способ извлечения кадмия из водных растворов

Формула изобретения

Способ извлечения кадмия из водных растворов путем осаждения, отличающийся тем, что осаждение ведут дисперсным алюминием в присутствии гидроксидов натрия и аммония, взятых в молярном соотношении кадмий гидроксид натрия гидроксид аммония алюминий 1 3 9 72 120 2,8 4,0 соответственно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способу извлечения кадмия из отработанных технологических растворов, например, гальванических производств. Извлеченный кадмий может быть использован в металлургии, гальванотехнике и других областях.

Высокая токсичность соединений кадмия, а также трудоемкость получения кадмия в виде металлического порошка обуславливает необходимость создания простого и надежного способа его извлечения из технологических растворов.

Известен способ извлечения кадмия из отработанных водных растворов путем осаждения, осаждение ведут сульфидом натрия (Na₂S) при pH>6, извлекая кадмий в виде его сульфида CdS [1]

Недостатком этого способа является то, что кадмий находится в соединении, которое не находит применения, и для его утилизации необходимы дополнительные затраты. Кроме того, происходит загрязнение окружающей среды.

Наиболее близок по технической сущности способ извлечения кадмия из водных растворов путем осаждения, осаждение ведут гидроксидом кальция (Ca(OH)₂) при pH 10,0-11,0 [2]

Недостатком способа является то, что кадмий осаждают не в виде металлического порошка, а в виде соединения гидроксида кадмия. Последний не находит широкого применения и требует утилизации.

Задача изобретения полное извлечение кадмия в виде металлического порошка из водных растворов, содержащих ионы кадмия.

Техническая задача решается способом извлечения кадмия из водных растворов путем осаждения, в котором осаждение ведут дисперсным алюминием в присутствии гидроксида натрия и гидроксида аммония, взятых в молярном соотношении Cd NaOH NH₄OH Al 1 (3-9) (72-120) (2,8-4) соответственно, что позволяет, во-первых, извлечь кадмий из технологических растворов и, во-вторых, получить кадмий в виде металлического порошка чистотой не ниже 95%

Характеристика веществ, используемых в способе: гидроксид натрия ГОСТ 4328-77; гидроксид аммония ГОСТ 3760-79; алюминиевые порошки марки ПА-3 (средний диаметр частиц 136,9 мкм; коэффициент вариации 10,7 мкм), ПА-4 (средний диаметр частиц 70,3 мкм; коэффициент вариации 13,8 мкм), АСД-0 (средний диаметр частиц 91,5 мкм; коэффициент вариации 15,4 мкм), АСД-4 (средний диаметр частиц 55,8 мкм; коэффициент вариации 10,1 мкм) (Известия Академии Наук Латвийской ССР. Серия химических наук 1986, N 2, с.151).

Пример 1. В емкость помещают 1 л водного раствора сульфата кадмия с концентрацией 0,05 моль/л, к которому при перемешивании добавляют 50 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 3 моль/л, 300 мл раствора гидроксида аммония с концентрацией 12 моль/л и 3,76 г алюминиевого порошка, т.е. при моляром соотношении Cd NaOH NH₄OH Al 1 3 72 2,8. После введения всех реагентов процесс ведут до полного осаждения кадмия, периодически отбирая пробы реакционной смеси и оттитровывая их раствором трилона Б для установления момента полного осаждения.

Пример 2. В емкость помещают 1 л водного раствора сульфата кадмия с концентрацией 0,05 моль/л, к которому при перемешивании добавляют 150 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 3 моль/л, 500 мл раствора гидроксида аммония с концентрацией 12 моль/л и 5,40 г алюминиевого порошка, т.е. при молярном соотношении Cd NaOH NH₄OH Al 1 9 120 4,0. Далее аналогично примеру 1.

Пример 3. В емкость помещают 1 л водного раствора сульфата кадмия с концентрацией 0,05 моль/л, к которому при перемешивании добавляют 100 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 3 моль/л, 400 мл раствора гидроксида аммония с концентрацией 12 моль/л и 4,55 г алюминиевого порошка, т.е. при молярном соотношении Cd NaOH NH₄OH Al 1 6 96 3,4. Далее аналогично примеру 1.

Пример 4. В емкость помещают 1 л водного отработанного раствора гальванической ванны кадмирования следующего состава, г/л: кадмий сернокислый 60; аммоний сернокислый 160; кислота борная техническая 20; блескообразующие добавки 6, к которому при перемешивании добавляют 20 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 3 моль/л, 100 мл раствора гидроксида аммония с концентрацией 12 моль/л и 1,0 г алюминиевого порошка, т.е. при молярном соотношении Cd NaOH NH₄OH Al 1 5,2 104,3 3,2. Далее аналогично примеру 1.

Результаты по извлечению кадмия из водных растворов приведены в таблице.

Таким образом, заявляемый способ позволяет извлекать кадмий из водных растворов до 100% Кадмий извлекают в виде порошка чистотой не ниже 95% который используют в порошковой металлургии и гальванотехнике.