способ извлечения цинка из водных растворов

Формула изобретения

Способ извлечения цинка из водных растворов путем осаждения, отличающийся тем, что осаждение ведут дисперсным алюминием в присутствии гидроксида натрия, взятых в молярном соотношении цинк гидроксид натрия алюминий 1 (6 - 12) (1,0 2,5) соответственно.

Описание изобретения к патенту

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

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

Известен способ извлечения цинка из отработанных водных растворов путем осаждения, осаждение ведут гидрофосфатом натрия (Na₂H₃PO₄), извлекая цинк в виде его фосфата Zn₃(PO₄)₂x4H₂O [1]

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

Наиболее близким по технической сущности является способ извлечения цинка из водных растворов путем осаждения, осаждение ведут карбонатом натрия (Na₂CO₃), взятых в молярном соотношении цинк карбонат натрия - 1:1 [2]

Недостатком способа является то, что цинк осаждают не в виде металлического порошка, а в виде соединения карбоната цинка. Последний не находит широкого применения и требует утилизации.

Цель изобретени полное извлечение цинка в виде металлического порошка из водных растворов, содержащих ионы цинка.

Цель достигается способом извлечения цинка из водных растворов путем осаждения, в котором осаждение ведут дисперсным алюминием в присутствии гидроксида натрия, взятых в молярном соотношении Zn NaOH Al 1 (6 12) (1,0 2,5) соответственно, что позволяет, во-первых, извлечь цинк из технологических растворов и, во-вторых, получить цинк в виде металлического порошка чистотой не ниже 95%

Характеристика веществ, используемых в способе: гидроксид натрия ГОСТ 4328-77; 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).

Пример 1. В емкость помещают 1 л водного раствора сульфата цинка с концентрацией 0,1 моль/л, к которому при перемешивании добавляют 200 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 3 моль/л и 2,698 г алюминиевого порошка, т.е. при молярном соотношении Zn NaOH Al 1 6 1. После введения всех реагентов процесс ведут до полного осаждения цинка, 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 цинка с концентрацией 0,1 моль/л, к которому при перемешивании добавляют 400 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 3 моль/л и 6,9577 г алюминиевого порошка, т.е. при молярном соотношении Zn NaOH Al 1 12 2,5. Далее - аналогично Примеру 1.

Пример 3. В емкость помещают 1 л водного раствора сульфата цинка с концентрацией 0,1 моль/л, к которому при перемешивании добавляют 300 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 3 моль/л и 3,618 г алюминиевого порошка, т. е. при молярном соотношении Zn NaOH Al 1 9 1,75. Далее - аналогично Примеру 1.

Пример 4. В емкость помещают 1 л водного отработанного раствора гальванической ванны цинкования следующего состава, г/л: ZnSO₄ 7H₂ 250; Na₂SO₄ 100; Al₂(SO₄)₃ - 30; декстрин 5, к которому при перемешивании добавляют 300 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 3 моль/л и 2,52 г алюминиевого порошка, т.е. при молярном соотношении Zn NaOH Al 1 10,34 1,07. Далее аналогично Примеру 1.

Результаты по извлечению цинка из водных растворов приведены в таблице.

Таким образом, заявляемый способ позволяет извлекать цинк из водных растворов до 99,7 100% и его практически не остается в отработанных водах. Цинк извлекают в виде порошка чистотой не ниже 95% который используют в порошковой металлургии и гальванотехнике.