Способ извлечения редких металлов из отработанной промывной серной кислоты

(2009.01), 01 55/00 (2009.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к гидрометаллургии осмия и рения, в частности к способам переработки отработанной промывной серной кислоты (ОПК) и может быть использовано в технологии извлечения осмия, рения и других ценных компонентов из сернокислых растворов. Техническим результатом является повышение извлечения рения до 99,7 , осмия до 99,5 , также извлекаются из раствора свинец, медь, ртуть, цинк,железо, кадмий, мышьяк. Технический результат достигается в способе,включающем совместное осаждение осмия, рения при температуре 75-85 С с использованием тиосульфата натрия при расходе 10-12 г/дм 3, после чего раствор далее подвергается обработке сульфидно-щелочным раствором при расходе гидроксида натрия 80-100 г/дм 3, сульфида натрия 0,2-0,4 г/дм 3, при температуре 50-70 С.(72) Жарменов Абдурасул Алдашевич Сыдыков Алимгазы Оразович Идрисова Карлыгаш Садыровна Бердикулова Феруза Асановна Култаева Шолпан Толендиевна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Национальный центр по комплексной переработке минерального сырья Республики Казахстан Министерства индустрии и торговли Республики Казахстан(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕДКИХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ОТРАБОТАННОЙ ПРОМЫВНОЙ СЕРНОЙ КИСЛОТЫ 15607 Изобретение относится к гидрометаллургии осмия и рения, в частности, к способам переработки отработанной промывной серной кислоты (ОПК) и может быть использовано в технологии извлечения осмия, рения и других ценных компонентов из сернокислых растворов. Известен экстракционный способ извлечения осмия и рения из промывной серной кислоты,включающий обработку промывной серной кислоты известковым молоком до достижения концентрации серной кислоты не более 0,5 моль/л с последующей экстракцией триалкиламином (Патент РК 8011,кл. С 22 В 61/00, 1999). Недостатком данного способа является недостаточно высокое извлечение осмия (83,3 ),рения (96,7 ), извлечение других ценных компонентов не рассматривается. Кроме того, в данном способе необходимо корректировать концентрацию серной кислоты. Известен способ извлечения ценных компонентов из промывной серной кислоты(Кузнецова Г.В., Андреев П.П., Середа М.И.,Невский В.И. Извлечение ценных компонентов из промывной серной кислоты,Цветная металлургия, 1989,11, с. 65-67). В данном способе переработка кислоты включает следующие технологические операции введение в промывную кислоту раствора тиосульфата натрия для выделения рения в виде сульфида обработка кислоты свежеприготовленной смесью известкового молока с перекисью водорода с доведением рН раствора до 0,1-1 и улавливание образующегося тетраоксида осмия щелочным раствором нейтрализация известковым молоком до рН 8,5-9,5. Недостатками аналога являются невысокие степени извлечения рения - 92-96 , осмия 85-94 , большой расход тиосульфата натрия - 1,5-2 г/л, высокая температура (90-95 С) и использование известкового молока. Применение известкового молока для нейтрализации приводит к получению гипса и дальнейшему его захоронению. Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ получения сульфидного рениевого концентрата из сернокислых растворов сложного состава (Патент РФ 2057197, кл. С 22 61/00, 1996), включающий осаждение рения совместно с осмием при поддержании концентрации серной кислоты 5-15 ,температуре раствора 80-107 С и расходе тиосульфата натрия 5-15 г/дм 3. Несмотря на высокую степень извлечения рения(99,5 ), извлечение осмия недостаточное (91,5 ). Недостатком прототипа является необходимость поддержания определенной концентрации серной кислоты при высокой температуре процесса и большом расходе тиосульфата натрия. Общий недостаток аналогов и прототипа заключается также в том, что не извлекаются цветные металлы, а раствор отработанной серной кислоты не используется повторно, а сливается в отстойники, т.е. выбрасывается. Задачей изобретения является разработка способа, обеспечивающего повышение степени 2 извлечения осмия, рения и других ценных металлов из отработанной промывной серной кислоты (ОПК) в осадок, получение сульфата натрия и оборотной технической воды для повторного использования на производстве. Техническим результатом является повышение извлечения рения до 99,7 , осмия до 99,5 , также извлекаются из раствора свинец, медь, ртуть, цинк,железо, кадмий, мышьяк. Технический результат достигается в способе,включающем совместное осаждение осмия, рения при температуре 75-85 С с использованием тиосульфата натрия при расходе 10-12 г/дм 3, после чего раствор далее подвергается обработке сульфидно-щелочным раствором при расходе гидроксида натрия 80-100 г/дм 3, сульфида натрия 0,2-0,4 г/дм 3 и температуре 50-70 