Извлечение серебра и других ценных компонентов реагентным способом из раствора, образующегося после анализа на цианиды аргентометрическим титрованием промышленных электролитов цианистого цинкования и кадмирования Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

9

О Л 0 X U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. № 9 (125)

УДК 541.135 Д.Ю. Тураев

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ИЗВЛЕЧЕНИЕ СЕРЕБРА И ДРУГИХ ЦЕННЫХ КОМПОНЕНТОВ РЕАГЕНТНЫМ СПОСОБОМ ИЗ РАСТВОРА, ОБРАЗУЮЩЕГОСЯ ПОСЛЕ АНАЛИЗА НА ЦИАНИДЫ АРГЕНТОМЕТРИЧЕСКИМ ТИТРОВАНИЕМ ПРОМЫШЛЕННЫХ ЭЛЕКТРОЛИТОВ

ЦИАНИСТОГО ЦИНКОВАНИЯ И КАДМИРОВАНИЯ

It is offered reagent way of extraction Ag+ and I" from a solution formed after the analysis on CN" argentic titration of industrial electrolytes of cyanide zinc and cadmium plating. In the environment of surplus of solution NH3 solution H202 oxidize CN" that result in to destruction of cyanide complexes, thus are simultaneously formed ammine zinc and cadmium complexes. Am-mine silver complex at presence I" collapses, as Ag+ react with I" with precipitate Agl, which is insoluble in water solution NH3. Silver precipitates out from deposit Agl action Zn and H2S04. From the solutions containing I" I2 it is received at addition at first surplus of solution H2S04, and then necessary quantity of solution H202. After filtration of deposit I2, by electrolysis with the insoluble anode at the control pH a solution are taken Zn and Cd.

Предложен реагентный способ извлечения Ag+ и I" из раствора, образующегося после анализа на CN" аргентометрическим титрованием промышленных электролитов цианистого цинкования и кадмирования. В среде избытка раствора NH3 раствор Н202 окисляет CN", что приводит к разрушению цианистых комплексных соединений, при этом одновременно образуются амминые комплексы цинка и кадмия. Амминый комплекс серебра в присутствии I" разрушается, так как Ag+ реагируют с I" с образованием осадка Agl, который нерастворим в водном растворе NH3. Серебро выделяется из осадка Agl действием Zn и H2S04. Из растворов, содержащих I", 12 получается при добавлении сначала избытка раствора H2S04, а затем необходимого количества раствора Н202. После отделения осадка 12 электролизом с нерастворимым анодом при контроле рН раствора извлекаются Zn и Cd.

В гальваническом производстве находят применение процессы нанесения цинкового или кадмиевого покрытия из цианистых электролитов. Заводская лаборатория регулярно проводит анализ цианистых электролитов на содержание различных компонентов, в том числе и на содержание цианистого натрия. При проведении анализа на цианид ионы используется раствор аммиака и такие реактивы, как нитрат серебра и йодистый калий, реакции идут по уравнениям:

2CN" + Ag+ = Ag(CN)2" (1)

Ag+H36. + г = Agl^j^Tbifi (2)

Нитрат серебра содержит драгметалл серебро, которое относится к подотчетным материалам. Иодид-содержащие препараты являются дорогими и дефицитными материалами. Для снижения затрат необходимо извлечь серебро и йодид анионы из раствора, образующегося при проведении анализа на цианид-анионы. Процесс извлечения катионов серебра и йодид анионов осложняется наличием цианид-содержащих соединений. Кроме того, необходимо учитывать наличие в растворе катионов кадмия, которые токсичны.

Обработка данного раствора избытком смеси концентрированной

| || в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. Ne 9 (125)

азотной и серной кислоты при нагревании требует наличия хорошо работающего вытяжного оборудования и строгого соблюдения правил техники безопасности.

Электрохимический метод обработки цианид содержащих растворов и электролитов с целью извлечения металлов при одновременном окислении цианид анионов хорошо известен, однако, он имеет ряд недостатков: скорость выделения металлов на катоде должна превышать скорость окисления цианид-ионов на графитовом аноде, в противном случае, в объеме раствора накапливается взвесь нерастворимых цианидов тяжелых металлов. При низком содержании катионов тяжелых металлов и высоком содержании цианид-ионов в обрабатываемом растворе, выход по току выделения металлов на катоде снижается. Для увеличения выхода по току металлов на катоде в раствор вводят дополнительно хлорид-ионы, которые способствуют увеличению скорости реакции окисления цианид-анионов на графитовом катоде. На катоде выделяются индивидуальные металлы или их смеси, в последнем случае требуется их дальнейшее разделение. Введение водного раствора аммиака в цианид содержащие растворы и электролиты при их электрохимической обработке позволяет предотвратить выпадение в осадок средних цианидов цинка и кадмия, но не серебра.

