ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССА ОСАЖДЕНИЯ МЫШЬЯКА ИЗ МЕДНОГО ЭЛЕКТРОЛИТА ПСЕВДОБРУКИТОМ

Представлены результаты экспериментов очистки растворов медного производства от мышьяка псевдобрукитом (Fe2TiO5). С использованием вероятностно-детерминированного планирования эксперимента на четырех уровнях были изучены свойства псевдобрукита как осадителя мышьяка в медных сернокислых растворах. В качестве варьируемых факторов выбраны: кратность дозирования осадителя (КДО) – 1÷4; соотношение осадителя к мышьяку (Fe2TiO5 : As) – (1÷2,5):1; температура процесса – 25÷60 °С; концентрация H2SO4 – 120÷200 г/л; продолжительность опыта – 15÷60 мин.
Для исследования процесса осаждения мышьяка из медного электролита использован технологический раствор ТОО «Корпорация «Казахмыс» (г. Балхаш) с содержанием компонентов, г/л: 50,7 Cu, 7,75 Ni, 9,83 As, 200 H2SO4 и др.
По результатам рентгенофазового и ИК-спектроскопического анализов идентифицировано и подтверждено наличие арсенат-иона в составе твердых осадков в виде комплексного соединения гидроксосульфата арсената железа и пироарсената железа. На основе графических зависимостей степени осаждения мышьяка от исследуемых факторов определены значимые параметры (соотношение осадителя к мышьяку, температура рабочего раствора и продолжительность опыта), которые определяют эффективность извлечения мышьяка в твердую фазу псевдобрукитом. Выведена обобщенная формула математической зависимости степени осаждения мышьяка псевдобрукитом от условий проведения процесса (уравнение Протодьяконова). Установлены оптимальные условия проведения процесса очистки медного электролита, при которых более 60 % мышьяка извлекается в осадок. Разработан новый способ очистки медного электролита от мышьяка псевдобрукитом.

1. Сергеев С. Медные проблемы цветной металлургии: Сб. науч. тр. Казахстана. Алматы, 2010. No. 3. С. 1—3.

2. Антонович Ю.Ф. История металлургии мышьяка: Сб. УрФУ. Екатеринбург: УрФУ, 2011. С. 100—114.

3. Баймаков Ю.В., Журин А.И. Электролиз в гидрометаллургии. М.: Металлургия, 1977.

4. Кузнецова Т. А., Федоров В.А. Электролитическое рафинирование меди с повышенным содержанием Sb и As и вывод их из электролита // Металлургия цветных металлов. 1974. No. 4. С. 174—179.

5. Мартемьянов Д.В., Галанов А.И., Юрмазова Т.А. Определение сорбционных характеристик различных минералов при извлечении ионов As5+, Cr6+, Ni2+ из водных сред //Фундаментальные исследования. 2013. No. 8. С. 666—670.

6. Гаррелс Р.И., Крайст И.А. Растворы, минералы, равновесия. М.: Мир, 1968.

7. Глушко В.П. Термические константы веществ. М.: Химия, 1970. Вып. 4.

8. Карапетьянц М.Х., Карапетьянц М.Л. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ. М.: Химия, 1968.

9. Касенов Б.К., Алдабергенов М.К., Пашинкин А.С. Термодинамические методы в химии и металлургии. Алматы: Рауан, 1994.

10. Пашинкин А.С., Спивак М.М., Малкова А.С. Применение диаграмм парциальных давлений в металлургии. М.: Металлургия, 1984.

11. Пашинкин А.С., Спивак М.М. Построение диаграмм парциальных давлений четырехкомпонентной системы Ме1—Ме2—S—О // Комплексное использование минерального сырья. 1984. No. 1. С. 46—48.

12. Гурвич Л.В., Вейц И.В., Медведев В.А. Термодинамические свойства индивидуальных веществ. М.: Наука, 1981. Т. 3. Кн. 2.

13. Моисеев Г.К., Ватолин Н.А. Термодинамические функции оксидов BaO2, Ba2O4 и СаО2 // Физ. химия. 2002. Т. 74. No. 6. C. 986—988.

14. Омаров Х.Б., Сагиндыкова З.Б. Термодинамика взаимодействий в системе Pb—O2—SO2—As2 // Вестник развития науки и образования. 2008. No. 2. C. 13—19.

15. Atlas of Eh—pH diagrams: Intercomparison of thermodynamic databases. Open file rep No. 419. National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, 2005.

16. Омаров Х.Б. Новый подход в обосновании способа извлечения мышьяка из медного электролита // Вестник развития науки и образования. 2007. No. 6. С. 7—11.

17. Omarov H.B., Aldabergenova S.K., Absat Z.B., Rakhimzhanova N.J. Thermodynamic analysis of Mn—As—H2O, Mn—Sb—H2O, Mn—Bi—H2O systems // Proc. 6-th Inter. Сonf. on Biological, Chemical & Environmental Sciences (BCES-2016) (Pattaya, 8—9 Aug. 2016).

18. Schweitzer G.K., Pesterfield L.L. The aqueous chemistry of the elements. Oxford: Oxford Univ. Press, 2010.

19. Файнберг С.Ю., Филлипова Н.А. Анализ руд цветных металлов. М.: Мир, 1983.

20. Малышев В.П. Вероятностно-детерминированное отображение. Караганда: Гылым, 1994.

21. Беляев С.В., Малышев В.П. Пути развития вероятностно-детерминированного планирования эксперимента // Комплексная переработка минерального сырья Казахстана. Состояние. Проблемы. Решения. Алматы, 2008. Т. 9. С. 599—633.

22. Медиханов Д.Х. Выделение мышьяка в виде арсената железа из реэкстрактов переработки медного электролита // Новости науки Казахстана. Алматы: КазГосИНТИ, 2003. No. 1. С. 9—16

23. Шелудякова Л.А., Афанасьева В.А, Подберезская Н.В., Миронов Ю.И. Спектрально-структурный анализ гидрофосфатов и арсенатов натрия // Журн. структ. химии. 1999. Т. 40. No. 6. С. 1074—1077.

24. Харитонов Ю.Я. Аналитическая химия. Аналитика. М.: Высш. школа, 2003.

25. Касенов Б.К., Мустафина Е.С. Фазовые равновесия и термодинамические свойства арсенатов ряда p-, d- и f-элементов. Караганда: Гласир, 2011.

26. Каримов К.А. Автоклавная переработка мышьяк-содержащих промпродуктов медеплавильного производства: Автореф. дис. … канд. техн. наук. Екатеринбург: УрФУ, 2016.

27. Омаров Х.Б., Абсат З.Б., Алдабергенова С.К., Рахимжанова Н.Ж., Музаппаров А.А., Жанайдарова А.Б. Способ очистки медного электролита от мышьяка псевдобрукитом: Пат. 2016/0515.2 (РК). 2016.