Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Очистка нейтрального раствора сульфата цинка от примесей

31.01.2020

Примеси меди, кобальта, железа, мышьяка и сурьмы даже при небольшом содержании их в электролите значительно понижают выход по току. В присутствии некоторых ионов, например сурьмы и кобальта, образуются неровные и неплотные катодные осадки, при последующей плавке которых в результате окисления теряется много цинка. Все перечисленные металлы часто встречаются в цинковых концентратах, а при выщелачивании в той или иной степени переходят в раствор. Примерные данные о составе неочищенных нейтральных растворов и современных требованиях, предъявляемых к ним при электролизе, приведены в табл. 34.
Очистка нейтрального раствора сульфата цинка от примесей

Очистка нейтрального раствора перед электролизом чаще всего необходима для удаления меди и кадмия, очистка от кобальта и хлора нужна не всегда. Кобальт и хлор выделяют из части электролита (временно выводимой из циркуляции) для того, чтобы приостановить накопление их в растворе.

Очистка раствора от меди и кадмия основана на реакциях вытеснения их цинком, в результате чего медь и кадмий выпадают из раствора в элементарном состоянии:

Cu2+ + Zn = Zn2+ + Cu;

Cd2+ + Zn = Zn2+ + Cd.


Эти реакции протекают на поверхности вводимого в раствор цинка, скорость их зависит от величины поверхности последнего. Для ускорения очистки цинк применяют в виде порошка (цинковой пыли).

Расход цинковой пыли на осаждение меди и кадмия превышает стехиометрический, потому что часть цинка растворяется за счет восстановления водородных ионов. Кроме того, осадки меди и кадмия, образующиеся на поверхности частиц цинковой пыли, препятствуют полному ее использованию.

Полнота осаждения меди и кадмия является результатом двух взаимно противоположных процессов. Наряду с осаждением протекают процессы растворения образовавшихся осадкоз под действием кислорода воздуха, имеющегося в растворе:

Me + 2Н+ + О = Me2+ + H2O.


Скорость осаждения по мере накопления осадка на поверхности цинка понижается, а скорость растворения возрастает. При повышении температуры увеличивается полнота очистки, так как при этом возрастает скорость осаждения и уменьшается растворимость кислорода. Очистка в два приема с отфильтрованием осадка, полученного при первом осаждении, увеличивает полноту удаления меди и кадмия. Медь осаждается прежде кадмия, так как она может осаждаться и кадмием:

Cu2+ + Cd = Cu + Cd2 +.


В производстве не всегда используют очередность осаждения меди и кадмия, часто выпавшие осадки отфильтровывают совместно.

Медно-кадмиевый кек состоит из элементарных частиц меди и кадмия, избытка цинковой пыли и твердых частиц пустой породы, ранее вынесенных нейтральным раствором из сгустителя.

Состав медно-кадмиевого кека, %:

Медно-кадмиевый кек — ценное сырье для производства кадмия; попутно из него извлекают медь в виде медного купороса. В медно-кадмиевых кеках обычно концентрируются редкие металлы — таллий и индий.

На цинковых заводах очистку растворов от меди и кадмия проводят в чанах с лопастными мешалками емкостью 35—45 м3. Чан заполняют нейтральным раствором, поступающим из сгустителей нейтральной ветви; после добавления цинковой пыли раствор перемешивают в течение 40—50 мин., затем выпавший осадок отфильтровывают на фильтрпрессах (рис. 132). Подогрев раствора при очистке дорог, поэтому осаждение обычно проводят при той температуре, с которой раствор вышел из сгустителя, т. е. при 38—40°.

Фильтрпрессами называют такие фильтры, в которые фильтруемая пульпа подается под давлением, что повышает скорость фильтрования. Фильтрпресс — аппарат периодического действия, требующий ручной разборки для выгрузки накопленного в нем кека, поэтому применение фильтрпрессов выгодно только при отделении небольших количеств твердого вещества от значительных объемов жидкости, т. е. для пульп с высоким отношением ж:т. Основными деталями фильтрпресса являются рамы и плиты. Плита представляет собой прямоугольную пластину из дерева, металла или керамики толщиной 20— 50 мм, на поверхности которой сделаны параллельные друг другу канавки, объединенные желобками на концах. Габаритные размеры рам те же, что и плит. В одной из боковых стенок плиты сделано отверстие и установлен кран для слива фильтрата. В верхних частях рам и плит имеются по 2—4 круглых отверстия; в рамах эти отверстия сообщаются с внутренним пространством. Рамы и плиты, чередуясь между собой, устанавливаются на станине, при этом между каждой рамой и плитой прокладывают салфетку из фильтровальной ткани. Круглые отверстия при установке совпадают друг с другом, образуя цилиндрический канал; соответствующие отверстия прорезываются и в салфетках. Комплект рам и плит из 10—60 деталей каждого вида стягивают на станине винтовым или гидравлическим зажимом. Фильтруемая пульпа подается насосом под давлением 1,5—4 ат в цилиндрические каналы, образованные круглыми отверстиями, пульпа проходит внутрь рам, где оказывается в узком пространстве, ограниченном двумя параллельными салфетками; раствор, проникая через поры салфеток, по канавкам в поверхностях плит отводится краном и вытекает из фильтра в сборный желоб. После заполнения рам кеком фильтр разбирают и кек выгружают.

Очистка растворов от кобальта основана на образовании осадка при добавлении ксантогената калия и медного купороса. Содержание кобальта в растворе легко снижается до 4 мг/л. Кобальтовый кек, содержащий около 4% Co, можно использовать для получения кобальта.

Очистка растворов от хлора производится по мере его накопления в циркулирующих растворах до содержания выше 100—150 мг/л. Источником загрязнения растворов хлором может быть водопроводная вода или содержащие хлор оборотные материалы.

Ионы хлора при электролизе вызывают усиленную коррозию свинцовых анодов, загрязняя катодный осадок свинцом, а также неровное его отложение. Присутствием хлора объясняется и быстрое разрушение холодильников.

Способы очистки растворов от хлора основаны на осаждении труднорастворимых хлоридов меди, серебра или ртути. Чаще применяется «медная» очистка, реагентом для нее служит свежеосажденная цементная медь.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: