Способ рафинирования чернового кадмия

(51) 22 9/04 (2006.01) 22 17/06 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Способ рафинирования чернового кадмия включает плавление кадмиевой губки и вакуумную дистилляцию в три стадии с получением на первой стадии рафинированного кадмия и остатка от дистилляции с содержанием примеси таллия не более 15 , который направляют на вторую стадию дистилляции, получение таллия на третьей стадии дистилляции, при этом вторую и третью стадии дистилляции проводят при температурах соответственно 850-900 С и 600-700 С с получением на второй стадии конденсата,содержащего кадмий и таллий, который направляют на третью стадию дистилляции, и конденсат третьей стадии возвращают на первую стадию. Технический результат заключается в упрощении процесса при выделении таллия в отдельный продукт при рафинировании чернового кадмия.(72) Володин Валерий Николаевич Храпунов Владимир Евгеньевич Требухов Сергей Анатольевич Бурабаева Нурила Муратовна Рузахунова Галия Сулейменовна(73) Акционерное общество Центр наук о земле,металлургии и обогащения(54) СПОСОБ РАФИНИРОВАНИЯ ЧЕРНОВОГО КАДМИЯ(57) Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к способам рафинирования легколетучих элементов вакуумной дистилляцией и может быть использовано для переработки сплавов и в химической промышленности. Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности, к способам рафинирования легколетучих элементов вакуумной дистилляцией и может быть использовано для переработки сплавов и в химической промышленности. Известен способ рафинирования кадмия от цинка вакуумной дистилляцией (А.с. СССР 376470, кл. С 22 В 17/06, 1973), в котором в расплав кадмия перед вакуумированием вводят никель в количестве 1-8 весовых частей на 1 весовую часть цинка, а вакуумную дистилляцию ведут при 450-600 С. Цинк при этом переходит в виде малолетучего соединения в остаток от вакуумирования, что позволяет получать дистиллированный кадмий более высокой чистоты по содержанию цинка. Однако, способ не повышает степень очистки чернового кадмия от таллия основной трудноудаляемой дистилляцией примеси и не предусматривает выделения таллия в отдельный продукт. Известен также способ рафинирования неочищенного кадмия и устройство для осуществления способа (заявка Великобритании 1441736, кл. С 7, 1976), в котором кадмий рафинируют путем испарения в вакууме,пропусканием паров через вертикальный холодильник для удаления примесей с более высокой температурой кипения и отбором очищенного кадмия. Способ позволяет повысить чистоту получаемого кадмия, однако, не предусматривает извлечение таллия из остатка от дистилляции. В способе дистилляции кадмия в вакууме из брикетированной губки(Процессы цветной металлургии при низких давлениях, М. Наука, 1983,с.111-113), процесс осуществляют при 400-600 С, с последующей доочисткой кадмия от таллия при переплавке хлористым аммонием. Процесс позволяет получать кадмий с содержанием 99,96 основного элемента, но не может обеспечить извлечение таллия в отдельный продукт, особенно, при переводе его в паровую фазу совместно с кадмием. Известен также способ непрерывного получения кадмия в паровой фазе (заявка Японии 57-8853, кл. С 22 В 17/06, 1982), в котором кадмиевую губку плавят, расплав заливают в печь для обработки чернового металла, где удаляют примесь свинца,затем заливают в вакуумную печь для перевода кадмия в паровую фазу, пар направляют на конденсацию, где происходит очистка от цинка и железа, жидкий рафинированный кадмий выводят в печь для хранения очищенного металла. Способ также не предусматривает приемов для отделения примеси таллия от кадмия при совместном их испарении и последующей конденсации из паровой фазы. Наиболее близким к заявляемому изобретению по технической сущности является способ рафинирования чернового кадмия (Патент РК 11414, кл. С 22 В 17/06, 2006), включающий плавление кадмиевой губки и вакуумную дистилляцию кадмия с концентрацией примесей в остатке от дистилляции, в котором дистилляцию ведут в три стадии - на первой стадии с получением рафинированного кадмия и накоплением примеси 2 таллия в остатке до содержания не более 15 таллия,на второй стадии кадмий из остатка первой стадии дистиллируют с получением конденсата, который возвращают на первую стадию, на третьей стадии остаток второй стадии подвергают вакуумной дистилляции при 800-900 С с получением конденсата таллия. Способ отличает сложность процесса, так как конденсация паровой фазы на третьей стадии дистилляции с