Способ извлечения металлов

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК це и> г0судАРственный намитет сссР па делАм изОБРетений и атнРьп ий

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

t (21) 3331748/22- 02 (22) 26.08.81 (46) 30.07.83. Бюл. И 28 (72) В.К.Черкасов, Ю.В.Нестеров, С.П.Фролов, О.К.Лесная, Г.Л.Суетин и А.В.Миронов (53) 669.28.3(088.8) (56) 1. Патент ФРГ И 24 10158, . кл, С 22 В 15/12, 1976.

2. Патент Великобритании

И 980220, кл. С 2 С, 1965.

Зсю В Ol С 11/04; С 22 В 3/00 (5") (57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ из водных растворов, включающий экстракци экстрагентом в Н+ -форме с введением основания в процессе экстракции, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента распределения, экстракцию осуществляют с использованием в качестве основания водорастворимого органического основания. м

1031

Изобретение относится к металлур;„ .гии редких металлов, а именно к способам извлечения металлов.

Известен способ экстракционного извлечения металлов из кислых водных растворов катионообменным экстрагентом в Н+-форме в одну ступень при добавлении в процессе экстракции суспенэии СаО для постоянного поддержания оптимального значения рН раствора с образованием трехфазной системы, состоящей из насыщенного металлом экстрагента, рафината и осадка гипса (1).

К недостаткам способа относится невозможность проведения его в непрерывном многоступенчатом варианте без значительного усложнения аппаратурного оформления процесса и увеличения эксплуатационных затрат, а также потери экстрагента с твердой фазой и практические затруднения,в поддержании нерастворимых в воде неорга" нических нейтрализующих peareHT08, обладающих большой инерционностью реакции нейтрализации.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ из-. влечения металлов из водных растворов, включающий экстракцию экстрагентом в Н -форме с введением ос+ нования в процессе экстракции (2

Недостатком способа является невысокий коэффициент распределения.

Цель изобретения - повышение коэф- З5 фициента распределения.

Поставленная цель достигается тем, что, в способе извлечения металлов из водных растворов, включающем экстракцию экстрагентом в Н" -форме с 40 введением основания в процессе экстракции, экстракцию осуществляют с использованием в качестве водорастворимого органического основания.

Регулирование величины рН раствора в процессе экстракции осущест вляют введением в него водорастворимого органического основания, которое не может накапливаться"в орга- 50 нической фазе, так как будет постоянно выводится с рафинатами (водной фазой) экстракцией, а также при от-. мывке водой насыщенного экстрагента от примесей перед операцией реэкстракции и в процессе самой операции реэкстракции металла водными растворами реагентов.

Указанное основание при реакции с, освободившейся кислотой образует менее диссоцияующую соль, чем в известном. Конкурирующее дейстиве катионов этой соли flo отношению к катионам металлов при межфаэном обмене с катионом Н кислотсодержащего экстрагента значительно понижается.

Пример 1. В экспериментах используют технические Д2ЭГФК и третичный алифатический амин, содержащий 803 триоктиламина (ТОА /согласно ТУ-95- 151-73/ с примесями соответственно мона -2-этилгексилфосфорной кислоты и вторичных аминов; аммиак

253-ный водный раствор, едкий натр и мочевина. марки х.ч.

Примеси из технических Д2ЭГФК и ТОА вымывают многократным контактированием их в керосине с водой, до постоянного значения рН водной

Фазы.

Исходный раствор молибдена готовят из парамопибдата аммония марки х.ч. Молибден в водной фазе анализируют капориметрическим методом.

Все опыты ведут в делительных воронках емкостью 106 м при соотношении органической. и водной фаз 1:1.

Время контакта составляет 2 мин, В качестве экстрагента используют смесь 203-ого раствора Д2ЭГФК и

54-ого ТОА в керосине.

Исходный водный раствор с содержанием молибдена 9,66 r/ë подкисляют серной кислотой до рН 2,4. Постоянное значение этой величины поддерживают в процессе экстракции добавлением необходимого количества основа. ния через каждые 10 с.

Для определения, истинного значения коэффициента распределения (КР молибдена в случае использования органического основания для корректировки величины рН, такое же коли45 чество основания переводят в сернокислую соль и добавляют в раствор до начала экстракции в контрольных опытах.

В табл. 1 приведены показатели . экстракции молибдена при корректировке величины рН водной фазы.

