Способ десорбции меди и цинка с катионитов — SU 1129257 (original) (raw)
СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК ТЕЛЬСТВ Н АВТОР 2 льский ной ме ллурк. 8)ция ви медис.76,1975,етал 7. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) (57) СПОСОБ ДьСОРБЦИИ МЕДИ И ЦИНКАС КАТИОНИТОВ слабокислотного типас одновременным электроосаждениемметалла на катоде в среде электролита, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения степениизвлечения металла в катодный осадов качестве исходного электролитаиспользуют раствор сернокислойсоли десорбируемого металла, причемсодержание металлов в растворе поддерживают в пределах 15-80 г/л длямеди и 45-90 г/л для цинка,1129257 1Изобретение относится к металлур 1гии цветных металлов, в частностик сорбционным процессам, и можетбыть использовано для получения металлов непосредственно из ионитов,в данном случае - катионитов слабокислотного типа.Известен способ десорбции металлов с ионитов, в том числе с катионитов слабокислотного типа, включающий обработку их растворами минеральных кислот, в частности серной, с последующим электролизомметалла из полученных сульфатныхэлюатов 13,Недостатками способа являютсяиспользование в качестве исходногопродукта серной кислоты, являющейсяагрессивным, токсичным и опаснымв обращении реагентом; необходимость получения элюатов как самостоятельных продуктов, связанная срасходом в каждом цикле десорбции:новых порций серной кислоты, чтоувеличивает объем циркулирующихв процессе водных потоков, а следавательно и технологического оборудования, и усложняет процесс.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сути и достигаемомурезультату является способ десорбции меди и цинка с катионитов слабокислотного типа с одновременнымэлектроосаждением металла на катоде в среде электролита 2 3Оциако используемая в качествеисходного продукта серная кислотаявляется агрессивным, токсичным иопасным в обращении реагентом;Кроме того, известный способ непозволяет полностью иэвлечь металл(в катодный осадок и одновременнообеспечить его товарное качествокатодного продукта,(катодный осадокдолжен быть плотным и без побочныхобразований - окислов,дендритов)Целью изобретения является повышение степени извлечения металла вкатодный осадок.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно способу десорбциимеди и цинка с катионитов слабокислотного типа с одновременным электроосаждением металла на катоде всреде электролита, в качестве исходного электролита используют растворсернокислой соли десорбируемого металла, причем содержание металловв растворе поддерживают в пределах15-80 г/л для меди и 45-90 г/л дляцинка.Способ осуществляется. следующимобразом.В однокамерный (бездиафрагменный)Электролизер заливают раствор сернокислой соли десорбируемого металла,вводят насыщенный катионит.Материазкатода значения не имеет, Обычно катод изготавливают из того же металла, товарный продукт которого необходимо получить на катоде. Аноддолжен быть нерастворимым (угольным,графитовым, свинцовым, платиновым5 и др.).При наложении на электролит постоянного электрического тока происходит перевод металла с ионита накатод. На аноде выделяется кислород.10 Во избежание застойных явленийосуществляют перемешивание ионита вобъеме электролита либо циркуляциюэлектролита через слой смолы.Степень извлечения десорбируемогометалла в катодный осадок определяется количеством пропущенного электричества всоответствии с закономФарадея. Скорость извлечения регулируется величиной пропускаемоготока. Дополнительными факторами воздействия на процесс являются соотношение объемов электролита и ионитаи концентрация металла в исходномэлектролите.По окончании процесса электродесорбции электролит выпускают из слояотрегенерированного катионита. Пос.ледний переключают на насыщение металла. Электролит с равновесным содержанием металла используют для30 электродесорбции с новых порций насыщенного катионита.П р и и е р 1. Электродесорбциямеди с катионита слабокислотноготипа.35 45 мл (объем наливной) кабоксильного катионита КБПв Со - формес содержанием меди на смоле 88,89 г/л(4 г Со д,) загружают в однокамерныйэлектролизер, содержащий 100 мл40 раствора сульфата меди. Концентрациямеди в исходном электролите 50 г/л,рН=3,4, Катод медный, анод свинцовый.Электрообработку ведут при силе тока1,44 А (катодная плотность тока45 к = 200 А/м ) и напряжении 4,б Вв течение 4 ч.,По окончании процесса продуктыэлектродесорбции (отрегенерированныйкатионит, электролит.