Zbekiston respublikasi toshkent kimyo texnologiya instituti

Pirometallurgik usul bilan kadmiy ajratib olish 1829-yilda boshlangan.Jarayon retorta pechlarida 700-800^oC da 12-70 soatgacha tiklash orqali distilyatsiyalanadi.Bu usulda metallar ko’p yo’qotilishga uchraganligi sababli hozirda qo’llanilmayapti. [3]
Gidrometallurgik usul esa quyidagi ketma-ketlikda amalga oshriladi:

Cd saqlagan xomashyo

↓
H₂SO₄ yoki Zn ish.chiq.qayta ishlangan elektrolit bilan tanlab eritish.
↓
Eritmadan Cd gubkasini Zn kukuni bilan cho’ktirish
↓
Cd li eritma tayyorlash
↓
Elektroliz
↓
Katod cho’kmasini kaustik soda ostida eritish.


Kombinirlangan usul esa ham piro ham gidrometallurgiya jarayonlarini o’z ichiga oladi.Bu usulda asosan pusserlar,changlar qayta ishlanadi.(Zn va Pb zavodlaridagi changlar)
Chang
↓
H₂SO₄ yordamida tanlab eritish
↓
Zn kukuni bilan Cd ni gubka holida cho’ktirish
↓
Cd gubkasini briketlab disstilyatsiyalashga yuborish
↓
Distilyatsiyalashda kadmiyni Zn,Tl va Ni dan rafinirlanadi.

Ayrim zavodlarda briketlashdan so’ng gubkani avval kaustik soda ostida eritilib so’ng kadmiyni Tl,Ni va Zn dan tozalanadi.

Tanlab eritish jarayonlarining texnologik sxemasini tanlash.
Cu-Cd kekini qayta ishlashning texnologik sxemasini tanlash murakkab vazifadir.Cu-Cd keklarini qayta ishlash usullarini 3 guruhga bo’lish mumkin.
1-guruhga → Cu-Cd kekini qayta ishlangan rux elektroliti yordamida bir bosqichli tanlab eritishni misol qilib ko’rsatishimiz mumkin: Bu sxemada kadmiyni selyektiv eritish hamda faqatgina kadmiy gubkasini cho’ktirish amalga oshiriladi.
2-guruhga → Cu-Cd kekini bir bosqichli tanlab eritish va Cu va Cd ni kollektiv ravishda eritma tarkibiga o’tkazish shuningdek Zn changi yordamida Cu ni to’liq cho’ktirib so’ng 2 karra kadmiy gubkasini cho’ktirish amalga oshiriladi.
3-guruhga → esa 2 bosqichli tanlab eritish va eritmadagi qo’shimchalardan tozalash va Cd ni 1 yoki 2 bosqichda cho’ktiriladi.[4]
Birinchi sxema bo’yicha asosan boy keklar (4-12 % Cd saqlagan) qayta ishlanadi.
1-sxema bo’yicha → Treyl va Risdon zavodlari ishlaydi.
2-sxema bo’yicha → Flin Flone zavodi hamda
3-sxema bo’yicha → Magdeburskiy zavodlari faoliyat ko’rsatmoqda.



Cu-Cd kekini qayta ishlashning 1-guruhga mansub soddalashtirilgan texnologik sxemasi.


Cu-Cd kekini qayta ishlashning 2-guruhga mansub soddalashtirilgan texnologik sxemasi.

Cu-Cd kekini qayta ishlashning 3-guruhga mansub soddalashtirilgan texnologik sxemasi.

