Способ переработки растворов, содержащих катионы металлов

НАЦИОНАЛЬНОЕ ПАТЕНТНОЕ ВЕДОМСТВО ПРИ КАБИНЕТЕ МИНИСТРОВ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАНреработки и утилизации сбросных и технологических растворов гидрометаллургическьтх производств. Цель изобретения удешевление процесса и повышение качества металлосодержащих продуктов. Раствор. содержащий катионы металлов. фильтруютИзобретение относится к ионообмен ным способам переработки и утилизациисбросных и технологических растворов гидрометаплургических производств.Известен способ переработки растворов. включающий фильтрование через слой сульфокатионита в водородной форме с переводом металлов в фазу катионита и утилизацию фильтрата, обработку насыщенногочерез спой-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 дополнител ь но обрабатывают раствором сернойкислоты концентрации 942-3156 г/л с попучением эпюата. содержащего катионы кальция и натрия. Последние осаждают в виде смеси сульфатов путем высалиаания серной кислотой и/или термообработки эпюата. Выделившийся осадок сульфатов обрабатывают водой и отделяют твердый сульфат кальция от раствора сульфата натрия. маточный раствор осаждения сульфа тов и раствор сульфата натрия используютповторно 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 сул ьфокатионит после обработки раствором сульфата натрия дополнительно обрабатывают раствором серной кислоты концентрации 942-3156 г/лс Получением эпюата. содержащего катионы кальция и натрия. осаждают последние в виде смеси сульфатов путем высаливания серной кислотой и/или термообработки эпюата. осадок суль 299(Н) (э) 21 (61)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.П р и м е р 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 дляссадительных процессов,испаритепь-кристаллизатор, вакуумные нутч-фильтры. сушильную печь.В опытах по предлагаемому способу через слой катионита в Н-форме фильтровали со скоростью 2.32 З 6 м/ч ра.створ отработанного медного электролита и выщелачивания медеэлектролитного шлама до проскока катионов в фильтрат.Насыщенный металламикатионит промывали водой. на выходе из слоя собирали фильтрат от -начала проскока кислоты до отсутствия кислоты и перерабатывали известными способами сизвлечением металлов.Емкость катионита, г/л (в расчете на обьем 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. ОбьемНасыщенный 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 катионов металлов.С 49,414 серная кислота 31 .075.Объем элюа та 1.58 уд.об. . Из элюата осаждали на первой стадии серебро цементацией на железе Расход ме.таллического железа 0.005 г на 1 г элюата, извлечение серебра 100. выход твердого 0.02 г на 1 л элюата. содержание серебра 95. 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. 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 металлов. Железо-медный концентрат нейтрализовали серной кислотой, растворяли сульфат меди. Из раствора выделяли железный концентрат фильтрацией. раствор сульфата меди подвергали термообработке с получением кристаллического медного купороса. Выход твердого железного концентрата 0.278 г на 1 л злюата. содержание железа 61,2. извлечение железа 100. Выход медного купороса 46,78 г на 1 л элюата. 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. Катионит после десорбции тяжелых металлов раствором сульфатанатрия и. водной промывки переводили в исходную водородную форму. для этого через слой катионита в натриево-кальциевой форме (объемная емкость, 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 сернокислый элюат от начала проскока до прекращения выхода катионов металлов и кислоты. Состав элюата, г/л серная кислота 179.64 натрий 27,94 кальций 0.2175. Обьем элюата 1,58 уд.об. Из элюата высаливали концентрированной серной кислотой смесь сульфатов. отделяли осадок сульфатов фильтрацией. Состав осадка. натрий 19.07 кальций 0.15. Выход твердого 146,538 г на 1 л элюата, извлечение 100. Осадок обрабатывали водой и отделяли раствор сульфата натрия от осадка сульфата 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 объединяли с оборотным десорбирующим раствором сульфата натрия. маточный сернокислый раствор после высаливания и отделения осадка сульфатов частично использовали для декарбонизации оборотного раствора сульфата натрия. оставшуюся часть разбавляли водой и использовали в качестве десорбирующего сернокислого раствора. Согласно полученным даннымгпредлагаемый способ обеспечивает отделениеКЗЛЬЦИЯ ОТ ТЯЖЕЛЫХ МЭТЭПЛОВ И ОТДВЛЕНИЕ КЭЛЬЦИЯ ОТ натрия.