и катод) отде 50 ляют друг от друг. Катод промывают,высушивают и взвешивают. По разности масс до и после электролизаопределяют привес катодаОтрегенерированный катионит отделяют наФильтре от электролита, промываютводой и подвергают контрольнойкислотной десорбции в 30-ной сернойкислоте. По результатам анализаконтрольного элюата судят об остаточной концентрации металла на от 0 регенерированной смоле, по результатам анализа электролита - о равновесной концентрации в нем меди.Результаты электродесорбции медис катионита КБПпо предлагаемому способу приведены в табл.1.Цинк Вод,Содержани аспределение,. Продукты с г еде 00,00 72,52 27,48 9,0 исход г ф ЭлектролитКБПв УИтого 4 е 37,50 лучено 61,64 7,Цинк катодны Электролит исходныйКБПв Сц- форме Электролит равновесный 100,00 КБПв Н форме 45,00 Извлечение меди с катионита в катодный осадок составляет (4,00- 0,04) : 4,00 х 100 = 99,00 при равновесной концентрации меди в электролите 28,10 г/л. При визуаль ном осмотре катодный осадок плотный . . розовый без побочных Образований,Привес катода 6,15 г, из которых .4,00-004=3,96 г за счет десорбированной меди и 2,19 г " за счет элект-З 5 ролита. Выход по току 90,06 (расчет по стандартной методике), что существенно превышает аналогичный, показатель для действующих предйриятий, использующих процесс. электроли эа меди из растворов с нерастворимым анодом (не более 85).1 Электролит с равновесной концентрацией металла используют для электродесорбции меди с новых. порций ; 45 насыщенного слабокислотного катионита с теми же технологическими показателями.П р и м е р 2. Электродесорбция цинка с катнонита слабокислотного типа.37,5 мл (объем наливной) карбоксильного катионита в Ло -форме с содержанием цинка 90,94 г/л (3,41 г Е ,) загружают в бездиафрагменный электролнзер, содержащий 100 мл раствора сульфата цинка.Концентрация цинка в исходном элейтцьлите 90 г/л, рН = 3,80.Катод медной, анод платиновый. Электрообработку ведут прн силе тока 2,7 А Оф 450 А/м)и напряжении 4 В в течение 2,58 ч.Обработку продуктов электродесорбции осуществляют по методике примера 1.Результаты электродесорбции цинка приведены в таб.2.1129257 Продолжение табл. Выход Продукты Цинк Распределение, % Содержание г/л абс.,г,36,26 45,00 4,50 37,50 1,87 КБПв Н+-ФормеИтого 0,57 0,07 98, 47. 12, 22 Т а б л и ц а 3 Выход,млМедь Продукты Содержание Распределение,60,0 15,83 1,14 0,95 35,0 0,04 7,91 Электролит равновесный 100,00 Извлечение цинка с катионита в катодный осадок составляет: (3,41-0,07): 3,41 х 100=97,95 при равновесной концеитрации цинка в электролите 45,00 г/л. Качество ка тодного продукта нормальное - без дендритов,Привес катода 7,65 г, из которых 3,41 - 0,07 = 3,34 г - за счет десорбированного цинка и 4,31 г - за счет 75 электролита. Выход по току 90.Электролит с равновесной концентрацией металла используют для десорбции цинка с новых порций насыценного слабокислотного катионита с теми же технологическими показателями. КБП-.2 в Сц+ -форме Медь катоднаяЭлектролит равновесныйКБПв Н в форИтого П р и м е р 3. Электродесорбция меди с катионита слабокислотного типа.35 мл (объем наливной) карбоксильного катионита КБПв Со -форме с содержанием меди на смоле 88,89 г/л (3,11 г Са ) загружают в однокамер- ный злектролизер, содержащйй 60 мл раствора сульфата меди. Концентрация меди в исходном электролите 80 г/л, рН = 3,35. Катод медный, анод - платиновая спиральЭлектрообработку ведут при силе тока 1,44 А и напряжении 4,1 В в течение 4,5 ч.Обработку продуктов опыта осуществляют по методике примера 1.Результаты электродесорбции меди приведены в таб.3.Заказ 9308/21 Тираж 602ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений,и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб д.4/5 филиал ППП Патентф, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Извлечение меди с катионита в катодный осадок составляет (3,11- 0,04) : 3,11 х 100 = 98,71 прн равновесной концентрации меди в электролите 15 г/л, По результатам визуального осмотра, катодный осадок плОтный розовый,побочных образований нет.Привес катода 6,92 г, иэ которых 3,11-.0,04=3,07 г - эа счет десорби. рованнбй меди и .3,85 г - эа счет 1 электролита. Выход по току 90,10 (расчет по стандартной методике).Предлагаемый способ десорбциимеди и цинка со слабокислотных катионитов обеспечивает по сравнению с 5 прототипом практически полное извлечение металла в катодный продукт при одновременном обеспечении его товарного качества; максимальный выход по току в течение. всего про цесса.