RU2759591C1 - Способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлора - Google Patents
Способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлора Download PDFInfo
- Publication number
- RU2759591C1 RU2759591C1 RU2021112804A RU2021112804A RU2759591C1 RU 2759591 C1 RU2759591 C1 RU 2759591C1 RU 2021112804 A RU2021112804 A RU 2021112804A RU 2021112804 A RU2021112804 A RU 2021112804A RU 2759591 C1 RU2759591 C1 RU 2759591C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- bismuth
- chloride ions
- solution
- zinc
- chlorine
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G1/00—Methods of preparing compounds of metals not covered by subclasses C01B, C01C, C01D, or C01F, in general
- C01G1/06—Halides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
- C22B19/20—Obtaining zinc otherwise than by distilling
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Изобретение относится к очистке электролитов от хлорид-ионов. Сульфатно-цинковые растворы очищают от хлорид-ионов добавлением к ним висмута гидроксосульфата при молярном отношении висмута к хлору, равном 1,05-1,3, температуре 18-40°С. Способ позволяет повысить степень очистки цинковых растворов от хлорид-ионов при упрощении проведения процесса. 1 з.п. ф-лы, 2 табл., 1 пр.
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, а конкретно - к очистке электролитов от хлорид-ионов.
Известен способ очистки растворов от хлорид-ионов осаждением в виде малорастворимого соединения CuCl (1. А.П. Снурников. Гидрометаллургия цинка. М.: Издательство «Металлургия». 1981. 384 с.).
Недостатками способа является длительность процесса осаждения (5-6 часов), плохая фильтруемость осадков, что делает процесс малопроизводительным.
Известен способ сорбционной очистки кислых сточных вод цинкового производства от хлорид-ионов (2. W.Z. Liu, L. Lu, Y. Lu, X.W. Hu, B. Liang. Removal of chloride from simulated acidic wastewater in the zinc production. Chin. J. Chem. Eng. Vol. 27, Iss. 5. 2019. P. 1037-1043).
Недостатком способа является низкая эффективность сорбционного извлечения хлорида, в связи с чем в процессе регенерации смолы образуется большой объем разбавленных растворов, содержащих 1-2 г/л хлорид-ионов.
Известен способ сорбционно-экстракционного извлечения хлорид-ионов из сернокислых элюатов экстракцией триалкиламином с последующей реэкстракцией хлорид-ионов раствором едкого натра (3. А.М. Копанев, А.Ю. Скворцов, Б.Н. Ласкорин и др. Сорбционно-экстракционая технология утилизации хлора из растворов цинкового производства. Цветные металлы. 1989. № 9. С. 33-34).
Недостатками способа является сложность аппаратурного оформления процесса экстракционного извлечения хлорид-ионов использование дорогостоящего экстрагента (триалкиламина), а также загрязнение сернокислотных элюатов триалкиламином.
Известен способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлорид-ионов их экстракцией триалкилфосфиноксидом (4. И.Ю. Флейтлих, Л.К. Никифорова, Н.А. Григорьева. Экстракционная очистка сульфатных цинковых растворов от хлорид-иона. Химия в интересах устойчивого развития. 2016. Т. 24, № 5. С. 661-667).
Недостатками способа является сложность аппаратурного оформления процесса экстракционного извлечения хлорид-ионов триалкилфосфиноксидом, а также отсутствие эффективного реэкстрагента для реэкстракции хлорида цинка, в виде которого экстрагируются хлорид-ионы.
Известен способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлорид-ионов путем их обработки сначала солью свинца, отделения полученного осадка от раствора, затем добавления в раствор соли фтора при соотношении свинца и хлора 1,3:1, а фтора и хлора 0,15:1 с использованием в качестве осадителей нитрата свинца и фторида аммония (5. К.М. Ахметов, Н.Н. Попрукайло, Л.А. Макеева и др. Способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлора. Авторское свидетельство СССР № 1388448 М.кл. С22В19/26. Заявл. 06.05.86, опубл. 15.04.88. Бюл. № 14).
Недостатками способа являются сложность процесса, требующая проведения двух стадий осаждения хлорид-ионов с последующей фильтрацией раствора, низкая степень очистки растворов от хлорид-ионов, а также загрязнение цинковых растворов вредной примесью - фторид-ионами.
