ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы ГИДРОМЕТАЛЛУРГИЯ ВИСМУТА из "Химия висмутовых соединений и материалов" Гидрометаллургия висмута нашла широкое применение в настоящее время лишь в процессах получения соединений, и она основана на использовании в качестве исходного сырья металла. Получают соединения из металла марки Ви1 путем его растворения в азотной кислоте с последующей гидролитической очисткой [1]. При этом стадия приготовления растворов связана с выделением в газовую фазу токсичных оксидов азота. К 2000 г. мировое потребление висмута и его соединений составляет 5—6 тыс. т в год. В связи с этим производство соединений висмута становится серьезным фактором загрязнения окружающей среды. В то же время предложено большое число гидрометаллургических схем извлечения висмута из концентратов от переработки свинцовых, медных, оловянных, вольфраммолибденовых руд, содержащих обычно 0,1—2 % В1 [2—5], но пока они практически не используются в промышленности. В процессе выщелачивания таких концентратов получают хлоридсодержащие растворы, концентрация висмута в которых составляет всего 1—10 г/л, а концентрация примесных металлов (железа, меди, свинца) существенно выше. Переработка этих растворов гидролизом с получением соединений висмута реактивной чистоты — трудно выполнимая задача, так как наряду с концентрированием висмута и эффективной его очисткой от примесных металлов, требуется очистка конечного продукта от хлорид-ионов до концентрации 0,001 %. В последнее время для извлечения, концентрирования и очистки редких, радиоактивных и цветньсх металлов широко используются процессы экстракции и сорбции. [c.41] В настоящей главе рассмотрен вопрос получения растворов солей висмута и возможности его извлечения, концентрирования и очистки при переработке растворов с использованием методов гидролиза, экстракции и сорбции. [c.41] Силлен [13] получал оксид висмута плавлением металла в фафитовой печи при 800 °С в токе кислорода с последующим быстрым охлаждением паров. Шумб и Ритт-нер [14] для создания высокой температуры использовали электрическую дугу между фафитовым электродом и поверхностью расплавленного металла в фафитовом тигле при постоянном токе кислорода. Показана возможность синтеза высокодисперсного оксида с размером частиц 1—20 мкм в специальном реакторе, позволяющем получать пары висмута в атмосфере инертного газа при нафевании металла до 800 °С с последующим их окислением кислородом воздуха при охлаждении до 250 °С [15]. Следует отметить, что пары висмута и расплав его оксида обладают высокой реакционной способностью, вследствие чего получаемый этими способами оксид может быть зафязнен материалом тигля и реактора. [c.43] Значения констант равновесия реакций (3.6)—(3.9), по данным растворимости ВЮС1 в растворах НМОз, соответственно (1,5 + 0,2)10, (3,0 0,3)10 , (3,5 + 0,3)10 и (2,5 0,3)-10 . [c.46] Значения констант равновесия реакций (3.11), (3.12) и (3.15) соответственно (1,0 0,2)х.10Л 0,27 0,03 и 0,30 0,03. [c.49] Растворимость оксонитрата висмута в растворах азотной кислоты предложено определять по уравнению (3.14). Однако данные исследования проводят обычно при высокой равновесной концентрации нитрат-ионов в растворе (0,34—1,1 моль/л [25]), что требует учитывать, наряду с образованием в растворе комплексов BiNOз , Bi(NOз)2, также и В1(ЫОз)з и В (ЫОз) [34]. Кроме того, концентрация висмута в растворе при этом достигает значений 0,265 моль/л, что требует учитывать и образование полиядерных катионов [37]. [c.50] В России исследования по гидрометаллургической переработке висмутсодержащих сульфидных руд были проведены впервые Сажиным и Дулькиной [41], которые предложили выщелачивание висмута проводить солянокислым раствором хлорного железа. В настоящее время для переработки висмутсодержащих сульфидных концентратов на стадии выщелачивания висмута обычно используют растворы соляной кислоты в присутствии окислителей (азотной кислоты, перекиси водорода, кислорода. [c.52] Выбор реагента для выщелачивания зависит от состава исходного сырья. Для комплексной переработки свинецсодержащих концентратов применение на стадии выщелачивания серной кислоты нецелесообразно, поскольку сульфид свинца, сопутствующий висмуту, переходит в нерастворимые сульфаты, которые остаются в кеке. [c.53] Использование хлорного железа для переработки медьсодержащих концентратов нежелательно, так как при этом в раствор переходит медь, а регенерация хлорного железа требует дополнительных затрат. В случае применения окислителей имеет место низкое извлечение в раствор серебра, меди, свинца и безвозвратные потери окислителей. Для извлечения висмута из медно-висмутовых концентратов предложено использовать также процессы электрохимического выщелачивания висмута раствором хлорида натрия при 60 °С [50] и предварительной обработки руд растворами, содержащими бактерии, с последующим выщелачиванием висмута [2, 51—53]. [c.54] Корженевский и Гулевитская считают, что медно-висмутовые концентраты целесообразно обрабатывать разбавленными растворами соляной кислоты с получением на стадии выщелачивания растворов с pH 0,1—0,2 [54,55]. Температура и время процесса выщелачивания определяются формой нахождения висмута в исходном сырье. В случае самородного висмута перевод его в раствор происходит при 20—70 °С в течение 1—2 ч. В случае переработки концентратов, содержащих висмут преимущественно в сульфидной форме, требуется использовать высокую температуру (90— 95 °С), а время обработки повысить до 3—5 ч. При этом окислительно-восстанови-тельный потенциал смеси при переработке висмутсодержащих сульфидных концентратов должен составлять не менее 550—600 мВ. [c.54] Сульфидные концентраты в некоторых случаях целесообразно перед выщелачиванием предварительно обогащать путем окислительного, сульфатизирующего или хлорирующего обжига [2—5]. В качестве хлорирующего агента используют хлорид натрия, карналлит или другие хлориды. Выщелачивание висмута из обожженного концентрата может быть осуществлено разбавленными растворами серной или соляной кислот, растворами этих кислот в присутствии хлоридов, сернистой кислотой, тиомочевиной [2—5]. [c.54] Таким образом, в процессе получения соединений Bi из металла или его сплавов для растворения висмута используют азотную кислоту. Предварительный перевод висмута в оксосоединения позволяет получать концентрированные по висмуту растворы минеральных кислот, а в случае азотной кислоты сократить ее расход и устранить выделение в атмосферу токсичных оксидов азота. Выщелачивание висмутсодержащих сульфидных концентратов осуществляют обычно растворами соляной или серной кислот в присутствии хлоридов натрия, аммония, кальция, магния или железа (III) с получением на стадии выщелачивания хлоридсодержащих растворов висмута. Для извлечения висмута из растворов выщелачивания используют процессы цементации его на железе [2], а также добавлением порощков цинка [56] или свинца [57], что существенно осложняет процесс дальнейшего получения соединений висмута высокой чистоты. С целью эффективной очистки висмута от примесных металлов в последнее время, наряду с процессом гидролиза, широко рассматриваются вопросы экстракционного и сорбционного концентрирования висмута при переработке растворов выщелачивания. [c.54] Вернуться к основной статье