Способ электролитического получения цинка

(51) 25 1/16 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(54) СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ ЦИНКА(57) Изобретение относится к цветной металлургии,к получению цинка способом электролиза из сернокислых растворов. Предлагаемое изобретение позволяет повысить выход цинка по току до 93 и значительно сократить расход вводимых поверхностно-активных веществ в процесс электролитического выделения цинка. Это достигается тем, что в процесс электролитического получения цинка, совместно с желатиной,дополнительно вводят поли-2 пропенамид в количестве 5-15 г/т цинка. Расход желатины составляет 30-50 г/т цинка.(72) Романов Геннадий Алексеевич Сулейманова Гулия Аркеновна Василевская Ольга Федоровна Тельбаев Сали Адильевич Малахов Виталий Андреевич(73) Республиканское государственное предприятие Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан 15742 Изобретение относится к цветной металлургии, к получению цинка способом электролиза из сернокислых растворов. Процесс электролитического получения цинка,из-за присутствия в электролите примесных элементов, может значительно осложниться. Примеси загрязняют катодный осадок и, вследствие образования микрокатодов, снижают долю тока,расходуемого на разряд ионов цинка, что приводит к снижению основного технологического показателя- выхода по току (ВТ). Нейтрализовать негативное влияние примесей и улучшить катодный осадок можно с помощью добавки,некоторых поверхностно-активных веществ (ПАВ) в процесс электролиза. Известен способ извлечения цинка из сернокислых растворов электролизом с использованием 5-аминосалициловой кислоты в количестве 1-40 мг/дм 3 (а.с.1073341, кл. 25 1/16, 1984). Недостатком данного способа является недостаточный выход по току (89,3), несмотря на большой расход реагента - 1-40 мг/дм 3 (или в пересчете на г/т цинка до 300 г/т) его высокая стоимость,так как вещество является препаративным реагентом,используемым в медицине или при получении дорогостоящих индикаторов. Известен способ электролитического извлечения цинка из сернокислых растворов, в присутствии смеси столярного клея, ронгалита и тиомочевины в количестве 15-30 мг/л (а.с.1016400, кл. 251/16, 1983). Недостатком данного способа является высокий расход реагентов (в пересчете на г/т цинка - 110-220 г/т), а так же соединение ронгалит (натриевая соль формальдегидсульфоксиловой кислоты) подвергается разложению в условиях повышенной кислотности,с образованием ядовитого газообразного вещества формальдегида, имеющего сильный раздражающий запах. Несмотря на достаточно высокий показатель достигаемого ВТ(94,94), практическое использование данного вещества ухудшит санитарные условия труда на предприятии, так как неизбежные ядовитые выбросы газообразного формальдегида могут привести к отравлению рабочего персонала и, в целом, окружающей среды региона. Кроме того, в обоих аналогах, эксперименты велись на электролитах, приготовленных из препаративного реагента сульфата цинка и не учитывалось влияние таких примесей как мышьяк,кадмий,никель,присутствие которых в производственных электролитах усиливает вредное влияние таких известных примесей как медь,железо, кобальт и приводит к снижению качества катодного цинка, снижению выхода по току и может вызвать в десятки раз большую скорость коррозии цинка (Лакерник М.М., Пахомова Г.Н. Металлургия цинка и кадмия. М. Металлургия, 1969). Наиболее близким к изобретению,по технической сущности, является способ извлечения цинка из сернокислых растворов электролизом в 2 присутствии поверхностно-активного вещества желатины (Стендер В.В. Прикладная электрохимия. Харьков Изд. Харьковского Гос. Университета,1961, с. 157). Недостатком этого способа является недостаточный выход по току (90,4) при сравнительно, большом расходе реагента (200 г/т). Для достижения оптимальных результатов, расход желатины должен быть не менее 200-400 г/т катодного цинка (или 20-50 мг/дм 3 электролита). Но избыток желатины может привести к тому, что желатина сама становится вредной примесью,тормозящей разряд ионов цинка, т.