SU1726543A1 - Способ переработки хлористых свинцовых пылей - Google Patents

Abstract

Изобретение обеспечивает повышение комплексности использовани  ценных компонентов пылей и предотвращение загр знени  окружающей среды свинцом и диоксидом серы. Хлористые пыли обрабатывают раствором карбоната натри , остаток 2 .после обработки пы ей . выщелачивают азотной кислотой, раствор концентрируют и кристаллизуют из него нитрат свинца, а в раствор после обработки пылей содой добавл ют хлорид кальци , нагревают до температуры не ниже 90°С, довод т гидро- ксидом кальци  рН до 9,5-10,5,- затем, не отдел   осадок, добавл ют в пульпу раствор полисульфида натри ,перемешивают, осадок отфильтровывают, а раствор упаривают из расчета получени  в маточнике при кристаллизации хлорида натри  мол рного отношени  хлорида кальци  к хлориду натри  2,5-4, кристаллизуют чистый хлорид натри , а маточник возвращают на стадию обработки раствора после карбонизации пылей. Из маточника после кристаллизации нитрата свинца осаждают сульфат свинца, который используют дл  получени  трехосновного сульфата свинца - стабилизатора полинивилхлоридных пластикатбв. 1 з.п. ф- лы, 4 табл.- .- СО

Description

Изобретение относитс  к цветной металлургии и может быть использовано дл  переработки хлористых свинцовых пылей, образующихс  при плавке хлорсодержаще- го свинцового сырь , например лома свинцовых аккумул торов.

Известны способы переработки хлористых пылей, которые предусматривают св зывание хлора в процессе термической обработки пылей в его соединени х со щелочными или щелочноземельными металлами , например шихта дл  переработки пылей свинцового производства. Согласно этому изобретению в шихту дл  плавки хлористых пылей ввод т содовый продукт глиноземного производства в количестве 20-40%. От

веса шихты. При плавке такой шихты выплавл етс  свинец и образуетс  штейно- шлаковый расплав, в котором хлор св зан с натрием и калием..

Недостатком этого способа  вл етс  то, что при хранении штейно-шлакового расплава из него дожд ми вымываютс  растворимые хлориды щелочных металлов, в которых растворен свинец. Эти раствйры с поверхностными стоками попадают в водоемы . Хранение штейно-шлакового расплава приводит также к загр знению грунтовых вод.

Известен гидромёталлургический способ переработки хлористых пылей, согласно которому хлористые пыли выщелачивают

VI

ю о ел

ь:

CJ

смесью сол ной и уксусной кислот при Т;Ж 1:15-20 и температуре 90-100°С, а затем раствор охлаждают до 10-20°С и кристаллизуют из раствора хлористый свинец. Недостатком этого способа  вл етс  то, что в сол но-уксуснокислом растворе накапливаютс  цинк, кадмий, медь и другие примеси , которые нужно выводить из процесса.

Способ требует очень больших энергетических затрат на нагревание и охлажде- ние растворов.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности  вл етс  способ переработки хлорсодержащих свинцовых пылей путем их смешени  с карбонатом или гидроксидом кали  и обработки смеси раствором хлорида кали  при 90-100°С с последующим отделением твердого и кристаллизацией из раствора при охлаждении хлорида кали .

Недостатком этого способа  вл етс  то, что хлор из пылей переводитс  в хлористый калий, содержащий значительное количество примесей свинца, мышь ка и сурьмы. Кроме того, хлористые пыли всегда содер- жат сульфатную серу, поэтому в хлористом калии должно содержатьс  значительное количество сульфата кали .

Поскольку сульфат кали  имеет низкую растворимость в концентрированных рас- творах хлористого кали , основна  часть сульфатной серы будет оставатьс  в твердом остатке после обработки пылей и при выплавке свинца из этого остатка загр зн ть окружающую среду не только свинцом, но и диоксидом серы.

