Чистота растворов имеет важное значение для всего гидрометаллургического процесса. При работе завода на чистых растворах уменьшается расход электроэнергии на тонну цинка, увеличивается производительность оборудования, улучшаются процессы отстаивания и фильтрации, снижается себестоимость продукции.
Присутствующие в растворах примеси в зависимости от способа очистки от них можно разделить на следующие группы:
1) железо, алюминий, медь, мышьяк, сурьма, германий, индий, галлий, кремнезем;
2) медь, кадмий, кобальт, таллий;
3) кобальт, хлор, фтор;
4) калий, натрий, магний, марганец.
Примеси первой группы удаляются из раствора посредством гидролиза, соосаждения, адсорбции и коагуляции. Очистка от примесей второй группы основана на процессе электрохимического вытеснения более отрицательными металлами. Для третьей группы примесей используются методы химической очистки с образованием соединений, не растворимых в водных растворах. Примеси четвертой группы накапливаются в растворах и от них освобождаются только путем вывода части раствора из производственного цикла.
Из изложенного видно, что медь и кобальт можно удалить из раствора различными способами.
Гидролитическая очистка
В понятие —гидролитическая» очистка входят методы очистки, основанные на гидролизе и осаждении примесей при повышении pH пульпы.
Гидролитическая очистка обычно совмещается с выщелачиванием огарка и протекает в процессе нейтрализации кислоты. Этим методом удаляются примеси, которые осаждаются из раствора при меньших значениях pH, чем для гидроокиси цинка.
Осаждение гидроокисей происходит при определенном pH, которое в свою очередь зависит от концентрации катиона в растворе, от температуры и ионной силы раствора. Наиболее полные исследования гидролиза солей тяжелых металлов проведены Б. В. Громовым, В своей работе он приводит ряд осаждения гидроокисей (табл. 17) Влияние концентрации металла на pH осаждения его гидроокиси показано на рис. 44.
Как видно из приведенных данных, нейтральные пульпы при содержании цинка 100—120 г/л имеют pH = 5,6/5,5, при которой железо, алюминий, медь и другие металлы, имеющие pH осаждения менее 5,6, выпадают из раствора.
Железо находится в кислом растворе в форме сульфата закиси FeSO4 и сульфата окиси Fe2(SO4)3. Концентрация трехвалентного железа ввиду присутствия восстановителей в кислой пульпе всегда меньше, чем двухвалентного. Соединения железа гидрализуют по реакциям
Гидрат закиси железа быстро окисляется, при содержании в растворе свободного кислорода до гидрата окиси
4Fe (OH)2 + O2 + 2Н2О = 4Fe (OH)3.
В действительности в условиях выщелачивания огарка происходит осаждение основных сульфатов железа, так как гидроокиси в чистом виде осаждаются лишь из очень разбавленных растворов. Двухвалентное железо в условиях нейтрального выщелачивания гидролизует в незначительной степени. Для полноты осаждения железа необходимо перевести его в окисную форму.
Окисление железа производится тремя методами, марганцевой рудой, кислородом воздуха и соединениями меди.
Пиролюзит, содержащийся в марганцевой руде, окисляет железо в кислой среде по реакции
2FeSО4 + MnO2 + 2H2SО4 = Fe2 (SO4)3 + MnSO4 + 2Н2О.
Некоторые заводы для окисления небольших количеств железа пользуются перманганатом калия Окисление протекает по уравнению
10FeSO4 + 2КМnO4 + 8H2SO4 = 5Fe2(SO4)3 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8Н2O.
- Выщелачивание цинка
- Транспортирование и подготовка огарка цинка
- Рафинирование цинка
- Получение цинка в шахтной печи
- Электротермический способ получения цинка
- Дистилляция цинка в вертикальных ретортах
- Получение цинка в горизонтальных ретортах
- Теоретические основы пирометаллургии цинка
- Пирометаллургия цинка
- Пути дальнейшей интенсификации процесса обжига цинка
Источник: metal-archive.ru
Очистка воды от сульфатов
Сульфаты являются одним из трех основных анионов солевого состава воды, то есть превышение их содержания происходит одновременно с повышением общей жесткости и общего солесодержания. Исходя из этого, очистка воды от сульфатов выполняется в рамках комплексной задачи по опреснению воды.