П р и м е р 2. Процесс проводили в условиях, аналогичных примеру 1 за исклю 7 чением того. что сернокислый злюат под вергали термообработке и после охлаждения отделяли осадок сульфатов фильтрацией. Выход, состав осадка. показатели и результаты его переработки совпадают с приведенными в примере 1.П р и м е р 3. Процесс проводили в условиях,аналогичныхпримеру 1.за исключением того. что сернокислый эпюат подвергали термообработке до начала кристаллизации и обрабатывали серной кислотой до окончания, высаливания сульфатов. Выход, состав осадка, показатели и результаты его переработки совпадают с приведеннымив примере 1.П р и м е р 4, Процесс проводили в условиях. аналогичных примеру 1, за исключением, того, что через слой катионита в натриево-кальциевой форме фильтровали 5 уд.об. раствора 94,2 г/л серной кислоты, затем воду. на выходе из слоя собиралиуд.об. Элюат подвергали термообработке до начала кристаллизации и высаливали сульфаты серной кислотой. Выход. состав осадка, показатели и результаты его переработки Совпадают с приведенными в при мере 1П р и м е р 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. Состав раствора, г/л серная кислота 51.4 медь 0.001 никель 0,001. На выходе из слоясобирали 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 О.0 О 44 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 изслоя соби 562рали сульфатный элюат. Состав элюата. г/л медь 11,911 никель 5,863 кальций 02175 серебро 0.019 натрий 49.414 серная кислота 31,07. Объем элюата 1,58 уд.об. Из элюата осаждали (аналогично примеру 1) серебро(первая стадия), медь и железо (вторая стадия). никель (третья стадия. Извлечение серебра 100, выход твердого 0,101 г на 1 л злюата, состав концентрата, серебро 18,8 кальций (в виде гипса) 21.7. Расход соды общий 95,558 г 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 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 компонента 91-9336. 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 г на 1 л элюата, извлечение 100. Содержание основного вещества 98,61, нерастворимый остаток 1.34. примесей Железа. кислоты, мышьяка не обнаружено. Медный купорос не соответствует нормам ТУ 1934784, не является товарным продуктом и подлежит переработке в пирометалгтургълческогл цикле С потерями окисленной меди 2 О 80. Промытый водой катионит содержал, г/л натрия 44.14 кальция 345, что соответствовало натриевокальциевой форме катионита (см. примеры 1-41). Кати-онит использовали в следующем цикле (см. настоящий пример).. катионит обрабатывали раствором 276,3 г/лсульфата натрия до прекращения десорбции металлов. Выход, состав продуктов,концентратов, осадка и результаты его переработки аналогичны приведенным в примере 1.П р и м е р 7, Процесс проводили в условиях, приведенных в примере 1. за исключением 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 переработки аналогичны приведенным в примере 1.П р и м е р 8. Процесс проводили в условиях, приведенных впримере 5, за исключением того, что насыщенный металлами катионит обрабатывали раствором 276,3 г/лсульфата натрия до прекращения десорбции катионов металлов. Выход. состав продуктов, концентратов. осадка и результаты его переработки аналогичны приведенным в примере 5.П р и м е р 9. Процесс проводили в условиях. приведенных в примере 5. за исключением того. что насыщенный металлами катионит обрабатывали раствором 388.5 г/п сульфата натрия до прекращения десорбции катионов металлов. Выход. состав продуктов. концентратов. осадка и результаты его переработки аналогичны приведенным впримере 5. сКак показали результаты испытаний. предлагаемый способ обеспечивает разделение капьция и тяжелых металлов на стадии десорбции разделение кальция и натрия на стадии растворения осадка сульфатов снижение расходов на повышение качества продуктов эа счет исключения операций кондиционирования снижение рас ода реагента-осадителя до 95.046 г/пСпособ 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 сполучением металлсодержащих продуктов. о тл и ч а ю щ и й с я 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/п 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 отделяют твердый сульфат кальция от раствора сульфата натрия. а маточный раствор осаждения сульфатов и раствор сульфата натрия используют повторно на десорбции металлов с сульфокатионита.Верстка Казпатент, Исполнитель Г.Р. Фалалеева Ответственный за выпуск Э.З.ФаИ 3 ова