатов; снижение расходов на повышение качества продуктов за счет исключения операций кондиционирования; снижение расхода реагента-осадителя до 95,046 г/л:25 .против 95,558 г/л по известному способу. или 0,54%.

Формула изобретения

Способ переработки растворов, содержащих катионы металлов, включающий фильтрование раствора через слой сульфокатионита в водородной форме с переводом металлов в фазу катионита и утилизацию фильтрата, обработку насыщенного металлами катионита концентрированным раствором сульфата натрия, утилизацию элюата с получением металлсодержащих продуктов, отл и ч а ю щи и ся тем, что, с целью удешевления процесса и повышения качества металлсодержащих продуктов, сульфокатионит после обработки раствором сульфата натрия дополнительно обрабатывают раствором серной кислоты концентрации 94,2-315,6 г/л с получением элюата, содержащего катионы кальция и натрия, осаждают последние в виде смеси сульфатов путем высаливания серной кислотой и/или термообработки элюата, осадок сульфатов обрабатывают водой и отделяюттвердый сульфат кальция or раствора сульфата натрия, а маточный раствор осаждения сульфатов и раствор сульфата натрия используют повторно на десорбции металлов с сульфокатионита.