Распределение осмия в сернокислотном переделе медно-никелевого производства и возможности его извлечения.
В. Ш. Баркан, Е. В. Попков, В. М. Косовер, М. Д. Остроброд "Цветная металлы", № 10, 25 - 27, 1976 г.
В работе [1 ] изучено распределение осмия по продуктам сернокислотного передела при производстве меди из сульфидных медных руд. Осмий был обнаружен как в промывной кислоте, так и в сернокислотных шламах.
При переработке сульфидных медно-никелевых руд осмий отгоняется главным образом при обжиге никелевого концентрата флотации файнштейна в печах КС и в меньшей степени при конвертировании на файнштейн [2].
В настоящей работе изучали распределение осмия в сернокислотном переделе медно-никелевого производства.
Сернокислотный цех (СКЦ) работает по стандартной контактной схеме (рис. 1) и включает промывное отделение для специальной очистки газов.
Обследование СКЦ производили путем отбора всех жидких и твердых продуктов с последующим анализом на осмий. Все твердые продукты перед анализом отмывали в воде при 80о С в течение 2 ч от серной кислоты и водорастворимых сульфатов; при этом в раствор переходило не более 1—3% Os.
Результаты анализов показали, что осмий обнаружен во всех продуктах сернокислотного цеха, включая моногидрат — готовую продукцию. Это свидетельствует о том, что промывное отделение СКД не обеспечивает полноты улавливания осмия из тазов. Наибольшая концентрация осмия наблюдается в отмытых шламах камеры смешивания (0,05—0,12%) и в пылях газоходов перед камерой смешивания (0,1—0,2%), осмий также обнаружен в селенистых шламах промывного отделения СКЦ (0,02—0,07%). Обращает на себя внимание, что указанные продукты весьма обогащены по селену и после водной репульпации содержат от 20 до 80% Se. Значительное содержание осмия обнаружено в растворах сернокислотного цеха (от 0,3 до 9 мг/л).
Распределение осмия между продуктами СКЦ характеризуется следующими данными, %: извлечение в промывную кислоту ~40; в шламы ~20; в продукционную кислоту ~40.
Для изучения причин неполного улавливания осмия растворами промывной серной кислоты были проведены лабораторные опыты по отгонке OsO4 с поглощением последовательно в трех барботерах. В первые два заливали раствор серной кислоты, в третий — 10%-ный раствор едкого натра для доулавливания осмия. Поглотители термостатировались. Контроль за поведением осмия осуществляли по радиоактивному изотопу 191Os с помощью пересчетной установки ПС-02-08 с кристаллом Nal и фотоумножителем ФЭУ-19М.
Результаты экспериментов (рис. 2) свидетельствуют о том, что серная кислота (300 г/л), насыщенная сернистым газом, является недостаточно эффективным поглотителем осмия; чем выше концентрация H2SO4 и температура, тем больше «проскок», а пропускание через поглотители воздуха сопровождается улетучиваем части уже поглощенного осмия. Соответственно, чем беднее по осмию исходные газы, тем хуже должно быть его поглощение. Поглощение осмия из богатых газов от обжига никелевых шламов в системе пяти барботеров, заполненных водой, позволило авторам работы [3] зафиксировать полное поглощение осмия.
Введение восстановителей и комплексующих добавок (Sn Cl2, тиомочевина), применяемых в аналитической практике, позволяет повысить поглощение осмия. Поскольку способы извлечения осмия из сернокислых растворов известны, нами были изучены пути извлечения осмия из селенистых шламов. Для извлечения селена из богатых шламов сернокислотного производства наиболее эффективны гидрометаллургический селенидный, сульфидный и сульфитный методы [5]. С учетом установленного Т. Н. Грейвер и И. Г. Зайцевой влияния форм селена в растворах халькогенидов (наличие или отсутствие ненасыщенных селеном и серой форм) на растворимость серебра, золота и меди [6] в данной работе изучали влияние этого фактора на растворимость осмия.
Для получения насыщенных форм в первом и втором случае принимался теоретически необходимый расход реагентов, для получения ненасыщенных форм вводился избыток реагентов. Переработка селенистых шламов и пылей селенидным методом состояла в растворении селена в щелочном растворе (50— 60 г/л NaOH) с образованием селенида натрия в присутствии восстановителя — алюминиевого порошка, фильтрации и аэрации полученного раствора, сопровождающейся выпадением серного кристаллического селена. При переработке шламов и пылей сульфидным методом их выщелачивали раствором сульфида натрия. Выделение селена из раствора также проводили аэрацией. По третьему способу исходные продукты выщелачивали растворами сульфита натрия (200 г/л; 100о С; т=4 ч). После фильтрации селен выделяли подкислением раствора серной кислотой.
Результаты опытов (см. таблицу) показывают, что основная часть осмия концентрируется в нерастворимом остатке, независимо от способа переработки шлама. При переработке селенистых продуктов селенидным и сульфидным методами замечено, что некоторая часть осмия переходит в раствор, причем степень его перехода зависит от формы селена в растворе. Наименьший переход осмия в раствор наблюдается в насыщенном селеном тетраселенидном и сульфодиселенидном растворах. Таким образом, во избежание потерь осмия с раствором необходимо процесс выщелачивания вести с получением насыщенных форм селенидов и сульфоселенидов, т. е. без избытка реагентов.
При переработке шламов и пылей раствором сульфита натрия потери осмия с растворами не наблюдаются.
Полупромышленная проверка переработки селенистых сернокислотных шламов и пылей сульфитным методом полностью подтвердила данные лабораторных исследований.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Нагибин В. Д., Калинин С. К., Меклер Л. И. и др. — «Вестник АН Каз. ССР», 1974, № 7, с. 53 — 55.
2. Грейвер Т. Н., Косовер В. М., Баркан В. Ш., Попков Н. В. — «Цветные металлы», 1976, № 3, с. 14 — 16.
3. Ладыго А. С, Борбат В. Ф., Орлов А. М., Синидын Н. М. — В кн.: Анализ и технология благородных металлов. М., «Металлургия», 1971, с. 399 — 404.
4. Алексеева Р. К., Хатеева Т. Г. — «Цветные металлы», 1972, № 12, с. 61—62.
5. Основы металлургии. Под ред. Н. С. Грейвера. Т. IV (глава «Селен и теллур»), М., «Металлургия», 1967, с. 493 — 536.
6. Грейвер Т. Н., Зайцева И. Г. - ЖПХ, 1971, т. 446., вып. 8, с. 1689-169
|