С. Сущность способа заключается в следующем При введении тиосульфата натрия (10-12 г/дм 3) в ОПК происходит осаждение сульфидов меди,мышьяка. Из-за малых концентраций осмия и рения образование их сульфидов можно считать практически невозможным. Однако образование коллективного сульфидного осадка влечет за собой выпадение в осадок соединений осмия, рения и ртути. Добавление гидроксида натрия обеспечивает процесс нейтрализации и осаждение гидроксидов металлов, не осаждаемых в виде сульфидов. Наличие сульфида натрия в растворе щелочи является необходимым для полноты осаждения осмия, железа, цинка, свинца, кадмия из нейтральных растворов и для улучшения качества осадка и его фильтрации. Расход щелочносульфидного раствора натрия определяется расходом щелочи для нейтрализации кислоты до рН 7. Предлагаемая последовательность осаждения металлов позволяет достичь качественных показателей по селективному разделению металлов на два осадка, очистке серной кислоты нейтрализацией и получения технической воды,которую можно вернуть в производственный процесс. Диапазон температуры 1-й стадии осаждения 7585 С обеспечивает высокую степень осаждения осмия, рения, мышьяка и ртути. При температуре ниже 75 С степень извлечения осмия в осадок понижается. Повышение температуры выше 85 С практически не влияет на степень осаждения осмия и других металлов, но при этом происходит частичное улетучивание осмия (1-3 ). Количество добавляемого тиосульфата натрия в пределах 10-12 г/дм 3 обеспечивает высокую степень извлечения металлов в осадок. При расходе тиосульфата натрия менее 10 г/дм 3 происходит неполное извлечение металлов в осадок, повышение расхода реагента осадителя приводит к переходу некоторых металлов в раствор (, ) за счет образования растворимых тиосолей. Диапазон температуры во 2-й стадии 50-70 С обеспечивает достаточно высокую степень извлечения металлов в осадок. Добавление сульфида натрия (0,2-0,4 г/дм 3) обеспечивает полноту осаждения и качество фильтруемости и 15607 переработки осадка. Добавление гидрооксида натрия (80-100 г/дм 3), обеспечивает осаждение гидроксидов металлов не осаждаемых в сульфидный концентрат и нейтрализацию серной кислоты до рН 7. Использование 60 -ного растворапозволяет экономить воду, так как при концентрации раствора щелочи меньше 60 расход воды больше. Увеличение концентрации раствора щелочи более 60 нецелесообразно, так как не сказывается на степени осаждения металлов. Поддержание рН раствора от 0,75 до 1,0 на 1-й стадии осаждения и от 1 до 7 на 2-й стадии осаждения обеспечивает полноту осаждения и селективного разделения металлов по двум осадкам. Химический состав ОПК, г/л 24120.0,1.0, К 0.067,0.42,0.3,0.26,0.001,1.45,0.33,1.3,4.8,0.001,0.9 мг/л,1.5 мг/л,0.04 мг/л. Пример 1. 500 мл ОПК нагревали в закрытой колбе до 75 С, добавляли 5 г тиосульфата натрия с расходом 10 г/дм 3, перемешивали в течение 30 минут, рН раствора 0,75. Полученный осадок отфильтровывали в горячем виде. После фильтрации был получен осадок массой 1,2030 г,химического состава,13.8,41.94,0.032,0.05,0.005,0.16,0.05,0.05,0.00164,раствора не изменялось. Степень извлечения в осадок осмия 85,40 , рения 78,80 . Далее к фильтрату при перемешивании и температуре 50 С приливали порциями со скоростью 16 мл/мин в течение 5 минут 80 мл сульфидно-щелочной раствор с расходом 80 г/дм гидроксида натрия и 0,2 г/дм сульфида натрия(рН 6,5-7,0). Разогрев реакционной массы не должен превышать 70 С. Раствор перемешивали в течение 20 минут, затем отфильтровывали в горячем виде. Получен осадок массой 5,1200 г, химического состава 12.5,2.83,0.0085,0.35,0.9,2.5,0.00063 и 0.0028. Степень извлечения в осадок осмия 7,30 , рения 20,70 . Общее извлечение в осадки и ОПК осмия 92,70 , рения 99,50 . Из нейтрального раствора после охлаждения выпали кристаллы сернокислого натрия (85,3 г). Получена техническая вода объемом 487 мл, химического состава, г/л 0.2, К 0.04,0.03,0.0025,0.014,0.5,0.0001, 42- - 0.7. Пример 2. Процесс вели согласно примеру 1, но добавляли тиосульфата натрия с расходом 12 г/дм 3. После фильтрации был получен осадок массой 1,2169 г,химического состава,13.8,41.94,0.035,0.049,0.005,0.16,0.05,0.05,0.00164. Степень извлечения металлов в осадок составляла осмия 95,13 и рения 81,0 , рН раствора не изменялось. Далее фильтрат обрабатывали сульфидно-щелочным раствором так же, как в примере 1. После фильтрации получен осадок массой 5,0544 г, химического состава,12.5,2.83,0.0085,0.35,0.9,2.5,0.0004,0.00277. Степень извлечения металлов в осадок составляла осмия 4,37 и рения 18,70 . Общее извлечение металлов из ОПК в осадки составило осмия 99,50 и рения 99,70 . Из нейтрального раствора после охлаждения выпали кристаллы сернокислого натрия (84,72 г). Получена техническая вода объемом 485 мл, химического состава, г/л 