SU312886A1

SU312886A1 - METHOD OF DEPOSITION OF METALS FROM SOLUTIONS OF SALTS OF METALS BY CEMENTATION BY METAL POWDER

Info

Publication number: SU312886A1
Application number: SU1177255A
Authority: SU
Inventors: Пауль Кёрлин Зигфрид Либшер Вернер Тринкс Романн Паудерт; Демократическа Республика Германска
Original assignee: Иностранное предпри тие; Дойче Академи дер Виссеншафтен Берлин; Демократическа Республика Германска

Description

Изобретение относитс к гидрометаллургическим впособам осаждени металлов из растворов , в частности к способам глубокой очистки растворов от металлических примесей цементацией металлическим порошком.The invention relates to hydrometallurgical methods for the precipitation of metals from solutions, in particular, to methods for the deep cleaning of solutions from metal impurities by cementation with metal powder.

По известному способу осаждени металлов цементацией при перемешивании используют порошок цементирующего металла с размером частиц в несколько дес тков или сотен микрон.According to a known method of metal deposition by cementation with stirring, a powder of a cementing metal with a particle size of several tens or hundreds of microns is used.

Недостаток такого способа состоит в большом расходе порошка, значительна часть которого остаетс неиспользованной и переходит в твердый осадок цементируемого металла даже при повышенной температуре процесса .The disadvantage of this method is the high consumption of powder, a significant part of which remains unused and goes into solid sediment of cemented metal even at elevated process temperatures.

Кроме того, недостатками известного способа вл ютс больша продолжительность процесса, увеличение затрат на достижение глубокой очистки, а также технологическа трудность последующего использовани полученного осадка металлов, так как он в больших количествах содержит порошок непрореагировавшего цементирующего металла. Эти недостатки не устран ютс даже в том случае , когда цементацию провод т в шаровых мельницах, заполненных шариками цементирующего металла.In addition, the disadvantages of this method are the long duration of the process, the increase in the cost of achieving deep cleaning, as well as the technological difficulty of the subsequent use of the resulting metal precipitate, as it contains large amounts of unreacted cementing metal powder. These disadvantages are not eliminated even when cementation is carried out in ball mills filled with balls of cementing metal.

рошком, который перед подачей в раствор дополнительно размалывают до размера частиц менее 150 ммк. При дополнительном размалывании поршн The powder, which is additionally ground to a particle size of less than 150 microns before being fed into the solution. With additional grinding piston

цементирующего металла, которое осуществл ют в вибрационных или струйных мельницах в атмосфере инертного газа, получаетс вещество с большой удельной поверхностью и значительными нарушени ми кристаллическойcementing metal, which is carried out in vibratory or jet mills in an inert gas atmosphere, produces a substance with a large specific surface and significant disruption of the crystalline

решетки. При воздействии такого порошка па очищаемый раствор происходит благопри тное изменение электрохимического потенциала цементирующего металла в сравнении с его обычным значением. В качестве цементирующего металла можно использовать .металл, который содержитс в растворе как основна его составл юща , но примен ть любой другой металл, пригодный дл осаждени , на основании его положени в р де напр жений металлов.lattice. Under the influence of such a powder on the cleaned solution, a favorable change occurs in the electrochemical potential of the cementing metal in comparison with its usual value. As a cementing metal, it is possible to use a metal that is contained in a solution as its main constituent, but to use any other metal suitable for deposition, based on its position in a series of metal stresses.

При дополнительном длительном размалывании порошка цементирующего металла в вибрационной мельнице перед цементацией может происходить агломераци тонкоизмельченных частиц металла, что отрицательно вли ет на процесс последующего осаждени или очистки раствора. Эта агло.мераци предотвращаетс , если дополнительное размалывание проводить в присутствии твердой соли,With additional long-term grinding of the powder of the cementing metal in a vibratory mill, prior to cementation, agglomeration of finely divided metal particles may occur, which adversely affects the subsequent sedimentation or purification process. This agglomeration is prevented if additional grinding is carried out in the presence of a solid salt,

обрабатываемый раствор и становитс его компонентом. Удобнее всего использовать соль, катион которой представл ет собой цементирующий металл, а ее анион согласуетс с анионом перерабатываемого раствора. Например , при очистке сульфатного цинкового раствора целесообразно использовать цинковый порошок и твердый сульфат цинка.processed solution and becomes its component. It is most convenient to use a salt, the cation of which is a cementing metal, and its anion is consistent with the anion of the solution being processed. For example, when cleaning sulphate zinc solution, it is advisable to use zinc powder and solid zinc sulphate.

