Цементации цинковой пылью

Цементацией называется процесс вытеснения из раствора одного металла другим, более электроотрицательным. Нормальные электродные потенциалы катионов некоторых металлов, присутсвующих в цинковых растворах имеют следующие значения:

Катион Zn²⁺ Cb²⁺ Co²⁺ Ni²⁺ Ge²⁺ Cu²⁺

E⁰, В –0,763 –0,403 –0,277 –0,250 –0,130 +0,337

Из приведенных данных следует, что многие примеси цинковых растворов могут быть цементированы цинком. Использование других электроотрицательных металлов недопустимо, так как в противном случае металл-цементатор, растворяясь, загрязнит раствор. Однако практически только медь и кадмий легко вытесняются цинком; для цементации никеля и кобальта необходимо вводить в раствор активирующие вещества.

В качестве активирующей добавки применяется соль Шлиппе – ортосульфоантимонат натрия Na₃SbS₄·9H₂O.

Цементационная очистка цинковых растворов от меди и кадмия проводится в чанах с механическим перепешиванием в две стадии в переодическом режиме.

При двустадийной схеме па первой стадии в резуль­тате цементации осаждается почти вся медь и некоторое количество кадмия. Поэтому получается не медный, а медно - кадмиевый кек, который нуждается в дополнитель­ной обработке для извлечения из него кадмия. В трех- и четырехстадийных схемах медь на первой стадии осаж­дается не нацело, в растворе обычно остается 300-500 мг/л, что дает возможность получать практически чи­стый медный кек, который можно направлять непосред­ственно в медеплавильное производство.

При двустадийной схеме на второй стадии заверша­ется процесс очистки и должно достигаться заданное по технологии содержание примесей в очищенном растворе. В связи с этим на второй стадии, как правило, расходу­ют наибольшую часть или все расчетное количество цин­ковой пыли. Таким образом, на этой стадии совмещаются две не совсем совместимые задачи - очистка раствора от остаточного количества меди, а также от кадмия, кобаль­та, никеля и глубокая очистка раствора от кадмия. Вслед­ствие этого для проведения глубокой очистки приходится расходовать значительный избыток цинковой пыли, а цементный осадок направлять в оборот на первую ста­дию, где кадмий переводится в медно-кадмиевый кек. Возврат цементного осадка, содержащего кадмий, ко­бальт, никель, германий, а также все остальные примеси, осаждаемые цинковой пылью, на первую стадию имеет еще одну отрицательную сторону. При контакте цемент­ного осадка с раствором сульфата цинка, содержащего ионы меди, происходит обратное растворение примесей, несмотря на наличие в осадке избытка цинка для полно­го осаждения меди [4].