Большаков - Химия и технология редких и рассеянных элементов (т.1) (1108616), страница 83
Текст из файла (страница 83)
Затем сорбировавшиеся металлы элюяруют 2 н. соляной кислотой. В результате достигается 80-кратное обогащение индием. Индий из солянокнслога раствора, где вместе с ним могут находиться железо, цинк, свинец и т. д,, может быть выделен вышеописанными методами. Было предложено применять ионный обмен на той или иной стадии очистки индиевых концентратов [!15, 1161. Индий поглощается из солянокислых растворов (5 — 6 н.), в которых он присутствует в виде анпонов, сильноосновнымн анионитами (с активными амнногруппами) — такими, как амберлит, вофатит Б - 150, чехословацкий анионит Ой!..
Вместе с индием поглощаются свинец и сурьма. Прв элюиро- Вельц-окнслы Отработанный электролит а 4 — Н 80 Сорбцпонпое выщелачивание Сорбент 4 НаЗОа-ь~ Отмынка от Вода-ь~ пульпы н цинка Промывной раствор Сорбент Пульпа в цинковое производство Солянокислый 1-— раствор Сорбент Вода — ! Десорбция Раствор на извлечение индия Отмывка от ! кислоты НС! 1 1 Сорбент Промывная кислота + Приготовление раствора Рис.
71. Схема сорбцконного извлечения индия 21п -',- ЗРЬС1, + 6МаС! ~~ ЗРЬ + 2Маз1пС!з (!4) Образование хлороиндата сдвигает равновесие реакции вправо. Хлоридные шлаки выщелачивают разбавленной серной кислотой, остаток сульфата свинца отделяют. Из полученного раствора цинковой пылью цементируют индий. Иидиевую губку расплавляют и для удаления цинка подвергают фракционному хлорированию. Цинк, обладающий большйм сродством к хлору, образует слой расплавленного хлорида над черновым индием.
Этот хлоридный шлак сливают и из ванин водой или разбавленной соляной кислотой (0,1 н.) сначала десорбируется индий, а затем уже свинец. Сурьму удаляют из смолы, промывая ее 1 — 3 н. серной кислотой. Индий из элюата осаждают аммиаком. Извлечение индия из отходов рафинирования свинца и цинка. Чтобы выделить индий из свинцовых материалов, являющихся продуктами рафинирования свинца или рафинирования цинка дистилляцией, применяют либо фракционное окисление, либо перевод в хлоридные шлаки действием хлорида свинца. Полученные окисные или хлоридные индийсодержащие шлаки перерабатывают далее гидрометаллургическим путем, применяя один из уже описанных ранее приемов.
На одном американском свинцовом заводе жидкий черновой свинец посте обессеребрения обрабатывают смесью РЬС!з и Ь1аС1. Содержащийся в свинце цинк переходит в шлак, а вместе с цинком — и индий: Шлак от переплавки щликеров Кокс -ь ~ СаСО Ф Восстановительная плавка Сплав ! Катоды Яп — РЬ Изн1Р Электролиз Анодный шлам Н ВО Сульфатизация ! Остаток на извлечение ВЬ и РЬ н,о Выщелачивание 4 Раствор 4 -ь Электролитная медь Очистка цементацней - Осадок пРимесей 4 Очищенный раствор Ф Пементация индия -ь Отработанный раствор Ф Индиевая губка Брикетирование и плавка 4 на злектролнтическое рафинирование Иидневые полосы- Листы Еп или А1 ь Индий Рис, 72.
Схема извлечения индия пз шлаков от переплавки шликероз — 314— чернового индия отливают аноды, идущие на электролнтнческое рафинирование [91). На заводе в Трейл (Канада) сырьем для получения индия служат шлаки, получающиеся при переплавке шликеров от рафинирования свинца (рис. 72). Шлаки" подвергают восстановительной плавке в дуговой электропечи; получается свинцовый сплав, содержащий до 6% индия, а также сурьму, олово, медь. Железо и мышьяк образуют тугоплавкую шпейзу, которая всплывает на поверхность сплава и удаляется.
Из сплава отливают аноды. Из них электролитическим рафинированием в растворе кремнефтористовородной кислоты получают оловянно-свинцовый сплав. Индий при электролизе накапливается в анодном шламе в виде антимонида 1п8Ь. Шламы перерабатывают гидрометаллургическим путем. После сульфатизании крепкой серной кислотой (300') и водного выщелачивания в раствор переходят индий, медь, небольшая часть мышьяка и олова. Чтобы удалить медь, проводят электролиз с нерастворимыми анодами. Остаток меди и других примесей удаляют из раствора цементацией на индиевых лентах при рН 1,5, после чего индий цементируют цинком или алюминием [117!. На заводе в гор.
Окер (ФРГ) источник индия — остаток от рафинирования металлического цинка фракционной дистилляцией; индий в остатке собирается вместе со свинцом, медью, железом и прочими малолетучими металлами. При охлаждении этот сплав разделяется на два слоя: свинцовый (0,5 — 1,29о 1п) и цинковый (0,05 — 0,1'й 1п).
Чтобы извлечь индий, расплавленный свинцовый сплав при 800— 1000' подвергают окислительному рафинированию (купеляционная плавка). После окисления большей части присутствующего в сплаве цинка начинается совместное окисление свинца и индия. Получается жидкий глет, содержащий до 3 — 5~4~ 1п, После охлаждения глет, в который переходит 10)о всего свинца, размалывают, отсеивают от корольков свинца и выщелачивают серной кислотой.