Mis kadmiy kekini qayta ishlovchi zavodlar.
Treyl zavodi (Kanada).Zavod quyida keltirilgan tarkibli Cu-Cd kekini qayta ishlaydi:
Cd-8,3 %; Cu-1,91 %; Pb-3,7 %; Zn-69,5 %; Fe-0,2 %; 0,02% dan Co, In, Tl.
Ushbu kek qayta ishlangan ruxli elektrolit bilan eritmada H₂SO₄ erkin 8-9 g/l bo'lgunga qadar tanlab eritiladi. So'ngra pulpa filtrlanadi. Olingan mis keki tarkibida 6,5% Zn; 1,5 % Cd va 10,7 % Pb mavjud. Mislikekchiqishi 34 %.Filtratda 7,5 g/l Cd, 10,5 g/l H₂SO₄, 9,5 g/l Fe, 0,87 g/l Mn, 2,5 g/l CaSO₄, 3,3 g/l MgSO₄, shuningdek 0,42 mg/l Cl₂, 1,5 mg/l Cu, 1,8 mg/l As+Sb va 0,15 mg/l Co mavjud.Huddishundayfitratdanyuqori tozalikdagi Cd gubkasini Zn kukuni bilan cho'ktiriladi. Eritmadagiqoldiq Cd esa70-80^oC haroratda Zn plastinkalari bilan cho'ktiriladi. Cd li chiqindieritmani(1,5g/l H₂SO₄va 0,35g/l Cd) Zn ishlab chiqarishga, tarkibi 75% Cd va 75% Zn bo'lgan Cd gubkasi havoda bir nech hafta oksidlanadi.
Oksidlangan gubkani kadmiyli qayta ishlangan elektrolitda eritiladi. Filtrdagi Cu-Cd keki jarayon boshiga qaytariladi. Fe, Tl, As va Sb lardan tozalangan va permanganat bilan oksidlantirilgan filtratni esa elektrolizga yo'naltiriladi. Elektrolittarkibi quyidagicha:31 g/l Zn, 0,02 g/l Fe, 0,21 g/l Mn, 2,2 g/l CaSO₄, 8,3 g/l MgSO₄, 177 g/l Cd shuningdek,1,4 mg/l Cu, 0,3 mg/l As+Sb va 63 mg/l Co.
ElektrolizjarayonixuddiZneritmasielektrolizikabitokzichligi44 A/mva 30' Charoratdaolibboriladi. Elektroliz vannasida 23 ta katod va 24 ta anod mavjud, jarayon davomiyligi 48 soat. Tok chiqishi 85-90 %. Elektrolizda hosil bo'lgan dendritlar bir sutkada bir marta sidiriladi. Qayta ishlangan elektrolit tarkibida 31 g/l Zn, 65 g/l H₂SO₄, 0,17 g/l Mn, 2,2 g/l CaSO₄, 8,3 g/l MgSO₄, 104 g/l Cd shuningdek, 0,7 mg/l Cu, 0,3 mg/l As+Sb va 62 mg/l Co mavjud.
Katod cho'kmasi suv bilan yuvilib, kaustik soda qoshib qozonda eritiladi. Eritilga kadmiy 30 kg li chushka holida quyib olinadi. Tovar holidagi quyma tarkibi: 99,064 % Cd, 0,025 % Pb, 0,005 % Cu, 0,006 % Zn va 0,004 %Fe mavjud.

Flin-Flone zavodi. Flin-Flone zavodi kadmiy gubkasini cho'ktirish bilan va ikki bosqichli tanlab eritish orqali mis-kadmiy kekini qatta ishlaydi. Ushbu zavod rekonstruktsiya qilinib sutkasiga 230 kg Cd ishlabchiqaradi.Kadmiynicho'ktirishruxsulfatini misdan tozalangandan so'ng 2 bosqichli to'xtovsiz sxemada amalga oshiriladi. Tozalangan eritmada 70 mg/l Cu va 180 mg/l Cd bo'ladi. Tozalashning birinchi bosqichidan so'ng 1 bosqichidan so'ng eritmada 1,4 mg/l Cu va 2,2 mg/l Cd, 2-bosqichidan so'ng esa 1,3 mg/l Cuva 0,5 mg/l Cd bo'ladi. Mis-kadmiykeklarinitarkibiquyidagicha:

Birinchi bosqich tozalashdan so'ng qolgan kek: Zn 45,4 ; Cu 9,3; Cd 3;
Ikkinchi bosqich tozalashdan qolgan kek: Zn 86,2 ; Cu 0,8 ; Cd 0,13 ;
Kekni tegirmonlarda repulpatsiyalanadi, so'ngra 75^oC haroratda Zn elektroliti bilan tanlab eritiladi.Tanlab eritishni mexanik agitatorlarda (yog'och chanlarda) olib boriladi.Chan diametri: 3,6 m;balandligi: 6 m
Kislotabardosh g'ishtlar bilan futerovkalangan. Agitator qopqoq bilan yopiladi, ajralgan gaz esa ventilyatsion tizim orqalisexdantozalanibturiladi.Eritmadaerkinkislotamiqdori 1g/l gacha tushganda tanlab eritish tugaydi va pulpani ramali filtrpresslarda filtrlanadi. Filtrat tarkibi:115 g/l Zn; 0,016 g/l Zn; 2 g/l; 3,9 g/l Cd bo'ladi va u Cd gubkasini cho'ktirish uchun yuboriladi. Cho'ktirish sig'imi 30 m³ li yopiq qopqoqli sementatorlarda rux kukuni yordamida olib boriladi. Uning tarkibida 55,2 % Cd, 24,4 Zn va 0,4 Cu bo'lib kadmiy sexiga yuboriladi. Filtrat esa ( 109,3 g/l Zn, 0,074 g/l Cd, 2 g/l Fe , 0,043 g/l Co) rux ishlab chiqarishga yo'naltiriladi. Filtrpressdan olingan Cu kekini (26,6 % Zn, 29,4 % Cu, 3,85 % Cd) esa CuSO₄*5H₂O va rux elektroliti bilan mexanik agitatorlarda qayta tanlab eritiladi. Agitatorga 8 m3 , 40 g/l mis sulfati quyiladi. Uni ustidan esa eritmada Cu konsentratsiyasi 1 g/l qolguncha Cu keki yuklanadi. Aralashtirgichli agitatorga 30 daqiqadan so'ng 2-3 m³ rux elektrolit qo'shilib so'ng tanlab eritishyana 30 daqiqa cho'ziladi. Ikkinchi bosqich tanlab eritishdan so'ng kekda Cd 1 % gacha Zn esa 8 % gacha kamayadi. Filtrat jarayon boshiga yuboriladi. Cu kekini esa mis eritish zavodiga jo'natiladi.Kadmiysexidaesagubkani qo'rg'oshinlangan yog'och diametri 3,6 m va balandligi ham 3,6 m li agitatorlarda eritiladi. Tanlaberitishni 78^oC haroratdaolibboriladi. Pulpani o'tkir bug' yordamida qizdiriladi. Tanlab eritishdagi hosil bo'lgan filtr pressdan olingan qattiq qoldiqni Cu- Cd kekini tanlab eritishga (jarayon boshiga) qaytariladi. Neytral elaktrolit hisoblanmish filtratni esa yig'uvchi bakka yo'naltiriladi. Qayta ishlangan Cd li elektrolit esa Cu-Cd kekini tanlab eritish uchun ishlatiladi. Quyida neytral hamda qayta ishlangan elektrolit tarkibi keltirilgan, g/l: Neytral Cd elektroliti, Cd 114,1 g/l; Zn 68 g/l; Cu 0,012 g/l; Co 0,004 g/l.
Qayta ishlangan elektrolit, Cd 58,1 g/l; Zn 64,3 g/l; Cu 0,025 g/l; Co 0,025 g/l.

Magdebursk zavodi.Magdebursk zavodida qayta ishlanadigan asosiy xomashyo bo'lib, tarkibida: 35-40 % Zn , 2-10% Cd, 2% Pb, 1,5-2% Cu, 0,06% Ni, 0,015% Co, 0,11% As, 0,7% Fe va 0,5-0,9% Tl saqlagan Cu-Cd keki hisoblanadi.

