Большаков - Химия и технология редких и рассеянных элементов (т.1) (1108616), страница 82
Текст из файла (страница 82)
Были предложены и в той или иной мере применялись в промышленности и другие методы осаждения индия: гидросульфитом натрия, ферроцианидом калия и т. п. Но они не обладают какими-либо существенными преимуществами по сравнению с описанными нами способами. Ос ажден ие цементацией. Нормальный потенциал. индия (табл. 37) указывает на то, что он должен вытесняться из раствора цинком, алюминием, а сам должен вытеснять медь и в меньшей степени олово и свинец. С понижением концентрации индия его потенциал становится более отрицательным. Потенциал индия сдвигается в отрицательную сторону также с увеличением концентрации свободной серной кислоты, что объясняется связыванием ионов индия в комплексные анионы. Поэтому, когда концентрация индия в растворе — 307— Остаток после нейтрального выщелачивания возгонов Остаток на свинпо- НС! в Раствор Осадок на обжиг и извлечение оп Осажденне ~рн Н Раствор соды Раствор Раствор на извлечение Лп и Сб Осаждение (рН 4,5) Раствор соды Осадок арсената индия Раствор на получе-+вне арсената нат- рия Щелочная обработка Н вЂ” 10еХ ХаОН Техническая гндроокнсь индия ! На получение металличе- ского индия Рис.
68. Схема извлечения индия нз возгонов арсенатным способом — 303— очень небольшая (т. е. на первых этапах технологии), цементация будет происходить не перед выделениегн кадмия, как можно ожидать исходя из нормальных потенциалов, а совместно с кадмием и даже после выделения его основной массы. Фракционным добавлением осадителя — цинковой пыли — удается отделить индий от меди, но не от кадмия. Сульфатныа раствор )ЧазРΠ— ) — Ха СОз аз зз ) ) ) з з — > Раствор на -! Осаждение — извлечение оп и Сб Осадок фосфатов Нз504 — ~ ~ (разб.) ! ромывка Раствор ~- — ~ ! аз зон Разложение Раствор )ЧазРзОтз ! п(ОНз) НзБОз — ь~ Растворение Сульфндная очистка ! -Си-кек Сульфиды ! —- в оборот ХазЯ вЂ” ~ Раствор 1\ементацня ~ — ИпЯОз в оборот Амальгама цинка Амальгама индия На получение металлического индвя Рис.
69. Схема извлечения индия фосфатиым способом — 309— Для полного выделения индия нз разбавленных растворов приходится вносить большой избыток цинковой пыли, что сильно разбавляет получаемый концентрат. Если в растворе есть мышьяк, то цемеитацню надо проводить с большой осторожностью из-за опасности выделения АзНз. Позтому метод цементации в настоящее время редко применяется для первичного осаждения индия из раствора. Можно полагать, что применение более совершенной аппаратуры позволит получать концентрированную индиевую губку и вызовет более широкое применение цементации. Цементация находит применение для отделения индия от железа и алюминия при переработке индиевых концентратов, в процессах рафинирования индия (см. далее), для выделения чернового индия из очищенных растворов.
А м а л ь г а м н ы й си ос о б. Индий в амальгаму можно перевести цементацией амальгамой цинка или злектролизом с ртутным катодом. Цинковая амальгама цементирует индий из сульфатных растворов небольшой кислотности (0,)ой НзЯО4). Если в растворе много Т аблипа 37 Нормальные потенциалы элементов в наслых растворах Элемент Иормальныа потенциал, В Нормальныа потенциал, В Элемент А1/А1аа а!И/а1п 2п/Хна+ Ва(пан+ ре/Реть Ст!( Сан+ 1п(!пан Т1(Т1+ Со/Сота !4!/Ы1аа Се(оса+ 3,/з,а+ РЬ(РЬа+ 3Ь/3Ьа+ Вт/В!а+ Аа/Ааа+ Сп/Сп'+ Ак(А6+ Ня(Ня — О,!5 — О, 136 — О,!26 +0,212 +О, 226 +0,247 +0,344 +О, 799 +О, 854 — 1,66 — !,!Π— 0,763 — 0,56 — 0,441 — О, 403 — О, 342 — 0,336 — 0,29 — 0,22 — 310— свободной серной кислоты и присутствуют ионы апта, то цементация индия затрудняется.
Кадмий из растворов цементируется совместно с нндием вследствие близости их потенциалов. Однако в избытке ионов ВО ' можно добиться разделения этих металлов при цементации за счет связывания индия в комплексные сульфатные анионы 11071. Злектролизом можно выделить индий в амальгаму практически. полностью даже из очень разбавленных растворов. Но из-за ничтожного выхода по току затрачивается много электроэнергии. При электролизе совместно с индием переходят в амальгаму медь, олово, сурьма, свинец, кадмий, таллий и частично цинк, железо, германиИ, мышьяк. Вбльшая часть мышьяка и германия восстанавливается до элементарного состояния и остается в растворе в виде взвеси; марганец окисляется ка аноде до двуокиси.