Из раствора на цинковых пластинах цементируют индиевую губку !118). На польских заводах 1119! свинцовистые остатки от ректификации цинка, содержащие до 0,02ой 1п, обрабатывают, чтобы удалитьцинк, едким натром при 450 — 500'. Когда содержание цинка снизится до 1%, проводят вторую обработку — смесью едкого патра с 10~~о нитрата натрия с целью извлечения индия. Сплав, содержащий 0,1 — 0,3% 1п, после измельчения выщелачивают водой. Остаток гидроокисей после удаления корольков свинца промывают и растворяют в серной кислоте. Из полученного кислого раствора (3 галл !п, 10 — 20 г/лН,5О,) индий цементируют на цинковых или алюминиевых листах. Индиевую губку растворяют в Н,ВО, (конц,), раствор разбавляют так, чтобы концентрация индия была 10 г!л.
Пропуская сероводород, осаждают примеси кадмия и олова. После цементации индия на алюминиевых листах полученную губку промывают, сушат, брикетируют и переплавляют под слоем щелочи. Таким путем получается индий чистотой 99,9%. Извлечение индия из отходов оловянного производства. Источником получения индия в оловянном производстве могут служить пыли от плавки оловянных концентратов и хлоридные дроссы от рафинирования олова. Разлагают материалы и переводят индий в раствор описанными ранее методами.
В частности, при сульфатизации пыли с концентрированной серной кислотой 80";й индия и весь пинк переходят в раствор, а большая часть олова остается нерастворен- ной 1121]. Основная трудность переработки полученных растворов закпючается в разделении индия и олова. Казалось бы, разделить их можно, используя легкую растворимость гидроокиси олова в щелочах. Однако прн обработке осадков гидроокисей едким натром в раствор извлекается лишь 30 — 70'о олова (в зависимости от времени выдержки осадка в маточном растворе) 11221.
Ббльшая часть олова может быть выделена из растворов электролизом. Из исходных сернокислых растворов, содержащих 120 — 150 г/л Ьп и 0,2 — 0,5 г/л 1и (чтобы осадок олова был плотным, в раствор вводят клей н б-нафтол), получается электролитное олово и «отработанныЪ раствор, содержащий 20 — 30 г/л Бп и 2 — 3 г/л (п. Но выделение индия из таких растворов связанос большими трудностями из-за присутствия органических веществ (обильное пенообразование мешает даже нейтрализации раствора). Основную часть олова можно отделить от индия следующим методом. Олово в солянокислых растворах образует с хлоридом аммония малорастворимые соединения: ЗпС!и + 2ХН4С! + 2НдО = (ХН4)д ЗпС1ч .
2Н~О (16) (16] ЯпС14 + 2МНаС! = (ХН4)д зпС!а Избыток ХН~С! (до 140 г/л) действует высаливающим образом. Осаждают из раствора, в котором не менее 100 г/л НС1. Остаточная концентрация олова после осаждения при комнатной температуре 12 — 15 г/л, прн 3' — 3,5 г/л. Отделить индий от олова можно экстракцией [123]. Алкилфосфорные кислоты экстрагируют олово вместе с индием из сернокислых растворов. Только из растворов с очень большой концентрацией серной кислоты (15 н. и больше) олово (П) не экстрагируется.
Но так как растворимость сульфатов индия и олова в Н,ЯО4 такой концентрации очень л!ала, а расход кислоты огромен, то рекомендуется совместно экстрагировать 1п и Бп из слабокнслых растворов, затем отделять олово, промывая органическую фазу концентрированной кислотой (800— 1000 г/л). При этом Зп (П), если концентрация его в органической фазе достаточно велика, выделяется в виде объемистого осадка Бп8О4, хорошо растворимого в воде. Чтобы отделить Бп (!Ч) при экстракции, нужно добавить 1Π— 20-кратный избыток ХН4Р— для образования неэкстрагируемого комплекса (!]Н,),8пРм либо промыть органическую фазу после экстракции плавиковой кислотой (или раствором ХН,Р в Нов,).
Реэкстрагируют индий из органической фазы 8 — 9 н. соляной кислотой. Один из лучших методов отделения — осаждение индия с помощью [Со(ЫН,)а]С!з из раствора, содержащего 130 г/л НС(: !пС!д+ [Со(МНо) ] С!п = [Со(ХНп)~] [1пС16) (17) Получающееся оранжево-коричневое соединение заметно растворимо в воде. При этом протекает гидролиз, в результате которого образуется комплекс [Со(МН,),)[!п(ОН),С!4).
Но на него соляная кислота (рис. 73) и хлорид аммония деиствуют высаливающим образом. Если концентрация соляной кислоты более 120 г/л, то индий в раство- ре не обнаруживается и [124[. При обработке осад- ~е м ка содой индий выделяет- Й 5 ся в виде гидроокиси, а гексаамминкобальтихлорид регенерируется: 2 [Со (МНа)а[ [)оС!а!-'- На05 М Гэ 15 15 55 55 45 Ф5 55 55 + ЗмааСОа -, 'ЗН,О=— нс! г/л =- 2 [Со (М На) а[ С! а + + и +,, Рис. 13. Растноримость гексал~минкобальтихлоа . а г а( ) рида индия н соляной кислоте [!241.
При малой кислотности (линия АВ) яроисходит Получение металличес- гидролиа соединения кого индия. Индий получают либо цементацией, либо электролизом. Применяя цементацию, надо избежать избытка осадителя, поэтому ее ведут не на цинковой пыли, а на листах цинка или алюминия. В последнем случае получают легко снимающуюся с листов губку. Из сернокислых растворов цемент ацня на алюминии сильно затруднена.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