Кроме того, при помощи твердой соли можно пе только предотвратить агломерацию, но еще больше уменьшить количество расходуемого цементирующего металла, а также снизить продолжительность процесса.In addition, with the help of solid salt, one can not only prevent agglomeration, but further reduce the amount of cement used, as well as reduce the duration of the process.

Пример 1. При температуре 70°С и перемещивании очищают раствор, содержапдий (в г/л): 150 цинка; 0,29 кадми и 0,1 меди. Дл очистки используют цинковый порошок, предварительно размолотый в вибромельпице в среде инертного газа в течение 60 мин. При п тикратном изб-ытке порошка через 1 час цементации очищенный раствор содержит менее 0,1 мг1л кадми , а в осадке находитс 53% (по массе) цинка. Если размалывание порошка в вибромельнице- проводить в течение более 1 час, то результаты получаютс хуже даже в сравнении с теми, которые имеют место при продолжительности дополнительного размалывани менее 1 час, так как происходит агломераци . Если использовать порошок без дополнительного из1мельчени , то в соответствующих услови х концентраци-и кадми в растворе лишь немногим ниже 20 .Example 1. At a temperature of 70 ° C and moving the solution is cleaned, containing (in g / l): 150 zinc; 0.29 cadmium and 0.1 copper. For cleaning use zinc powder, pre-ground in a vibromelpice in inert gas for 60 minutes. For a five-fold powder powder test after 1 hour of carburization, the purified solution contains less than 0.1 mg / l of cadmium, and 53% (by weight) of zinc is in the sediment. If the grinding of the powder in a vibrating mill is carried out for more than 1 hour, the results are worse even in comparison with those that take place with the duration of additional grinding less than 1 hour, since agglomeration occurs. If powder is used without further grinding, then under appropriate conditions, concentration and cadmium in solution are only slightly below 20.

Пример 2. Очистку раствора того же состава и в тех же услови х, что и в примере 1, ведут порошком цинка, предварительное размалывание которого в течение 1 час также осуодаствл ют в вибромельнице в среде инертного газа, но в присутствии твердого сульфата цинка. Наилучшие результаты получают, когда цинковый порошок и твердую цинковую соль берут в пропорции 1:0,25 соответственно. В этом случае через 40 мин цементации раствор содерлсит менее ОД мг1л кадми . В осадке содержание цинка при этом составл ет 48% (по массе).Example 2. Purification of a solution of the same composition and under the same conditions as in Example 1 is carried out with zinc powder, the preliminary grinding of which for 1 hour is also carried out in a vibrating mill in inert gas, but in the presence of solid zinc sulfate. The best results are obtained when zinc powder and solid zinc salt are taken in a ratio of 1: 0.25, respectively. In this case, after 40 minutes of cementation, the solution contains less than OD mg1l cadmium. The zinc content in this case is 48% (by weight).

Если отношение цинка к его соли при дополнительном размалывании 1:0,73 и менее, то результаты последующего осаждени кадми худшие, чем при использовании порошка без дополнительного размалывани .If the ratio of zinc to its salt with additional grinding is 1: 0.73 or less, then the results of subsequent precipitation with cadmium are worse than using powder without additional grinding.

Растворы солей металлов и предварительно размолотый до размера частиц менее 150 ммк металлический порошок, вз тые в определенных пропорци х, молсно непрерывно пропускать через реакционную зону, футерованную цементирующим металлом и содержащую шарики из цементирующего металла, осуществл перемещивание реагирующих фаз посредством виброколебаний, приложенных к стенкам этой реакционной зоны.Solutions of metal salts and pre-ground to a particle size of less than 150 mm metal powder, taken in certain proportions, should be continuously passed through the reaction zone lined with a cementing metal and containing balls of cementing metal by moving the reacting phases by means of oscillations applied to the walls of this reaction zone.