Известен способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлорид-ионов путем осаждения хлорид-ионов сульфатом свинца, активированного 3%-ным раствором фторида аммония при отношении твердое:жидкое, равном 1:9, в течение 15 мин при соотношении осадителя к хлору, равном 2,5:1 (6. А.Я. Матвийчук, К.М. Ахметов, Р.П. Пьянкова. Способ очистки сульфатного цинкового раствора от хлора. Авторское свидетельство СССР № 1629336 М. кл. С22В3/44, С22В19/00. Заявл. 02.03.88, опубл. 23.02.91. Бюл. № 7).
Недостатками способа являются сложность процесса, требующая проведения предварительной стадии активирования сульфата свинца раствором фторида аммония, а также сложность регенерации труднорастворимого хлор-, фторсодержащего сульфата свинца, полученного в результате очистки сульфатного цинкового раствора.
Известен способ удаления хлорид-ионов из цинк-сульфатных растворов, включающий дозировку сульфата меди и осаждения хлорид-иона в виде труднорастворимого осадка CuCl. В качестве восстановителя меди (2+) до меди (+) используют порошки металлического цинка, алюминия, магния или железа (7. Заявка 60-228628, Япония. Заявл. 25.04.84, № 59-81880, опубл. 13.11.85. МКИ С22В19/26).
Недостатком указанного способа является использование дорогостоящих металлических порошков для восстановления двухвалентной меди до одновалентной, которая с хлорид-ионом образует нерастворимое соединение.
Наиболее близким по сущности и достигаемому эффекту к предполагаемому изобретению является способ очистки от хлорид-ионов сульфатных цинковых растворов (состава 125 г/л цинка, 2,4 г/л хлора, 25 г/л H2SO4) путем осаждения хлорид-ионов в виде медно-хлорного осадка добавлением металлической меди (в виде кека), нагревания пульпы до 60-65°С, добавления медь-содержащего раствора (20-40 г/л меди) в виде сульфата меди, проведения операции медно-хлорной очистки в течение 30-60 мин, сгущения пульпы, фильтрации и получения сульфатного цинкового раствора с содержанием меди 150-165 мг/л (Ю.В. Решетников, П.А. Козлов, А.В. Колесников. Способ очистки от хлора сульфатных цинковых растворов (8. Патент РФ № 2372413 М. кл. С22В 19/00, С22В 3/20. Заявл. 04.05.2008. Опубл. 10.11.2009. Бюл. № 31).
Переработку полученного медно-хлорного осадка осуществляют в результате его обработки раствором гидроксида натрия с концентрацией 65 г/л при Ж:Т, равном 6:1, температуре 60°С в течение 6 ч, пульпу фильтруют, отмытый медный осадок растворяют в растворе серной кислоты с концентрацией 160 г/л в течение 8 ч при температуре 65°С и направляют сернокислый раствор меди на стадию медно-хлорной очистки.
Недостатками способа являются сложность и длительность процесса очистки сульфатно-цинковых растворов от хлорид-ионов, требующего использования металлической меди и сернокислого раствора меди, проведения процесса при температуре 60-65°С, сгущения пульпы для улучшения процесса фильтрации осадка хлористой меди, а также сложность переработки медно-хлорного осадка.
Целью заявленного изобретения являются упрощение процесса, а также повышение степени очистки цинковых растворов от хлорид-ионов.
Задача, решаемая заявляемым техническим решением, заключается в упрощении процесса очистки цинковых растворов от хлорид-ионов, а также в повышении степени очистки растворов от хлорид-ионов.
Поставленная задача достигается тем, что в способе очистки сульфатных цинковых растворов от хлорид-ионов, включающем осаждение хлорид-ионов в виде труднорастворимых соединений с последующей фильтрацией полученного осадка и его переработкой, сульфатно-цинковые растворы обрабатывают гидроксосульфатом висмута с образованием оксохлорида висмута при молярном отношении висмута к хлору, равном 1,05-1,3 при температуре 18-40°С.