Целью изобретени   вл етс  повышение комплексности использовани  ценных компонентов пылей и предотвращение загр знени  окружающей среды свинцом и диоксидом серы.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в способе переработки хлористых пылей, включающем их смешение с гидроксидом или карбонатом кали  и обработку смеси раствором хлорида кали , хлористые пыли обрабатывают карбонатом натри  в водной среде. Образовавшиес  карбонаты свинца после отделени  от раствора выщелачивают в азотной кислоте, фильтруют, кек, в кото- ром концентрируютс  все олово и драгметаллы , содержащиес  в пыл х, используют дл  получени  олова известными методами, а фильтрат упаривают и кристаллизуют из него нитрат свинца. Из маточника с помощью сульфата натри  осаждают сульфат свинца, который обрабатывают гидроксидом натри , превраща  в трехосновный сульфат свинца - стабилизатор поливинилхлорид- ных пластикатов. Маточник после осаждени  сульфата свинца нейтрализуют, осаждают из него примеси цветных металлов (Zn, Си, Со1), перешедшие в раствор при выщелачивании карбоната свинца, и упаривают с получением селитры. Кек, содержащий цветные металлы, используют дл  их извлечени  известными методами, например, в цинковом производстве. В раствор хлорида натри  после обработки.хлористых пылей карбонатом натри  ввод т хлорид кальци , образовавшуюс  пульпу сульфата кальци  нагревают до температуры не ниже 90°С, довод т гидроксидом кальци  рН до 9,5- 10,5 и затем добавл ют в пульпу раствор полисульфида натри , перемешивают, от-, дел ют осадок, фильтрат упаривают из расчета получени  в маточнике после кристаллизации хлорида натри  мол рного отношени  хлорида кальци  к хлориду натри  2,5-4,0, кристаллизуют при охлаждении чистый хлорид натри , а маточник объедин ют со свежей порцией раствора, образующегос  при обработке хлористых пылей раствором карбоната натри . Осадок сульфата кальци  используют дл  получени  строительного гипса.

При обработке пылей по предлагаемому способу раствором карбоната натри  в результате обменной реакции между сульфатом и хлоридом свинца с карбонатом натри  в отличие от прототипа практически вс  сера ( 99%) и хлор ( 99%) перевод тс  в раствор в виде сульфата и хлорида натри . В процессе переработки этого раствора получаетс  товарный хлорид натри  и сульфат кальци , который используют дл  получени  строительного гипса. Из твердого остатка после обработки пылей, практически не содержащего серы и хлора, пр мыми гидрометаллургическими методами, мину  дорогосто щие и экологически вредные переделы выплавки металла, его рафинировани , переработки в глет, получают товарные соли свинца.

Таким образом, предлагаемый способ обеспечивает не только повышение комплексности использовани  ценных компонентов пылей, но и предотвращение загр знени  окружающей среды свинцом и диоксидом серы.

Способ осуществл ют следующим образом .

Хлористые пыли распульповывают в воде и смешивают с раствором карбоната натри . Процесс осуществл ют в непрерывном режиме. За счет регулировани  расхода реагентов в реакторе поддерживаетс  посто нное значение рН 8,5 ± 0,2. Пульпу, вытекающую из реактора, фильтруют, карбонатный кек промывают и выщелачивают

азотной кислотой при рН 3,5 - 3,8. Образовавшийс  раствор нитрата свинца после отделени  твердого упаривают, охлаждают и отдел ют выпавшие кристаллы нитрата свинца. В маточном растворе после кристаллизации нитрата свинца оставл ют не менее 5% нитрата свинца, так как приболев глубокой упарке и кристаллизации нитрат свинца загр зн етс  растворимыми в азотной кислоте примес ми, содержащимис  в карбонатном кеке (щелочные металлы, цинк, медь и др.). Если содержание примесей в пыл х высокое, то степень упарки и кристаллизации нитрата свинца уменьшают . Из маточника после кристаллизации нитрата свинца осаждают сульфат свинца, который используют дл  получени  трехосновного сульфата свинца обработкой щелочью . Из раствора после осаждени  сульфата свинца осаждают карбонаты металлов-примесей , а раствор после отделени  карбонатов цветных металлов используют дл  получени  селитры. В раствор хлорида и сульфата натри , образовавшийс  в результате обработки пылей карбонатом натри , ввод т хлорид кальци , образовавшуюс  пульпу сульфата кальци  нагревают до температуры не ниже 90°С. довод т гидроксидом кальци  рН до 9,5 - 10,5 и затем добавл ют в пульпу раствор полисульфида натри , перемешивают, отдел ют осадок, фильтрат упаривают из расчета получени  в маточнике после кристаллизации хлорида натри  мол рного отношени  хлорида кальци  к хлориду натри  2,5-4,0, кристаллизуют при охлаждении чистый хлорид натри , а маточник объедин ют со свежей порцией раствора, образующегос  при обработке хлористых пылей раствором карбоната натри .

