Способ осаждения металлов из растворов солей металлов цементацией металлическим порошком

4аЪз =- -- ="

)1,, >

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских

Социалистических

Республик

312886

Зависимое от авт. свидетельства ¹

Заявлено 02.VII I.1967 (№ 1177255/22-1) с присоединением заявки №

МПК С 22Ь 9/00

С 22Ь 300

Комитет по делам наобрвтеннй н открытий прн Совете Министров

СССР

Приоритет 10.111.1967, № ЖР40а/123281

ГДР

Опубликовано 31 VIII,1971. Бюллетень ¹ 26

УДК 669.054.76 (088.8) Дата опубликования описания 28.Х.1971

Авторы изобретения

Иностранцы

PoMRHH Паудерт, Пауль Керлин, Зигфрид Либшер и Вернер Тринкс (Германская Демократическая Республика) Иностранное предприятие

«Дойче Академи дер Виссеншафтен цу Берлин» (Германская Демократическая Республика) Заявитель

СПОСОБ ОСАЖДЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ РАСТВОРОВ СОЛЕЙ

МЕТАЛЛОВ ЦЕМЕНТАЦИЕЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИМ ПОРОШКОМ

Изобретение относится к гидрометаллурги. ческим способам осаждения металлов из растворов, в частности к способам глубокой очистки растворов от металлических примесей цементацией металлическим порошком.

По известному способу осаждения металлов цементацией при перемешивании используют порошок цементирующего металла с размером частиц в несколько десятков или сотен микрон.

Недостаток такого способа состоит в большом расходе порошка, значительная часть которого остается неиспользованной и переходит в твердый осадок цементируемого металла даже при повышенной температуре процесса.

Кроме того, недостатками известного способа являются большая продолжительность процесса, увеличение затрат на достижение глубокой очистки, а также технологическая трудность последующего использования полученного осадка металлов, так как он в больших количествах содержит порошок непрореагировавшего цементирующего металла. Эти недостатки не устраняются даже в том случае, когда цементацию проводят в шаровых мельницах, заполненных шариками цементирующего металла.

Предлагаемый способ отличается тем, что цементацию осуществляют металлическим порошком, который перед подачей в раствор дополнительно размалывают до размера частиц менее 150 ммк.

При дополнительном размалывании поршня

5 цементирующего металла, которое осуществляют в вибрационных или струйных мельницах в атмосфере инертного газа, получается вещество с большой удельной поверхностью и значительными нарушениями кристаллической

1о решетки. При воздействии такого порошка на очищаемый раствор происходит благоприятное изменение электрохимического потенциала цементирующего металла в сравнении с его обычным значением. В качестве цементирую15 Щего металла можно использовать металл, который содержится в растворе как основная его составляющая, но можно применять любой другой металл, пригодньш для осаждения, на основании его положения в ряде на20 пряжений металлов.

При дополнительном длительном размалывании порошка цементирующего металла в вибрационной мельнице перед цементацией может происходить агломерация тонкоизмель25 ченных частиц металла, что отрицательно влияет на процесс последующего осаждения или очистки раствора. Эта агломерация предотвращается, если дополнительное размалывание проводить в присутствии твердой соли, ЗО которая в процессе цементации переходит в

312886

Зо

40

3 обрабатываемый раствор и становится его компонентом. Удобнее всего использовать соль, катион которой представляет собой цементирующий металл, а ее анион согласуется с анионом перерабатываемого раствора. Например, при очистке сульфатного цинкового раствора целесообразно использовать цинковый порошок и твердый сульфат цинка.

Кроме того, при помощи твердой соли можно не только предотвратить агломерацию, но еще больше уменьшить количество расходуемого цементирующего металла, а также снизить продолжительность процесса.

Пример 1. При температуре 70 С и перемешивании очищают раствор, содержащий (в г/л): 150 цинка; 0,29 кадмия и 0,1 меди.

Для очистки используют цинковый порошок, предварительно размолотый в вибромельнице в среде инертного газа в течение 60 мин. При пятикратном избытке порошка через 1 час цементации очищенный раствор содержит менее

0,1 мг/л кадмия, а в осадке находится 53 /о (по массе) цинка. Если размалывание порошка в вибромельнице проводить в течение более

1 час, то результаты получаются хуже да>ке в сравнении с теми, которые имеют место при продолжительности дополнительного размалывания менее 1 час, так как происходит агломерация. Если использовать порошок без дополнительного измельчения, то в соответствующих условиях концентрации кадмия в растворе лишь немногим ниже 20 мг/л.