0.2, К 0.04, С 0.03,0.0025,0.014,0.5,0.0001, 42- - 0.7. Результаты по извлечению металлов представлены в таблице. Таблица Элементы Пример 3. Процесс вели согласно примеру 2., за исключением того, что процесс 1-ой стадии осаждения вели при температуре 85 С. После фильтрации был получен осадок массой 1,217 г,содержанием 0,035 и 0,05. Степень извлечения металлов в осадок составляла осмия 95,12 и рения 81,0 , рН раствора не изменялось. Далее фильтрат обрабатывали сульфиднощелочным раствором так же, как в примере 1. После фильтрации получен осадок массой 5,0544 г,содержанием 0,00038 и 0,0027. Степень извлечения металлов в осадок составляла осмия 4,37 и рения 18,70 . Общее извлечение металлов из ОПК в осадки составило осмия 99,50 и рения 99,70 . Из нейтрального раствора после охлаждения выпали кристаллы сернокислого натрия(83,8 г). Получена техническая вода объемом 490 мл. Полученные осадки и техническая вода имеют примерный химический состав, как в примере 2. Пример 4. Процесс вели согласно примеру 1, но 2-ую стадию осаждения вели с расходом гидроксида натрия 80 г/дм 3 и сульфида натрия 0,4 г/дм 3. После фильтрации получен осадок массой 5,00 г. Степень извлечения металлов в осадок составляла осмия 4,30 и рения 18,5 . Общее извлечение металлов из ОПК в осадки составило осмия 99,43 и рения 99,5 . Из нейтрального раствора после охлаждения выпали кристаллы сернокислого натрия (84,72 г). Получена техническая вода объемом 485 мл. Полученные осадки и техническая вода имеют примерный химический состав, как в примере 2. Пример 5. Процесс вели согласно примеру 1, но 2-ую стадию осаждения вели с расходом гидроксида натрия 100 г/дм 3 и сульфида натрия 0,4 г/дм 3. После фильтрации получен осадок массой 5,00 г. Степень 3 15607 извлечения металлов в осадок составляла осмия 4,32 и рения 18,8 . Общее извлечение металлов из ОПК в осадки составило осмия 99,45 и рения 99,8 . Из нейтрального раствора после охлаждения выпали кристаллы сернокислого натрия (84,72 г). Получена техническая вода объемом 485 мл. Полученные осадки и техническая вода имеют примерный химический состав, как в примере 2. Пример 6. Процесс вели согласно примеру 2, но 2-ую стадию осаждения вели с расходом гидроксида натрия 100 г/дм 3 и сульфида натрия 0,4 г/дм 3. После фильтрации получен осадок массой 5,051 г. Степень извлечения металлов в осадок составляла осмия 4,00 и рения 18,50 . Общее извлечение металлов из ОПК в осадки составило осмия 99,13 и рения 99,5 . Из нейтрального раствора после охлаждения выпали кристаллы сернокислого натрия (84,90 г). Получена техническая вода объемом 485 мл. Полученные осадки и техническая вода имеют примерный химический состав, как в примере 2. Пример 7. Процесс вели согласно примеру 2, но 2-ую стадию осаждения вели с расходом гидроксида натрия 100 г/дм 3 и сульфида натрия 0,2 г/дм 3. После фильтрации получен осадок массой 5,00 г. Степень извлечения металлов в осадок составляла осмия 4,03 и рения 18,70 . Общее извлечение металлов из ОПК в осадки составило осмия 99,16 и рения 99,7 . Из нейтрального раствора после охлаждения выпали кристаллы сернокислого натрия (84,90 г). Получена техническая вода объемом 485 мл. Полученные осадки и техническая вода имеют примерный химический состав, как в примере 2. Пример 8. Процесс вели согласно примеру 1, но 2-ую стадию осаждения вели с расходом гидроксида натрия 100 г/ дм 3 и сульфида натрия 0,2 г/ дм 3. После фильтрации получен осадок массой 5,201 г. Степень извлечения металлов в осадок составляла осмия 7,6 и рения 24,20 . Общее извлечение металлов из ОПК в осадки составило осмия 93,0 и рения 99,6 . Из нейтрального раствора после охлаждения выпали кристаллы сернокислого натрия(83,77 г). Получена техническая вода объемом 485 мл. Полученные осадки и техническая вода имеют примерный химический состав, как в примере 2. Выход сульфата натрия составляет 96-97 от рассчитанного, и по содержанию примесей его качество соответствует ГОСТ 6318-77 сорта А. Осуществление данного способа позволяет переработать сернокислые растворы, содержащие осмий, рений и цветные металлы с низким содержанием осмия и рения, повысить степень извлечения осмия и рения, получить концентраты с высоким содержанием ценных компонентов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Способ извлечения редких металлов из отработанной промывной серной кислоты,включающий совместное осаждение осмия, рения при температуре 75-85 С с использованием тиосульфата натрия при расходе 10-12 г/дм 3,отличающийся тем, что раствор после отделения осадка подвергают обработке сульфидно-щелочным раствором при расходе гидроксида натрия 80-100 г/дм 3, сульфида натрия 0,2-0,4 г/дм 3. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку раствора сульфидно-щелочным раствором проводят при температуре 50-70 С.