В качестве последней, например, может служить вибромельница, снабженна приспособлени ми дл регулируемых подачи исходных веществ и отвода конечных продуктов процесса , а также дл удалени выдел юнщхс газов . В этом случае сокращаетс продолжительность и снижаетс требуема температура процесса, а также резко уменьшаетс содержание цементирующего металла в осадке,As the latter, for example, a vibrating mill can be used, equipped with devices for controlled supply of raw materials and removal of the final products of the process, as well as for removal of liberated gases. In this case, the duration is reduced and the required process temperature decreases, and the content of the cementing metal in the sediment decreases dramatically,

причем в таком варианте осуществлени способа предварительное размалывание порошка может быть выполнено не только в вибромельнице , а и любым другим известным способом. Пример 3. Из раствора, указанного вmoreover, in such an embodiment of the method, the preliminary grinding of the powder can be performed not only in the vibrating mill, but also in any other known manner. Example 3. From the solution indicated in

примере 1, осаждают кадмий (и медь) цинковым порошком с размером частиц меньше 150 ммк при комнатной температуре. В качестве реакционной зоны используют вибромельницу , футерованную цинковым листом и частично заполненную цинковыми шариками диаметром 13 мм. К исходному раствору, который подают в мельницу непрерывно, посто нно добавл ю-т двухкратное по стехиометрии количество указанного порошка. Скоростьexample 1, precipitated cadmium (and copper) zinc powder with a particle size less than 150 mmk at room temperature. A vibrating mill lined with a zinc sheet and partially filled with zinc balls 13 mm in diameter is used as the reaction zone. To the initial solution, which is fed into the mill continuously, is constantly added with a quantity of the specified powder, twice in stoichiometry. Speed

прохождени раствора через реакционную зону соответствует его среднему времени пребывани в ней в течение 10 мин. Выдел ющийс водород непрерывно удал ют через газоотвод. Обработанный раствор и осадок отвод т совместно И непрерывно.passage of the solution through the reaction zone corresponds to its average residence time in it for 10 minutes. The released hydrogen is continuously removed through the gas outlet. The treated solution and precipitate are withdrawn together and continuously.

В этих услови х конечный раствор содержит лишь до 0,05 мг1л кадми . Содержание цинка в осадке ниже 16% (iio массе). Если предварительно размолотый цинковый порошок вUnder these conditions, the final solution contains only up to 0.05 mg1l cadmium. The zinc content in the sediment is below 16% (iio mass). If pre-ground zinc powder is

мельницу не добавл ть, то такие высокие результаты не достигаютс и концентраци кад . ми в конечном растворе не уменьшаетс ниже около 10 мг1л. Пример 4. Из раствора с концентрациейthe mill does not add, such high results are not achieved and the concentration of cad. M in the final solution does not decrease below about 10 mg1l. Example 4. From solution with concentration

серебра 47 мг1л и серной кислоты 14 г/л цементацию ведут трехкратным по стехиометрии количеством цинкового порошка с размерами частиц тоньше 150 ммк, сохран все прочие услови такими же, как в примере 3. В конечном растворе концентраци серебра составл ет 0,12 мг1л по сравнению с почти 20 мг1л, если осаждение вести известным способом з течение 1 час при температуре 60-70°С.silver 47 mgl and sulfuric acid 14 g / l, cementation is carried out by stoichiometry three times the amount of zinc powder with a particle size of less than 150 microns, keeping all other conditions the same as in example 3. In the final solution, the silver concentration is 0.12 mg1 l compared to with almost 20 mg1l, if the precipitation is carried out in a known manner for 1 hour at a temperature of 60-70 ° C.

Предмет изобретени Subject invention

Claims

1. Method of deposition of metals from metal salt solutions by metal cementation

powder with stirring, characterized in that, in order to reduce the consumption of the cementing metal while simultaneously increasing the speed and degree of precipitation, the cementation is carried out with a metal powder, which is additionally ground to a particle size less than 150 mmk before being fed into the solution.

2. A method according to claim 1, characterized in that, in order to prevent agglomeration of particles

metal powder, additional grinding of the powder is carried out in the presence of a solid salt, which in the process of subsequent cementation goes into the treated solution. five

3. The method according to claim 1, characterized in that, in order to intensify and continuity of the cementation process, as well as to reduce its temperature and the content of the cementing metal in the sediment, the cementation is additionally ground by 6-6 powdered vibrations applied to the lined cementitious metal walls reaction zone, partially filled with itals from the same metal.