Пример 2. Очистку раствора того >ке состава и в тех же условиях, что и в примере 1, ведут порошком цинка, предварительное размалывание которого в течение 1 час также осуществляют в вибромельнице в среде инертного газа, но в присутствии твердого сульфата цинка. Наилучшие результаты получают, когда цинковый порошок и твердую цинковую соль берут в пропорции 1:0,25 соответственно.

В этом случае через 40 мин цементации раствор содержит менее 0,1 мг/л кадмия. В осадке содержание цинка при этом составляет 48 /о (по массе).

Если отношение цинка к его соли при дополнительном размалывании 1:0,73 и менее, то результаты последующего Oeà>êäåíèÿ кадмия худшие, чем при использовании порошка без дополнительного размалывания.

Растворы солей металлов и предварительно размолотый до размера частиц менее 150 ммк металлический порошок, взятые в определенных пропорциях, можно непрерывно пропускать через реакционную зону, футерованпую цементирующим металлом и содер>кащую шарики из цементирующего металла, осуществляя перемешивание реагирующих фаз посредством виброколебаний, приложенных к

=тепкам этой реакционной зоны.

В качестве последней, например, может служить вибромельница, снабженная приспособлениями для регулируемых подачи исходных веществ и отвода конечных продуктов процесса, а также для удаления выделяющихся га4 зов. В этом случае сокращается продолжительность и снижается требуемая температура процесса, а также резко уменьшается содержание цементирующего металла в осадке, причем в таком варианте осуществления способа предварительное размалывание порошка может быть выполнено не только в вибромельнице, а и любым другим известным способом.

Пример 3. Из раствора, указанного в примере 1, осаждают кадмий (и медь) цинковым порошком с размером частиц меньше

150 ммк при комнатной температуре. В качестве реакционной зоны используют вибромельницу, футерованную цинковым листом и частично заполненную цинковыми шариками диаметром 13 мм. К исходному раствору, который подают в мельницу непрерывно, постоянно добавляют двухкратное по стехиометрии количество указанного порошка. Скорость прохождения раствора через реакционную зону соответствует его среднему времени пребывания в ней в течение 10 мин. Выделяющийся водород непрерывно удаляют через газоотвод.

Обработанный раствор и осадок отводят совместно и непрерывно.

В этих условиях конечный раствор содержит лишь до 0,05 мг/л кадмия. Содержание цинка в осадке ниже 16 (по массе). Если предварительно размолотый цинковый порошок в мельницу не добавлять, то такие высокие результаты не достигаются и концентрация кад. мия в конечном растворе не уменьшается ниже около 10 мг/л.

Пример 4. Из раствора с концентрацией серебра 47 мг/л и серной кислоты 14 г/л цементацию ведут трехкратным по стехиометрии количеством цинкового порошка с размерами частиц тоньше 150 ммк, сохраняя все прочие условия такими >ке, как в примере 3. В конечном растворе концентрация серебра составляет 0,12 мг/л по сравнению с почти 20 мг/л, если осаждение вести известным способом з течение 1 час при температуре 60 — 70 С.

Предмет изобретения

1. Способ осаждения металлов из растворов солей металлов цементацией металлическим порошком при перемешивании, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода цементирующего металла при одновременном повышении скорости и степени осаждения, цемента цию осуществляют металлическим порошком, который перед подачей в раствор дополнительно размалывают до размера частиц менее 150 ммк.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью предотвращения агломерации частиц металлического порошка, дополнительное размалывание порошка ведут в присутствии твердой соли, которая в процессе последующей цементации переходит в обрабатываемый раствор.

312886

Составитель Г. Викторович

Редактор Л. Г. Корченко Тсхред Е. Г>орисова Корректор А. П. Васильева

Заказ 2939/4 Изд. М 1190 Тираж 473 Подппснгк

1IHI4hIIII Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2

Э. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью интенсификации и непрерывности процесса цементации, а также снижения его температуры и содержания цементирующего металла в осадке, цементацию дополнительно размолотым порошком осуществляют под действием виброколебаний, приложенных к футерованным цементирующим металлом стенкам реакционной зоны, частично заполненной шариками из того же металла.