Cd gubkasini olish uchun bir bosqichli tanlab eritish jarayoni texnologik sxemasi.
Jarayonga kelgan Cu-Cd kekini Q:S=1:3-4 nisbatgacha repulpatsiyalanadi va agitatorga yuboriladi. Tanlab eritish S:Q= 12:1 bo'lgan sig'imi 40 m3 bo'lgan pnevmatik agitatorlarda harorati 50^oC bo'lgan qayta ishlangan elektrolit ishtirokida amalga oshiriladi. Agitatorga oksidlovchi sifatida 200 g Mn rudasi qo'shiladi. Tanlab eritish jarayoni taxminan 18 soat davom etadi. Agitatordan chiqqan pulpa quyultirgichga beriladi. Quyultirgich pastki quyulmasi diskli filtrlarda filtrlanib, yuviladi. 7,34% Zn, 43,92% Cu, 0,69% Cd, 4,6% Pb, 0,85% Fe tarkibli Cu keki esa velslash uchun shixta tayyorlash bo'limiga yuboriladi. Cu kekining chiqishi 30% ni tashkil qiladi.
Tiniq eritma esa birlamchi kadmiy gubkasini Zn kukuni bilan cho'ktirish uchun mexanik agitatorga beriladi. Zn kukuni sarfi 1g Cd uchun 2,5 g . Zn kukunining bir qismi cho'ktirish jarayonining so'nggi davriga beriladi. Pulpa filtrpressda filtrlanadi. Filtrat tarkibida esa taxminan: 107 g/l Zn; 1,7 g/l Fe; 62 mg/l Cd va 20 mg/l gacha Co mavjud bo'ladi. Gubka tarkibida esa: 41,3% Cd; 16,22% Zn; 2,44% Cu; 1,12% Pb va 0,38% Fe bo'ladi.
Mis kadmiyli kek
Aylanma Cd li eritma Yanchish
Ca(OH)₂Tanlab eritish Qayta ishlangan Zn elektrolit
Filtratsiya Cu li kek
Filtrat
Zn kukuni Cd ni cho’ktirish
Filtratsiya Filtrat 155 g/l Zn 0.05 g/l Cd
Suv Cho’kkan Cd (Sementli Cd)
98 % li H₂SO₄ Eritish
Cd qoldig’i Filtratsiya
KMnO₄ Filtrat
Ca(OH)₂ Te,Fe ca Co dan tozalash
Mn li qoldiq Filtratsiya
Filtrat
Qayta ishlangan elektrolit Elektroliz
Cd katodi

Magdebursk zavodining kadmiy ishlab chiqarish texnologik sxemasi.

Birlamchi gubkani eritishda eritma kislotalilik darajasi 15-20 g/l da ushlab turiladi. Bunda Cd gubkasiga H₂SO₄ va qayta ishlangan Cd elektroliti qo'shiladi. Shundan so'ng Cd gubkasiga qo'shilgan eritmani neytrallab, pulpani esa filtrpresslarda filtrlanadi. Olingan eritmada mis 100 mg/ldan oshib ketmasligi kerak. Cu-Cd qoldig'ida esa 5,7% Zn; 10,5% Cd va 13,5% Cu bo'ladi. Kislotaliligi 1-2 g/l bo'lgan filtratdan ikkilamchi Cd gubkasi cho'ktiriladi. Cho'ktirish Zn kukuni bilan 45-50^oC haroratda mexanik agitatorlarda olib boriladi. Cd gubkasi tarkibida 3-5 g/l Cd bo'lgan filtrlashdan chiqqan eritma birlamch Cd gubkasini cho'ktirishga yuboriladi.
Tarkibida 7,8% Zn; 60-70% Cd; 0,37% Pb; 0,4% Fe va 0,2-0,25% Cu bo'lgan ikkilamchi Cd gubkasidan Cdli elektrolit tayyorlanadi. Cd elektrolitini Cu bilan iflodlanishini oldini olish uchun ikki qavat filtr matodan o'tkaziladi. Ikkilamchi Cd gubkasini eritishdan qolgan qoldiqni (4% Zn; 1,8-2% Cu; 50-51% Cd) boy oraliq maxsulot sifatida birlamchi Cd gubkasi bilan birga tanlab eritiladi. Tarkibida 41 g/l Zn, 250-270 g/l Cd, 0,99 g/l Fe, 13 g/l Mn va 0,2 g/l Cu saqlagan tayyor elektrolit elektrolizga yuboriladi.[5]

1.