способ повышения концентрации сурьмянистой кислоты в сернокислом растворе

Формула изобретения

СПОСОБ ПОВЫШЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ СУРЬМЯНИСТОЙ КИСЛОТЫ В СЕРНОКИСЛОМ РАСТВОРЕ фильтрованием через ионит, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса, фильтрование осуществляют через слой сульфокатионита в водородной форме, причем на выходе из слоя раздельно собирают фракции раствора серной кислоты и смешанную фракию раствора сурьмянистой и серной кислот.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в производстве сурьмусодержащих реактивов, сорбентов и катализаторов.

Наиболее близким к заявляемому является способ извлечения сурьмы (В⁺) из сернокислых растворов комплексообразующими ионитами, в том числе пирокатехиновым ионитом, с последующей десорбцией сернокислым раствором, насыщенным хлорид-ионами.

Недостатком способа является непригодность его для получения сернокислых растворов сурьмянистой кислоты, необходимых в производстве сурьмусодержащих реагентов, сорбентов, катализаторов.

Цель изобретения - повышение эффективности процесса.

Цель достигается тем, что исходный раствор фильтруют через слой сульфокатионита в Н-форме, а на выходе из слоя собирают индивидуальную фракцию серной кислоты и смешанную фракцию сурьмянистой кислоты в сернокислом растворе.

Сульфокатионит используют для реализации способа, так как он устойчив в кислых растворах и относительно доступен.

Для испытаний используют раствор, полученный после извлечения металлов из сбросных растворов электрорафинирования (раствор 1) и отработанный раствор производства сурьмусодержащих препаратов (реагентов, сорбентов, катализаторов) (раствор 2). Состав растворов, г/л: 1 - сурьма 0,65; серная кислоты 234,2-234,26; 2 - сурьма 0,65; серная кислота 234,23. Растворы 1 и 2 собирают в баке-накопителе совместно и по мере накопления направляют на переработку. Состав раствора, направляемого на переработку, г/л: сурьма 0,65; серная кислота 234,23.

П р и м е р 1. Заявленный способ. Опыты проводят в колоннах диаметром 28,2 м и высотой 8-32 м, заполненных набухшим в воде сульфокатионитом в водородной форме. В колонны подают со скоростью 2,36 м/ч попеременно 1,3 л перерабатываемого раствора, затем воду в количестве, достаточном для обозначения хроматографического цикла на выходе (1,16-3,43). На выходе из слоя фильтраты собирают в емкости по фракциям: первая - сернокислый раствор, вторая - раствор сурьмянистой и серной кислот. Определяют объем фракций и содержание компонентов, рассчитывают общий объем фильтрата и распределение серной кислоты по фракциям.

Результаты представлены в табл. 1.

По окончании процесса первую фракцию фильтрата - раствор с содержанием серной кислоты 44,19-55,96 г/л перекачивают в расходный бак сернокислых растворов, из которого по мере потребности направляют в электролизное производство, в производство пигментов, в производство солей тяжелых металлов. Вторую фракцию фильтрата - сернокислый раствор сурьмянистой кислоты направляют в производство сурьмяных препаратов. Указанный раствор с модулем кислотности 168,1-305,0 (отношение концентраций - серная кислота: сурьма) используют в цикле производства сурьмяных реагентов, сорбентов, катализаторов и выводят из цикла при повышении модуля кислотности до 360. Раствор с модулем кислотности 360 и выше, непригодный для производства сурьмосодержащей продукции, направляют на фракционирование по заявленному способу с соответствующим повышением концентрации сурьмы и утилизации избыточной серной кислоты. Стоимость переработки 1,29 руб. на 1 т сурьмы.

П р и м е р 2. Известный способ. Через колонки фильтруют перерабатываемый раствор, на выходе из слоя собирают фильтрат, анализируют, рассчитывают степень извлечения и емкость ионита по сурьме.

Результаты представлены в табл. 2.

По окончании сорбции ионит промывают водой, затем обрабатывают растворами серной кислоты 100-200 г/л при скорости 0,5-5 уд. об/ч в количестве 0,5-5 л (5-50 уд. об. ). Признаков десорбции сурьмы не обнаружено, степень десорбции 0,0% , содержание сурьмы в элюате 0,0 г/л. Десорбцию сурьмы проводят 0,5 л раствора 6 н соляной кислоты (опыты NN 2, 4) при комнатной температуре и скорости потока 1 уд. об/ч и 0,5 л раствора 4 н серной кислоты, насыщенного хлоридом натрия (опыта NN 1, 3, 5) при скорости потока 0,5 уд. об/ч и температуре 85^оС. Указанные условия, по предварительным данным, обеспечивают полную десорбцию сурьмы. Фактическая степень десорбции сурьмы в опытах NN 1-5 составила 100% , содержание сурьмы в элюатах соответственно 0,13, 0; 96, 1,32; 1,62, 1,92 г/л, в элюатах сурьма присутствует в виде тетрахлоридных (опыты NN 1, 3, 5) и гексахлоридных комплексов. Сурьмянистой кислоты в элюатах не обнаружено.

П р и м е р 3. Известный способ. В качестве контрольного опыта исходный раствор с содержанием серной кислоты 234, 23 г/л и сурьмы (3+) 0,65 г/л (модуль кислотности 360,4) упаривают в 1,2 раза, что теоретически соответствует концентрированию сурьмы до 0,77 г/л (аналогичного опыту N 6 заявленного способа). В растворе после упаривания содержание серной кислоты составило 281,080 гл, сурьмы 0,69 гл, модуль кислотности 407,4. Извлечение сурьмы в осадкогидратированный оксид сурьмы марки КСуФН составило 12,3% . Стоимость передела 20269,62 руб на 1 т сурьмы в осадке. Фильтрат после отделения осадка не пригоден для производства сурьмусодержащих продуктов ввиду значительного превышения допустимого модуля кислотности. Получить сурьмусодержащие реагенты, сорбенты, катализатора из фильтрата не удалось.

Фильтрат направляли на переработку заявленным способом (пример 1).

Способ отвечает требованиям производства, прост в осуществлении и обеспечивает концентрирование сурьмянистой кислоты при одновременной снижении концентрации серной кислоты:

- эффективное разделение сурьмянистой и серной кислот до отношения концентраций - серная кислота: сурьма 168,1-305 н получение кондиционных технологических растворов сурьмянистой кислоты. (56) А. В. Шубинок. Сорбционное извлечение сурьмы из растворов электролитического рафинирования меди. - Цветные металлы, 1976, N 8, с. 36-38.