Предпочтительно, переработку полученного в виде труднорастворимого осадка оксохлорида висмута проводят путем обработки его раствором гидроксида натрия при молярном отношении гидроксида натрия к висмуту, равном 1,1-2,0 при температуре (25±5)°С, полученный оксид висмута переводят в гидроксосульфат обработкой раствором серной кислоты с концентрацией 2 моль/л и доводят рН смеси до 2 добавлением раствора гидроксида натрия.
Новым является очистка сульфатных цинковых растворов от хлорид-ионов в результате добавления к ним гидроксосульфата висмута при молярном отношении висмута к хлору, равном 1,05-1,3, при температуре 18-40°С.
В результате добавления гидроксосульфата висмута к сернокислому раствору хлорида цинка имеет место следующая обменная реакция:
Из данных таблицы 1 (примеры 1-11) видно, что эффективная очистка сульфатных цинковых растворов от хлорид-ионов до концентраций 0,033- 0,077 мг/л имеет место при молярном отношении висмута к хлору, равном 1,05-1,3 и температуре процесса 18-40°С. При молярном отношении висмута к хлору менее 1,05 степень извлечения хлора не превышает 90 %, а при данном отношении более 1,3 имеет место повышенный расход осадителя без дополнительной очистки раствора от хлорид-ионов. Процесс очистки сульфатных цинковых растворов от хлорид-ионов следует проводить при температуре процесса 18-40°С. При температуре ниже 18°С требуется проводить дополнительную операцию, связанную с охлаждением растворов, а при температуре выше 40°С степень очистки растворов от хлорид-ионов не превышает 90%.
Сульфатный цинковый раствор после очистки от хлорид-ионов содержит 0,5-0,9 г/л висмута, который следует удалять цементацией - добавлением к раствору цинкового порошка. Процесс цементации висмута цинком описывается уравнением.
Процесс проходит достаточно глубоко, поскольку ΔЕо реакции относительно высока и равна 0,963 В.
Переработку полученного оксохлорида висмута в гидроксосульфат осуществляют в две стадии: на первой - обрабатывают оксохлорид висмута раствором гидроксида натрия с получением оксида висмута по реакции:
а на второй - переводят оксид висмута в гидроксосульфат обработкой раствором серной кислоты по реакции:
Из данных таблицы 2 видно, что переработку оксохлорида висмута в оксид следует проводить при молярном отношении гидроксида натрия к висмуту, равном 1,1-2,0. При молярном отношении гидроксида натрия к висмуту менее 1,1 осадок содержит в виде примеси исходный оксохлорид висмута, а при данном отношении более 2,0 имеет место повышенный расход гидроксида натрия без существенного повышения степени перевода висмута оксохлорида в оксид.
Условия и результаты опытов приведены в таблицах 1, 2 и примере.
Способ осуществляется следующим образом.
Пример. К 2,0 л сульфатного цинкового раствора, содержащего (в г/л): 125 цинка, 2,4 хлора, 25 H2SO4 (состав раствора соответствует прототипу), добавляют при температуре 25°С 55 г гидроксосульфата висмута и перемешивают смесь в течение 60 мин. Молярное отношение висмута к хлору составляет 1,2. Отделяют осадок от маточного раствора фильтрацией. Концентрация хлора в сульфатном цинковом растворе составляет 0,060 г/л. Степень извлечения хлора из раствора составляет 97,5 %.
Сульфатно-цинковый раствор содержит 0,92 г/л висмута. Для его очистки от висмута добавляют к раствору 40 г цинкового порошка и перемешивают смесь в течение 2 ч при температуре (25±5)°С. Сульфатно-цинковый раствор фильтруют, содержание хлорид-ионов в нем составляет 0,06 г/л, а висмута 0,002 г/л.
Осадок оксохлорида висмута перерабатывают следующим образом: обрабатывают осадок в течение 60 мин при температуре (25±5)°С 200 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 1,5 моль/л (молярное отношение гидроксида натрия к висмуту равно 2,0). Полученный оксид висмута промывают водой и обрабатывают при температуре (25±5)°С 200 мл раствора серной кислоты с концентрацией 1 моль/л в течение 1 ч, доводят рН смеси до 2 добавлением раствора гидроксида натрия с концентрацией 4 моль/л. Фильтруют осадок гидроксосульфата висмута, промывают на фильтре водой и направляют на стадию очистки сульфатно-цинкового раствора. Выход висмута в гидроксосульфат составляет 94,2 %.
Из примера, а также данных, приведенных в таблицах 1 и 2, видно, что благодаря отличительным признакам достигается указанная цель. При этом удается упростить процесс и очистить сульфатный цинковый раствор (по прототипу 150-165 мг/л) до содержания хлорид-ионов менее 60,0 мг/л.
| Таблица 1 Результаты по очистке сульфатных цинковых растворов от хлорид-ионов. Навеска BiOHSO4⋅H2O - 32 г (0,0941 моль висмута). Раствор сульфата цинка: 125 г/л Zn; 2,4 г/л Cl (0,0677 моль); 25 г/л H2SO4. Время обработки - 60 мин. |
||||
| № при-мера |
Условия получения | Содержание Cl- растворе, г/л | Степень извлечения Cl-, % | |
| Молярное отношение висмута к хлорид-ионам | Температура,°С | |||
| 1 | 0,95 | 30 | 0,141 | 90,6 |
| 2 | 1,0 | 30 | 0,104 | 93,1 |
| 3 | 1,05 | 30 | 0,077 | 94,9 |
| 4 | 1,20 | 30 | 0,060 | 96,0 |
| 5 | 1,30 | 30 | 0,033 | 97,8 |
| 6 | 1,50 | 30 | 0,030 | 98,0 |
| 7 | 1,20 | 15 | 0,041 | 97,3 |
| 8 | 1,20 | 18 | 0,045 | 97,0 |
| 9 | 1,20 | 40 | 0,069 | 95,4 |
| 10 | 1,20 | 50 | 0,087 | 94,2 |
| 11 | 1,20 | 60 | 0,113 | 92,5 |
| Таблица 2 Результаты по переработке оксохлорида висмута в оксид. Навеска BiOCl, полученного в результате очистки цинкового раствора - 20 г. Содержание (в %): висмута - 77,6; хлора - 11,6. Объем раствора NaOH - 100 мл. Время обработки - 60 мин. |
||||||
| № | NaOH, моль/л | NaOH / Bi | Содержание хлорид-ионов в осадке, % | Содержание Bi2O3 в осадке, % | Содержание в растворе, г/л | |
| Cl- | Bi | |||||
| 1 | 0,74 | 1,0 | 3,98 | 91,2 | 15,4 | Менее 0,002 |
| 2 | 0,82 | 1,1 | 0,45 | 95,8 | 22,3 | Менее 0,002 |
| 3 | 0,96 | 1,3 | 0,18 | 98,3 | 22,8 | Менее 0,002 |
| 4 | 1,48 | 2,0 | 0,042 | 99,6 | 23,1 | Менее 0,002 |
| 5 | 2,22 | 3,0 | 0,021 | 99,8 | 23,2 | Менее 0,002 |
Claims (2)
1. Способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлорид-ионов, включающий осаждение хлорид-ионов в виде труднорастворимых соединений с последующей фильтрацией осадка и его переработкой, отличающийся тем, что для осаждения хлорид-ионов сульфатные цинковые растворы обрабатывают гидроксосульфатом висмута с образованием оксохлорида висмута при молярном отношении висмута к хлору, равном 1,05-1,3, при температуре 18-40°С.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что переработку полученного в виде труднорастворимого осадка оксохлорида висмута проводят путем обработки его раствором гидроксида натрия при молярном отношении гидроксида натрия к висмуту, равном 1,1-2,0, при температуре 25±5°С, после чего полученный оксид висмута переводят в гидроксосульфат путем обработки раствором серной кислоты с концентрацией 1 моль/л и доведения рН смеси до 2 раствором гидроксида натрия.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021112804A RU2759591C1 (ru) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлора |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021112804A RU2759591C1 (ru) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлора |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2759591C1 true RU2759591C1 (ru) | 2021-11-15 |
Family
ID=78607435
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021112804A RU2759591C1 (ru) | 2021-04-30 | 2021-04-30 | Способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлора |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2759591C1 (ru) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1901925A (en) * | 1931-05-06 | 1933-03-21 | Glidden Co | Process for removing chlorine from zinc sulphate solutions |