При окислении цианид-ионов, содержащихся в растворе, образующемся после анализа на цианиды аргентометрическим титрованием промышленных электролитов цианистого цинкования и кадмирования, каким-либо способом, сначала происходит образование осадка Agi, а затем, в случае недостатка I", образуется осадок AgCN, так как nPAgi < nPAgcN-

Исследования показали, что при электролизе аммиачного раствора, содержащего комплексные цианистые соединения цинка, кадмия и йодид анионы на графитовом аноде происходит окисление цианид анионов, сопровождающееся разрушением комплексных соединений тяжелых металлов, при этом образуется желтый осадок йодистого серебра, взвешенный в растворе. Метод неудобен тем, что окисление цианид-ионов происходит только на поверхности, ограниченной рабочей площадью анода и небольшого прилегающего к нему слоя раствора. На катоде осаждается смесь металлов, чаще всего в виде шероховатого, плохо сцепленного с основой осадка, а при увеличении абсолютной скорости осаждения металлов - в виде порошка.

Реагентный способ рекуперации аммиачного раствора (рис I, фото 1а), содержащего комплексные цианистые соединения цинка, кадмия и йодид анионы, с использованием окислителя - раствора пероксида водорода, оказался весьма эффективным. В аммиачной среде пероксид водорода окисляет цианид-анионы, катионы тяжелых металлов цинка и кадмия в осадок не выпадают, поскольку образуются растворимые аммиачные комплексные соединения. Катионы серебра при этом полностью удаляются из раствора в виде осадка йодистого серебра, нерастворимого в растворе аммиака (рис I, фото 16). Поскольку при анализе на цианид-анионы производственных электролитов используется заведомый избыток йодида калия по отношению к катионам серебра, то практически все катионы серебра будут извлечены из раствора. Осадок йодистого серебра отделяется от раствора фильтрованием

9

О Л 0 X U в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. № 9 (125)

или декантацией, и после промывки дистиллированной водой, смешивается с раствором серной кислоты и гранулированным цинком.

Рис. L Рекуперация аммиачного раствора, содержащего комплексные цианистые соединения цинка, кадмия и йодид анионы: 1а - исходный раствор, 16 - выпадение осадка йодистого серебра, 2а - получение порошкообразного металлического серебра, 26 - получение слитка серебра, За - окисление йодид анионов пероксидом водорода в кислой среде, 36 - отделение свободного йода.

В результате реакции контактного вытеснения и восстановления водородом в момент выделения образуется осадок металлического серебра:

2Agll + Zn = Agi + Znl2 (3)

£ il в химии и химической технологии. Том XXV. 2011. Ne 9 (125)

Agil + H = Agi = HI (4)

который отделяют фильтрованием или декантацией (рис I, фото 2а). Осадок промывают дистиллированной водой и переплавляют в муфельной печи (рис I, фото 26).

Фильтрат, содержащий аммиакаты цинка, кадмия, йодид-ионы и остаток пероксида водорода смешивают с кислым сернокислым раствором, содержащим йодид-ионы, образующимся после восстановления йодида серебра металлическим цинком. Далее при поддерживании кислой среды, с помощью введения необходимого количества раствора серной кислоты, порциями добавляют раствор пероксида водорода (рис I, фото За). Твердый йод выделяется по уравнению реакции:

2Н+ + 21" + Н202 = l2i + 2Н20 (5)

Выделившийся твердый йод декантируют, промывают и высушивают. После дополнительной очистки, например, возгонкой, твердый йод может служить готовым товарным продуктом (рис. I, фото 36).

Фильтрат после отделения йодид-анионов содержит токсичные катионы кадмия, которые должны быть отделены. Этот процесс можно осуществить с помощью обычного (безмембранного) электролиза, используя нерастворимый анод, например, платинированный титан. На катоде будет выделяться металлический кадмий с хорошим выходом по току, несмотря на наличие в растворе избытка серной кислоты.

После отделения кадмия также простым электролизом с использованием нерастворимого анода можно удалить катионы цинка. Для этого предварительно рН раствора увеличивают до слабокислых значений и поддерживают таким в течении всего электролиза, вводя в раствор необходимое количество раствора щелочи. После извлечения цинка, оставшийся раствор, содержащий практически только сульфат натрия, направляется на заводские очистные сооружения.

УДК 621.357.7

М.А. Воробьева, В.В. Кузнецов

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

ОСАЖДЕНИЕ КОРРОЗИОННО-СТОЙКОГО СПЛАВА CR-NI-MO ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИМ СПОСОБОМ

Described electrochemical obtaining alloy Cr-Ni-Mo, having on-vyshennoy corrosion resistance.

Описано электрохимическое получение сплава Cr-Ni-Mo, обладающего повышенной коррозионной стойкостью.

Согласно литературным данным [1], сплав Cr-Ni-Mo обладает повышенной коррозионной стойкостью. В работе предпринята попытка получе-