Пример 1. Карбонизаци  хлористых пылей.

Состав пыли, мас.%: свинец 60,9; цинк 1,34; кадмий 0,15; медь 0,07, сурьма 0,41, железо 0,22, сера сульфатна  4,54, хлор 13,26, олово 0,52. 500 кг пыли обрабатывали раствором карбоната натри  (160 г/дм при заданном значении рН 8,5. Пульпу фильтровали , осадок промывали водой. П ром во да использовалась дл  приготовлени  раствора соды. В результате операции было получено: Карбонизированный кек 435 кг в пересчете на сухой раствор смеси хлоридов и сульфатов натри  1090 кг(у 1160 г/дм3). Раствор имел следующий состав, г/дм : свинец - 0,02, цинк - 0,008, кадмий - 0,01, медь - 0,01, мышь к - 0,002, сера сульфатна  - 23,94, хлор - 69,68. Извлечение из пылей в раствор хлора составило 99,8%, серы сульфатной 99,12%. Цветные металлы более чем на 99% извлекались в карбонатный кек.

Пример 2. Выщелачивание карбонатного кека и получение нитрата и трехосновного сульфата свинца.

425 кг (в пересчете на сухой) карбонатного кека, содержащего, мас.%: свинец 71,5, цинк 1,57, кадмий 0,17, медь 0,08, сурьма 0,5, железо 0,26, сера сульфатна  0,03, репульпировали в промводе от предыдущей операции промывки кека после выщелачивани , выщелачивали в азотной кислоте (у 1340 кг/м3).

В результате выщелачивани  получили раствор нитратов металлов 1571 кг(у 1334 кг/м следующего состава, г/дм : свинец 250,2, цинк 4,33, кадмий 0,6, медь 0,22, сурьма 0,005, хлор 0,53 и 29 кг (в пересчете на

сухой) кека следующего состава, мае. %: свинец 31,2, цинк 5,34, кадмий 0,09, медь 0,27, сурьма 7,34, железо 3,72, олово 8,92.

Извлечение в раствор составило, %: свинец 96,76, цинк 76,54, кадмий 96,34, медь

76,31, сурьма 0,15, железо 0,55, олово 0.

Полученный раствор упарили, выкристаллизовали из него при охлаждении 376 кг нитрата свинца, содержащего 99,8% основного вещества и соответствующего ГОСТ

4236-77 марке Его состав - в-таблице 3. Извлечение свинца в нитрат из раствора составило 79,86%, 20,14% нитрата свинца оставили в маточнике. Из маточника с помощью раствора сульфата натри  осадили

сернокислый свинец, который обработали едким натром и получили 71 кг трехосновного сульфата свинца - стабилизатора поливи- нилхлоридных пластикатов. Извлечение свинца в трехосновной сульфат из маточного раствора составило 98,18%. Трехосновный сульфат свинца соответствует ТУ-09-4098, его состав - в табл. 4.

Раствор после осаждени  сульфата свинца обработали содой, отделили выпавший осадок карбонатов цветных металлов, а раствор нитрата натри  упарили и получили 70 кг натриевой селитры, содержащей 99,5% основного вещества. В осадок карбонатов цветных металлов (15 кг) было

извлечено, счита  от раствора после выщелачивани  карбонатного кека, 0,0036% свинца, 98% цинка, 99% кадми , 98% меди.