Опреснение воды (до 1000 мг/л по нормам СанПиН) необходимо как для домашнего использования, так и в промышленности, так как избыток солей наносит вред здоровью и способствует быстрым поломкам оборудования и коммуникаций путем образования твердой сульфатной накипи.
Методы очистки воды от сульфатов
Существует 2 метода очистки воды от сульфатов:
- Обратным осмосом (или нанофильтрация)
- Ионным обменом с использованием анионитов (анионообменных смол)
Каждый из этих способов обладает своими преимуществами, рассмотрим их подробнее.
Очистка воды от сульфатов методом ионного обмена
Очистка воды от сульфатов методом ионного обмена заключается в прохождении воды через анионообменные смолы сильного основания (аниониты). Аниониты извлекают из воды анионы соединений, характеризующиеся относительным родством в отношении удаляемых ионов по следующему ряду: ОН < F < H2PO4 < HCO3 < Cl < NO3 < H2SO4. То есть реакция возможна, если аниониты в воде будут стоять в этом ряду перед (левее) анионами, находящимися на смоле.
К недостаткам данного метода относят:
- Необходимость повышенного контроля в связи с возможностью выброса сульфатов в очищенную воду, что происходит за счет перенасыщения фильтрата.
- Требуется строгий контроль качества исходной и очищенной воды.
- Применение только на производстве.
Обработка минеральных вод раствором серебра.
На одном из нарзанных заводов применяется другой эффективный метод — обеззараживание нарзана раствором серебра. Из буровых скважин или из запасных резервуаров нарзан поступает самотеком по нарзанопроводу к центробежному насосу и нагнетается им в сборник емкостью 15 м 3 ; предварительно нарзан фильтруется через керамические фильтры для освобождения от гидроокиси и других взвешенных частиц.
Рис. 76. Автоматическая установка для дозирования сернокислого серебра в нарзан: 1-воронка; 2 и 4 — запорные вентили; 3 и 5 — бачки; 6 — электродвигатель; 7 — центробежный насос; 8 — линия блокировки уровнемера; 9 — линия блокировки соленоидного вентиля; 10 — соленоидный вентиль; 11 — сборник для нарзана.
Эта установка состоит из двух цилиндрических бачков 3 и 5 разных размеров; один бачок имеет диаметр 240 мм и высоту 300 мм (емкость его 13,5 л); другой бачок меньшего разме-
pa имеет диаметр 80 мм и высоту 130 мм (емкость его 0,65 л). Бачки соединены между собой резиновой трубкой диаметром 10 мм и вентилем 4. Бачки и вентили изготовлены из органического стекла. К нижней части бачка 5 резиновой трубкой присоединен соленоидный вентиль, изготовленный из нержавеющей стали; через этот вентиль раствор сернокислого серебра в виде капель поступает в сборник нарзана. В бачке 5 поддерживается постоянный уровень раствора сернокислого серебра; благодаря этому соленоидным вентилем можно регулировать поступление необходимой дозы сернокислого серебра в сборник, в который подается постоянное количество нарзана в единицу времени.
Сборник снабжен уровнемером, сблокированным с электродвигателем насоса, что обеспечивает в нужное время автоматическое включение или выключение электродвигателя центробежного насоса. Соленоидный вентиль также сблокирован с электродвигателем; поэтому при пуске или остановке последнего соответственно поступает или прекращается подача сернокислого серебра в сборник. Для проверки дозировки серебра автоматом пробы нарзана из сборника и готовой продукции из бутылок подвергают анализу.
Источник: www.comodity.ru