Патент на изобретение №2372412

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ КАДМИЙСОДЕРЖАЩИХ МАТЕРИАЛОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу переработки кадмийсодержащих материалов, например, кадмийсодержащего скрапа. Способ включает выщелачивание кадмия и последующее его осаждение из раствора. При этом выщелачивание осуществляют раствором этилендиаминтетраацетата натрия при pH 9,0-9,5. После выщелачивания удаляют из раствора этилендиаминтетраацетат в молекулярном виде осаждением серной кислотой при pH 1,0-1,6. Затем ведут осаждение кадмия в виде гидроксида добавлением в раствор щелочи до pH раствора более 9,8. Техническим результатом изобретения является повышение степени извлечения кадмия и безопасность производства.

Изобретение относится к металлургии, а именно способам получения кадмия, и может быть использовано при переработке набивок положительных ламелей железо-кадмиевых аккумуляторов.

В качестве прототипа выбран способ переработки никель-кадмиевого скрапа (патент RU 2164956), включающий выщелачивание кадмия с последующим его осаждением.

Недостатками способа являются недостаточно высокая степень извлечения кадмия и очень высокая степень опасности производства.

При выщелачивании кадмия в аммиачной среде происходит образование комплексных катионов [Cd(NH₃)₄]²⁺. Железо также образует подобные аммиакаты, хотя и не в значительной степени, следовательно, невозможно обеспечить селективное извлечение кадмия.

Применение аммиака ограничено его летучестью, резким едким запахом и ядовитостью паров.

Техническими задачами, на решение которых направленно заявленное изобретение, являются повышение степени извлечения кадмия и безопасности производства.

Указанные задачи решаются тем, что способ переработки кадмийсодержащих материалов, включающий выщелачивание кадмия с последующим его осаждением, отличается тем, что выщелачивание осуществляют раствором этилендиаминтетраацетата натрия при pH раствора 9,0-9,5. После чего из полученного раствора удаляют этилендиаминтетраацетат в молекулярном виде осаждением его серной кислотой при pH 1,0-1,6, а затем осаждают кадмий в виде гидроксида, добавлением в кадмийсодержащий раствор щелочи до pH раствора более 9,8.

Область комплексообразования этилендиаминтетраацетата с железом и кадмием находятся в разных значениях pH среды: кадмия – в щелочной, а железа в кислой. Следовательно, при применении щелочного раствора этилендиаминтетраацетата обеспечивается избирательное растворение оксида кадмия. При этом оксид железа практически в неизменном виде остается в твердой фазе.

Выбор pH выщелачивания обусловлен устойчивостью кадмиево-этилендиаминтетраацетатного комплекса, максимум которой наблюдается в указанном диапазоне.

В кислой среде при pH раствора 1,0-1,6 этилендиаминтетраацетат приобретает молекулярную кислотную форму, практически не растворимую в воде, что позволяет удалить его полностью.

При pH раствора менее 1,0 и более 1,6 растворимость этилендиаминтетраацетата увеличивается, поэтому удаление его будет не полным.

При осаждении кадмия при pH раствора менее 9,8, гидроксид кадмия кристаллизуется не полностью и возможен проскок сульфата кадмия в фильтрат.

Способ осуществляли следующим способом.

Пример

Набивки положительных ламелей железо-кадмиевых аккумуляторов размером частиц класса – 0,1 мм, содержащих CdO – 21,1%, Fe₂O₃ – 51,7%, графит – остальное, подвергали выщелачиванию в течение 2 часов в растворе Трилона Б (этилендиаминтетраацетата натрия) концентрацией 100-120 г/дм³ при Т:Ж=1:5 при pH раствора 9,0-9,5.

После фильтрации кек промывали водой, а промводы объединяли с фильтратом.

В полученный раствор добавляли серную кислоту до достижения рН раствора 1,0-1,6. При этом получали осадок этилендиаминтетрауксусной кислоты, который отфильтровывали и направляли на приготовление исходного раствора в головную операцию выщелачивания.

После этого кадмийсодержащий раствор нейтрализовали концентрированным раствором NaOH до достижения pH 10-11, при котором осаждается гидроксид кадмия. Полученный осадок промывали водой и прокаливали при температуре 550°С.

При этом получили оксид кадмия, соответствующий требованиям ГОСТ 11120-75.

Формула изобретения

Способ переработки кадмийсодержащих материалов, включающий выщелачивание кадмия и последующее его осаждение из раствора, отличающийся тем, что выщелачивание осуществляют раствором этилендиаминтетраацетата натрия при pH 9,0-9,5 с последующим удалением этилендиаминтетраацетата из раствора в молекулярном виде осаждением серной кислотой при pH 1,0-1,6, а затем ведут осаждение кадмия в виде гидроксида добавлением в раствор щелочи до pH раствора более 9,8.