е. приводит к снижению выхода цинка по току. Получаемые осадки низкого качества - полосчатые, темные и хрупкие. Кроме того, желатина, как продукт животного происхождения, дорогостоящая. Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение выхода цинка по току до 93,6 , сокращение расхода вводимых поверхностно-активных веществ в процесс электролитического выделения цинка из сернокислых растворов и улучшение санитарного и экологического состояния предприятия. Указанный технический результат достигается тем, что в способе электролитического получения цинка из сернокислых растворов в присутствии добавки желатины, в электролит, дополнительно,вводят поли - 2 - пропенамид (торговое название Магнофлок 351) в количестве 5-15 г/т цинка. При этом желатину вводят в количестве 30-50 г/т. Сущность изобретения заключается в следующем. Молекулы поверхностно-активных веществ образуют в непосредственной близости к катоду ориентированный диффузный слой, который затрудняет подход катионов примесных элементов к растущим центрам. Желатина,являясь коллоидообразующим веществом,уже при маленькой концентрации, в растворе образует коллоиды. Следовательно, диффузный слой,сформированы коллоидами желатины, имеет значительную толщину и плотность. Действие поли 2-пропенамида,аналогично вышеописанному формируя диффузный слой, совместно с желатиной,молекулы поли-2-пропенамида усиливают действие желатины. Но так как линейные размеры молекул поли-2-пропен-амида значительны, из-за большой молекулярной массы (около 20 миллионов), для образования плотного диффузного слоя достаточна их небольшая концентрация, что так же позволило снизить расход желатины до 30-50 г/т. Поли-2-пропенамид,представляет собой высокомолекулярное вещество,хорошо растворимое в воде, малоопасное при воздействии на человека и окружающую среду, используемое в цветной металлургии, в очистке сточных вод,нефтехимии и других отраслях, в качестве флокулянта. Увеличение количества поли-2-пропенамида более 15 г/т незначительно повышает выход по току,что связано со спецификой в механизме действия органических добавок (например, образованием 15742 полимолекулярных слоев). Расход реагента менее 5 г/т недостаточен и не позволяет существенно повысить выход цинка по току. Способ осуществляется следующим образом. Отдельно приготовленные растворы желатины и поли-2-пропенамида,вводят в раствор,содержащийся в электролизере и в нейтральный электролит в количестве, г/т 30-50 и 5-15,соответственно. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. Пример 1 (по прототипу). Используется сернокислый электролит состава,г/дм 3 цинка 54,5 серной кислоты 131,8 примеси,мг/дм 3 железа менее 30 меди менее 0,05, кобальта 1,0, сурьмы 0,004, мышьяка менее 0,001, кадмия 2,4,никеля 0,9. Плотность тока при электролизе 500 А/м 2, температура - 36 С. Постоянство состава электролита поддерживают путем подачи в него нейтрального раствора сульфата цинка,с концентрацией цинка 120 г/дм 3 и примесей, мг/дм 3 железа 60, меди менее 0,005, кадмия 1,64, кобальта 0,8, сурьмы 0,009, никеля 0,6,марганца 400,мышьяка менее 0,001. Желатина вводится, как в электролит содержащийся в электролизере, так и в нейтральный из расчета 200 г/т (или 10 мг/дм 3). Выход цинка по току в примере 1 составил 90,4. Пример 2 (по предлагаемому способу). Состав электролитов и условия проведения эксперимента аналогичны примеру 1. Но в качестве добавки совместно вводят желатину и поли - 2 пропенамид в количестве 5-15 г/т. Расход желатины- 30-50 г/т. Результаты опытов приведены в таблице. Таблица Таким образом, введение дополнительного реагента поли-2-пропенамида в количестве 5-15 г/т цинка в процесс электролитического выделения цинка из сернокислых растворов, совместно с желатиной, позволяет повысить выход по току на 3,2 абс. и значительно снизить расход желатины,до 30-50 г/т. При этом способ экологически безопасен. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ электролитического получения цинка из сернокислых растворов в присутствии добавки желатины, отличающийся тем, что в электролит дополнительно вводят поли-2-пропенамид в количестве 5-15 г/т цинка. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что желатину вводят в количестве 30-50 г/т цинка.