ПримерЗ. Переработка раствора хлоридов после карбонизации.

В раствор после обработки пылей состава , указанного в примере 1, добавл ли маточник от предыдущей операции кристаллизации хлорида натри , затем хлористый

кальций. Образовавшуюс  пульпу нагревали до заданной температуры, доводили рН пульпы до заданного значени  гидрокси- дом кальци , затем, не отдел   осадок, добавл ли в пульпу раствор полисульфида 5 натри , перемешивали в течение часа, оса- док отфильтровывали, фильтрат упаривали из расчета на получение заданного мол рного отношени  хлорида кальци  к хлориду натри  в маточнике после кристаллизации 10 хлорида натри , упаренный раствор охлаждали до 25°С, отдел ли выпавшие кристаллы . Маточник возвращали на следующую операцию, а кристаллы хлорида натри  анализировали на содержание в них примесей 15 цветных металлов, Параметры, при которых проводились опыты, приведены в табл, 1,

Как следует из таблицы, минимальные содержани  примесей в хлориде натри  получаютс  при услови х, указанных в фор- 20 муле изобретени . В этих услови х получена проба хлорида натри , состав которой приведен в табл. 2. Хлорид натри  соответствует ГОСТ 13830-84, Ic, ТУ-6-13-10-77 и ОСТ 18-87-85.25

Преимущества предлагаемого способа перед прототипом состо т в том, что хлор переводитс  в высококачественный товарный продукт, отвечающий требовани м ГОСТа и ТУ за поваренную соль, а также тем, 30 что обеспечиваетс  комплексное извлечение всех компонентов пылей в товарные продукты высокой готовности гидрометаллургическими экологически чистыми методами , исключающими загр знение 35

окружающей среды свинцом и диоксидом серы.

Claims (2)

1.Способ переработки хлористых свинцовых пылей, включающий их обработку карбонатом щелочного металла, кристаллизацию и отделение твердых продуктов, отличающийс  тем, что, с целью повышени  комплексности использовани  ценных компонентов пылей и предотвращени  загр знени  окружающей среды свинцом и диоксидом серы, пыли обрабатывают раствором карбоната натри , остаток после обработки пылей выщелачивают азотной кислотой, раствор концентрируют и кристаллизуют из него нитрат свинца, а в раствор после обработки пылей карбонатом натри  добавл ют хлорид кальци , нагревают до температуры не ниже 90°С, довод т гидроксидом кальци  рН до 9,5-10,5, затем добавл ют в пульпу раствор полисульфида натри , перемешивают, осадок отфильтровывают , а раствор упаривают из расчета получени  в маточнике при кристаллизации хлорида натри  мол рного отношени  хлорида кальци  к хлориду натри  2,5-4,0, кристаллизуют хлорид натри , а маточник возвращают на стадию обработки раствора после карбонизации пылей.

2.Способ по п. 1,отличающийс  тем, что из маточника после кристаллизации нитрата свинца осаждают сульфат свинца, который обрабатывают гидроксидом натри  с превращением его в трехосновный сульфат свинца.

Получение хлорида натри 

10,0

10,0

9,5

9.0

10,5

I ..О

10,0

10.0

ю.о

10,0

Результаты анализа поваренной соли, полученной по предлагаемом/способу

:

сЛп

л,

о

в-в

7,5-Ю

-5

-40 ,12-10 1. 0,076-10 2, 0,25-10

Таблица 2

93,0 0,5 0,1 2,0

0,5

5,0

6,5-8,5

1-10

,-4

МО 2 -10

,-4

-40 ,2-10

-4

0,240

-4

0,01-10

-Ч2 «10

.-4

11

Состав нитрата свинца, полученного из хлористых пылей по предлагаемому способу

Состав трехосновного сульфата свинца, полученного из пылей по предлагаемому способу

1726543

12 Таблица 3

Таблица 4