способ очистки раствора сульфата цинка от кадмия

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРА СУЛЬФАТА ЦИНКА ОТ КАДМИЯ, включающий сорбцию его на активированном угле, модифицированном диэтилдитиокарбаматом цинка, отличающийся тем, что процесс ведут в динамическом режиме при скорости пропускания раствора 0,1 0,5 м³/(м² ч).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической промышленности и цветной металлургии и может быть использовано, в частности, в производстве химических реактивов и особо чистых химических веществ.

Изобретение направлено на решение задачи, заключающейся в очистке раствора сульфата цинка от примеси кадмия.

Известен способ очистки раствора сульфата цинка от примеси кадмия путем цементации при введении в раствор цинкового порошка. В очищенном таким способом растворе сульфата цинка с концентрацией 290 г/дм³ содержание кадмия не достигается ниже 0,017 г/дм³ при его концентрации в неочищенном растворе 0,215 г/дм³ [1]

Для глубокой очистки растворов до содержания кадмия менее 0,001 г/дм³ используют различие в растворимости соединений цинка и кадмия. Однако, из-за близких значений произведения растворимости гидроксидов и сульфидов цинка и кадмия эффективность очистки раствора сульфата цинка от примеси кадмия методом соосаждения с гидроксидом и сульфидом цинка незначительна.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ очистки раствора сульфата цинка от примесей металлов путем адсорбции на активированном угле, модифицированном диэтилдитиокарбаматом цинка. Процесс осуществляют в статических условиях.

Недостатком этого способа является то, что он не обеспечивает необходимой степени очистки раствора ZnSO₄ от кадмия.

Цель изобретения повышение степени очистки раствора сульфата цинка с уменьшением в растворе примеси кадмия от 0,0001 г/дм³ (но не более 0,001 г/дм³).

Необходимость такой степени очистки раствора сульфата цинка от примеси кадмия обусловлена требованиями производства химических реактивов и особо чистых химических веществ.

В соответствии с данным изобретением, поставленная цель достигается способом, включающим очистку раствора ZnSO₄ от кадмия путем адсорбции его на активированном угле, модифицированном диэтилдитиокарбаматом цинка, в динамических условиях при скорости пропускания раствора 0,1-0,5 м³/м² ч.

Известно, что произведения растворимости диэтилдитиокарбаматов цинка и кадмия равны соответственно, 16,8 и 19,2. Для сульфидов эти величины равны соответственно 27 и 28, а гидроксидов 17 и 15. Приведенные значения свидетельствуют о целесообразности проведения очистки с использованием диэтилдитиокарбаматов. Однако, при больших соотношениях концентрацией цинка и кадмия в растворе (1000 и более) эффективность простого соосаждения приближается к нулю. Оказалось, что в этом случае даже использование сорбции комплекса кадмия на активном угле в статическом режиме не дает эффекта. Именно предлагаемый способ, заключающийся в сорбции комплекса кадмия на модифицированном активированном угле в динамическом режиме позволяет достигнуть высокой степени очистки от примесей кадмия. Эффект очистки достигается, вероятно, в связи с большим соотношением масс соосажденного на угле диэтилдитиокарбамата цинка и образующегося комплекса кадмия (более 10000).

Данный способ может быть реализован следующим образом:

Раствор сульфата цинка с концентрацией 35 г/дм³ ZnSO₄ и 0,2 г/дм³ примеси Сd²⁺ пропускают в колонке через слой активированного угля, модифицированного диэтилдитиокарбаматом цинка, со скоростью 0,4 м³/м² ч. Высота слоя угля в колонке 150 мм, диаметр колонки 80 мм, высота модифицированного слоя угля 100 мм. Количество пропущенного раствора до проскока примеси кадмия более 0,0005 г/дм³ со скоростью 30 см³/мин составило 14 дм³.

Результаты других опытов представлены в таблице.

Как видно из таблицы, с увеличением скорости пропускания раствора сульфата цинка в колонке выше 0,5 м³/м² ч возрастает концентрация примеси кадмия в очищенном растворе.

Скорость пропускания раствора меньше 0,1 м³/м² ч нецелесообразна из-за снижения производительности процесса.

Данный способ кроме очистки технологических растворов в производстве химических реактивов и особо чистых химических веществ может быть использован и для очистки сточных вод от примеси кадмия.