| SU1388448A1 (ru) * | 1986-05-06 | 1988-04-15 | Карагандинский политехнический институт | Способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлора |
| US7037482B2 (en) * | 2003-03-10 | 2006-05-02 | Teck Cominco Metals Ltd. | Solvent extraction of a halide from a aqueous sulphate solution |
| RU2372413C1 (ru) * | 2008-05-04 | 2009-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" | Способ очистки от хлора сульфатных цинковых растворов |
| RU2587449C1 (ru) * | 2014-12-19 | 2016-06-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Химии И Химической Технологии Сибирского Отделения Российской Академии Наук (Иххт Со Ран) | Способ очистки сернокислых или азотнокислых растворов от хлорид-иона |
-
2021
- 2021-04-30 RU RU2021112804A patent/RU2759591C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1901925A (en) * | 1931-05-06 | 1933-03-21 | Glidden Co | Process for removing chlorine from zinc sulphate solutions |
| SU1388448A1 (ru) * | 1986-05-06 | 1988-04-15 | Карагандинский политехнический институт | Способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлора |
| US7037482B2 (en) * | 2003-03-10 | 2006-05-02 | Teck Cominco Metals Ltd. | Solvent extraction of a halide from a aqueous sulphate solution |
| RU2372413C1 (ru) * | 2008-05-04 | 2009-11-10 | Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод" | Способ очистки от хлора сульфатных цинковых растворов |
| RU2587449C1 (ru) * | 2014-12-19 | 2016-06-20 | Федеральное Государственное Бюджетное Учреждение Науки Институт Химии И Химической Технологии Сибирского Отделения Российской Академии Наук (Иххт Со Ран) | Способ очистки сернокислых или азотнокислых растворов от хлорид-иона |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0382720A (ja) | インジウムを回収する方法 | |
| CN104694751A (zh) | 一种从湿法炼锌浸出液中脱除氯离子的方法 | |
| RU2759591C1 (ru) | Способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлора | |
| CN110760679A (zh) | 一种从银电解液净化渣中回收钯的方法 | |
| CN114959311A (zh) | 一种从高铜钼精矿中综合回收稀贵金属的方法 | |
| JP4079018B2 (ja) | コバルト水溶液の精製方法 | |
| JP5200588B2 (ja) | 高純度銀の製造方法 | |
| RU2372413C1 (ru) | Способ очистки от хлора сульфатных цинковых растворов | |
| RU2378398C2 (ru) | Способ получения серебра | |
| CN103667706B (zh) | 一种金铂合金废料中金的分离提纯方法 | |
| JP2012246197A (ja) | セレンの湿式法による精製方法 | |
| JP5447824B2 (ja) | 亜硝酸ロジウム錯イオン溶液の精製方法と、そのアンモニウム塩の製造方法。 | |
| JPH10218611A (ja) | セレン含有溶液の処理方法 | |
| RU2680788C1 (ru) | Способ переработки золотосеребряных сплавов с получением золота | |
| CN110669931B (zh) | 一种硫酸镍溶液氧化除钴的方法 | |
| CN109055775B (zh) | 一种用于净化铜电解液的络合沉淀剂的重生方法 | |
| JP2890830B2 (ja) | 酸化スカンジウムの精製方法 | |
| JP2012211055A (ja) | タングステン含有アルカリ溶液の精製方法 | |
| RU2362820C1 (ru) | Способ извлечения благородных металлов из растворов, содержащих цветные металлы | |
| RU2774508C1 (ru) | Способ получения металлического висмута с получением висмута нитрата основного | |
| RU2416571C1 (ru) | Способ получения висмута цитрата | |
| RU2657673C1 (ru) | Способ получения висмута нитрата основного | |
| RU2340688C1 (ru) | Способ переработки медно-хлоридного плава, являющегося отходом очистки тетрахлорида титана | |
| SU829704A1 (ru) | Способ извлечени серебраиз PACTBOPOB | |
| CN114717418B (zh) | 一种铂废液中提取高纯海绵铂的方法 |