Регулируя потенциал анода при разложении амальгамы, можно отделить индий, с одной стороны, от цинка, который первым переходит в раствор, с другой стороны,— от олова, меди, висмута, железа и других более электроположительных металлов, которые остаются в амальгаме, когда индий переходит в раствор Н07!. В присутствии меди, никеля, олова и железа часть индия задерживается амальгамой. что объясняется образованием соединений индия с ними [1081.
Для селективного разложения индиевых амальгам рекомендуется солянокислая среда. При низкой плотности тока (0,05 — 0,1 Л/сын) примерно 00о(о индия от содержащегося в амальгаме можно выделить на катоде в чистом виде. Так как при получении амальгамы вместе с индием извлекаются из раствора и большинство сопутствующих ему металлов, амальгамиый процесс применяют не для выделения индия из первичных растворов, а в конце технологических схем для переработки концентратов, полученных другими способами, и особенно для рафинирования индия. Экстракционный способ. Вотличиеотгаллия индий экстрагируется из солянокислых растворов только при очень высокой Суп ь фатны й р аст пор 1 ! Рафинат на †-ь иазлсчение Уп и Сб Экстракция 10:В = 1 гйо) Экстрагент Экстракт ! Кислота на — растворение окислов Нз$04 — «( Промывка за — 100 г)л ! (О:в.—. 20:1) Органическая фаза — ьОрганнческая фаза НС1 10 н.) Резкстракция 10: В =- 20: 1] 1 Резкстракт 1 ! Осадон — ьсульфидоз з оборот Раствор 14азв — -ь! Сульфидная очистка 1 Растзор Раствор ЕпЯОа 1 а оборот Еп-настыв Цементации Индиеаая губка Брикетирование Глицерин — — 1 )ЧН,С1 — ! Плавка Индий на злектролнтнчсское рафинирование Рис.
70. Схема зкстрзкционного извлечения иядия — 311— кислотностн (свыше 8 н.). В аналитической химин и радиохнмин применяются методы зкстракции индия из бромидных и иодндных растворов. Но они, очевидно, непригодны для промышленного применения, особенно на первых стадиях технологии. Для зкстракции индия из сернокислых растворов предложено П09) применять алкилфосфорные кислоты, смесь которых получается в результате действия фосфорного ангидрида на высшие спирты (например, на изооктиловый): ВОН + РзОз э ЙНзРО4 + ЕзНРОз + НзНзРзОт (1з) Вместо этой смеси лучше использовать индивидуальное соединение — ди-2-зтилгексилфосфорную кислоту.
Она выгодно отличается от присутствуюших в смеси эфиров пирофосфорной кислоты гораздо меньшей растворимостью в водной фазе. Применяют ее 0,3 н. раствор в керосине П!О). Такой реагеит зкстрагнрует практически нацело ин- дий из сернокислых растворов самой различной кислотности (коэффи. циепт распределения индия при увеличении кислотности от 2 до 20 н. уменьшается примерно от 4000 до 1000).
В то же время сопутствующие индию элементы — такие, как цинк, кадмий, медь, никель, марганец, мьппьяк, железо (П), — экстрагируются только из слабокислых растворов. Их коэффициенты распределения, достигающие 20 — 60 при рН 2,5 — 5, быстро уменьшаются с увеличением кислотности и равны 10 ' — 10 ' при рН '' О. Индий экстрагируется [!101 в виде комплекса 1п[Н(КаРО,)з)з. Совместно с ним экстрагируются лишь железо (1П), олово, сурьма (1П). Поэтому перед экстракцией железо должно быть восстановлено.
В качестве реэкстрагента лучше всего брать соляную кислоту (8 — 10 и.). Технологическая схема экстракциоиного извлечения индия из растворов показана иа рис. 70. После экстракции (экстрагируют в несколько ступеней противоточным способом) органическую фазу промывают серной кислотой с целью удаления элементов, зкстрагировавшихся вместе с иидием в небольших количествах. В результате реэкстракцин получается солянокислый раствор, содержащий 50 г1л индия, из которого (после сульфиднай очистки от примесей) индий выделяют цементацией на цинковых листах [! !11.
В экстрагенте постепенна накапливается железо (!11) вследствие неполной реэкстракции соляной кислотой [109). Его удаляют, промывая экстрагент ! н. раствором оксалата аммония с рН 4,5 — 5,5, Оксалат регенерируется после осаждения железа аммиаком 1!121. Экстракпионный способ дает более высокое извлечение индия по сравнению с описанными ранее способами осаждения. Недостаток его — попадание органических веществ в цинковые растворы, что мешает электролизу цинка. И о н о о б м е н н ы й с п а с о б.
Применение ионного обмена для извлечения индия из растворов затрудняется присутствием больших количеств других металлов, сорбирующихся вместе с индием. Только фосфорно-кислые катиопиты типа СФ-5 и КФ-11 относительно селективно сорбируют индий из сернокислых растворов 11!31. Железо ([П) и мышьяк сорбируются вместе с индием. Оптимальные условия сорбции: 50 — 60' и 9 †!4 г!л свободной серной кислоты. На рис. 7! представлена технологическая схема, предложенная для извлечения индия из растворов [114]. Сорбнруют непосредственно из пульпы до ее окисления. Сорбент после отделения от пульпы промывают разбавленной серной кислотой.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