получением конденсата таллия предусматривает фракционную конденсацию таллия в три продукта получение высокотемпературной фракции таллия,обогащенной свинцом и возвращаемой в испаритель, получение конденсата таллия и получение фракции конденсата,обогащенной легколетучим кадмием, возвращаемой на первую стадию. Кроме того, получение в способе двух оборотных конденсатов на второй и третьей стадии,возвращаемых на первую стадию дистилляции также усложняет процесс. Технический результат предлагаемого изобретения заключается в упрощении процесса при выделении таллия в отдельный продукт при рафинировании чернового кадмия. Указанный результат достигается в способе рафинирования чернового кадмия, включающем плавление кадмиевой губки и вакуумную дистилляцию в три стадии с получением на первой стадии рафинированного кадмия и остатка от дистилляции с содержанием примеси таллия не более 15, который направляют на вторую стадию дистилляции, получение таллия на третьей стадии дистилляции, при этом вторую и третью стадии дистилляции проводят при температурах соответственно 850-900 С и 600-700 С с получением на второй стадии конденсата, содержащего кадмий и таллий, который направляют на третью стадию дистилляции,и конденсат третьей стадии возвращают на первую стадию. Совместная дистилляция кадмия и таллия на второй стадии при 850-900 С позволяет упростить процесс и сконденсировать паровую фазу в один продукт - конденсат,представляющий собой практически сплав кадмия и таллия, без разделения паровой фазы по фракциям. Разделение на третьей стадии дистилляции конденсата второй стадии, представляющего собой сплав кадмия и таллия, при 600-700 С в вакууме сопровождается испарением только кадмия и оставлением таллия в остатке от дистилляции. Полученный конденсат, обогащенный кадмием,возвращается на первую стадию. То есть способ осуществляется с получением только одного оборотного продукта - конденсата третьей стадии,что значительно упрощает процесс. Таким образом, предлагаемый способ в отличие от известного и от существующих в промышленности позволяет при рафинировании чернового кадмия выделить таллий в отдельный продукт и упростить процесс. Реализация способа рафинирования кадмия с получением чернового таллия предлагаемым способом иллюстрируется примером (таблица). Таблица Распределение элементов при рафинировании переплавленного черного кадмия Статьи баланса Загружено Кадмий черновой 22,43 Получено Кадмий рафинир. 17,57 Остаток 1 стадии 4,73 Итого 22,30 Невязка 1 стадии -0,13 Загружено Остаток 1 стадии Получено КонденсатОстаток 2 стадии Итого Невязка 2 стадии Загружено Конденсат 4,570 Получено Таллий черновой 0,575 Конденсат обор. 3,970 Итого 4,545 Невязка 3 стадии -0,025 Переработке подвергнут черновой кадмий,полученный после переплавки кадмиевой губки одного из заводов под слоем Н в котле. Температуру первой стадии дистилляции поддерживали равной 420-440 С, второй - 850900 С С, третьей - 600-700 С, давление 20 Па. Загрузку кадмия на первой стадии дистилляции вели периодически, вывод кадмиевого конденсата непрерывно. Получение чернового таллия проведено в отдельной печи периодического действия малой производительности. Продукты каждой стадии переработки взвешивали и анализировали. В таблице приведено распределение кадмия, таллия, свинца и никеля. Цинк удаляется достаточно полно при переплавке под слоем щелочи, а очистка от меди не составляет затруднений при одностадийной дистилляции кадмия. На основании приведенных данных видно,что реализация процесса рафинирования кадмия предлагаемым способом позволяет получить марочный кадмий с содержанием основного элемента 99,98 и черновой таллий. Конденсат третьей стадии, обогащенный таллием, объединяют с исходным черновым кадмием. Предложенный способ позволяет значительно упростить процесс и уменьшить количество оборотных конденсатов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ рафинирования чернового кадмия,включающий плавление кадмиевой губки и вакуумную дистилляцию в три стадии с получением на первой стадии рафинированного кадмия и остатка от дистилляции с содержанием примеси таллия не более 15 , который направляют на вторую стадию дистилляции, получение таллия на третьей стадии дистилляции, отличающийся тем,что вторую и третью стадии дистилляции проводят при температурах соответственно 850-900 С и 600 700 С с получением на второй стадии конденсата,содержащего кадмий и таллий, который направляют на третью стадию дистилляции, и конденсат третьей стадии возвращают на первую стадию.