Ефективність методів регенерації сульфатних мідно-цинкових розчинів

Abstract

Метою даного дослідження було вивчення фізико-хімічних властивостей процесів регенерації, що протікають в відпрацьованих сульфатних мідно-цинкових розчинах, з використанням реагентних методів: кристалізації, цементації і седиментації. Встановлено, що метод кристалізації простий в реалізації, але не забезпечує необхідний рівень очистки від іонів важких металів (відсоток вилучення іонів 𝐶𝑢2+ і 𝑍𝑛2+ відповідно становить 97,2% і 49,7%). Відзначено, що найбільш повне розділення іонів міді і цинку досягається при кристалізації сульфатною кислотою 𝐻2𝑆𝑂4. Осади, отримані при очищення електролітів цим методом, мають відносно великі об’єми і, відповідно, вимагають великих економічних витрат на їх доочистку. Показано, що проведення процесу контактного витіснення міді цинковим порошком з діаметром частинок 0,063-0,2 мм і співвідношенням 𝐶𝑢2+: 𝑍𝑛0 = 1: 1,36 не потрібує введення додаткових хімічних реагентів (відсоток вилучення іонів 𝐶𝑢2+ і 𝑍𝑛2+ відповідно становить 99,9% і 95,4%). Однак цей процес вимагає високої дози цементуючого реагенту і введення додаткових методів очистки. Все це призводить до високих енергетичних і експлуатаційних витрат. Визначені переваги методу осадження заснованого на реакції взаємодії пероксиду водню та іонів заліза:високі швидкості хімічних перетворень на стадіях технологічного процесу, повне осадження іонів важких металів з відпрацьованих електролітів (відсоток вилучення іонів 𝐶𝑢2+ і 𝑍𝑛2+ становить 99,9%) і економія енергоресурсів за рахунок скорочення часу витримки. Розглянуто механізми запропонованих методів і встановлені оптимальні параметри їх основних етапів. Дотримання сукупності зазначених параметрів проведення процесів вилучення іонів важких металів з відпрацьованих розчинів обумовлює маловідходність, ресурсо- та енергозбереженість розглянутих методів.