Как видно из представленных данных поддержание исходного оптимального значения рН водной фазы по известному.с помощью неорганического основания (ИН ОН, йаОН)повышает Кг мо" либдена всего в 1,5"2 раза по сравнению с контрольным опытом. В слу° .аО ю ° е

Изменение величины рН водной фазы

Соединение

Коэффициент распределения

Содержание

Ио, г/л

Начало опыта

Конец опыта

Водная фаза

2,4

1,28

0,052

274 ин40Н

2,4

2,4

0,035

2,4

Na0H

0,029 °

0,014

331

Иочевина

2,4

2,4 б88

Сернокислая соль мочевины

2,4

0,042

228, 5

1,3I

3 10314 чае использования для этой цели органических оснований {мочевины) Кг молибдена возрастает в 3-7 раз по сравнению с контрольными опытами с использованием их сернокислых солей.

Для поддержания воэможности распрострайения сущности предлагаемого изобретения также и на другие металлы, кроме Ио, ниже приведен второй пример экстракционного извлечения сернокислого окисного железа Ге (504 3 смесью Д2 ЭГФК и ТОА с регулированием величины рН водного раствора путем1введения в него анилина, в котором также прослеживается аналогичный эффект.

Пример 2, В предварительных опытах найдено, что при экстракции

Fe(lIi) оптимальная кислотность растеора состава, г/л: Fe(ill) 10; е(И) 1,7; АР 2,4; Иц +0,8; Са

0,95; 504. 30; МО 1,1 соответствует рН 1,45-1,5.

В экспериментах используют технический триалкиламин ТАА, содержащий 864 ТОА и Д2ЭГФК, отмытые от при25 месей низкомолекулярных продуктов

3"х кратной попеременной обработкой их в керосийе водными растворами

0,1 ЙН О и 0,1 и NaOH, а также

254-ный водный аммиак (МН ОН), едкий натр (Na0H), основание анилина (Сбй ИН ). Эксперименты проводят в делительних воронках емкостью 100 см при соотйоаении органической и водной фаэ 1:2 и комнатной температуре, 35

В качестбе экстпагента используют смесь 6,18 И ТАА и 0,1 М Д2ЭГФК в керосине. Для поддержания исходного значения рН водного раствора в про40 4 цессе экстракции через каждые 15 с, . вводят необходимое количество соответствующего основания.

Для определения влияния катиона (С Н Н ) на экстракцию Fe (50 )36 специальном эксперименте нужное для регулировки рН раствора оснозание анилина переводят в сернокислую соль и вводят в исходный водный раствор.

Время контакта фаз составляет 2 мин.

В табл. 2 приведена кинетика иэ" менения коэффициента распределения (Кр) Fe(I II) и величины рй водного раствора в процессе экстракции, (o Fe{I1I} = 10,1 г/л, рН 1,47 "e обходимая для расчета потребного количества основания.

Из таблицы видно, что величина рН водного раствора в процессе экстракции отклоняется от исходного значения на 193, а величина Кр эа

2 мин. контакта составляет 0,132.

В табл.3 приведены результаты экспериментов по добавке расчетного количества основания для поддержания исходного значения рН раствора эа 2 мин контакта фаз, а также влия" ние корректировки рН водного раствора путем введения основания на

К Fe(ill) в процессе экстракции.

Из табл.3 видно, что поддержание исходного значения рН водного раствора путем введения в него основания анилина повыюает KpFe(III) в 1,5-1,7 раза по сравнению с неорганическими основаниями.

Экономический эффект от промышленного внедрения данного способа составляет 100 тыс.руб; в год.

Таблица 1

1031440

Таблица 2

Время экстракции, с

»»»»« е»ю «е ю е е ее»ее»» »а«ее»ею«в«

45 60 75 90 105 120

«ююеею«ееееавеввюееееюю »«»»»»»»»

6,4 7,1 10,7 11,7 12,5 13,2

Параметры ю ю ююеюю

15 30 ю аа ю ю

3,7 5.1 юююа «ююю

К 10

1 38 lâ,32 1,28 1,25 1,22 1,21 1,20 1,20

«»«»»«»»»»»»»»»««»»

«ю» ееавеа«юею» «ею« е» ю ««««»«»»««»»«»««»

Таблица 3 еююююю«юююююа«

Вводимое основание

«» «»»»» «»»»» «»»»»»»

Изменение величины

Коэффициент. рас-пределения-К - 10

«ю«ю ю«ав

Начало опыта

«авююе «юа«Ф «ю ю»

Конец опыта

1,.47

13,2

1,20

1,47

27,4

МН ОН

23 9

1,47

1,46

Na0H

1,47

Н МН

NH3) +SO

41,3

1,46

13,4

1,47

1,19.

° ю ю «юю «\ ю

Составитель 3.Баранкова

Редактор О, Сопко Техред . И,Костик Корректор Я.Тяско

° ю ю ю «ею« е«ю О«вавеэ«ООО»ю«О«в«Фее»»Ф»еюю ею

Заказ 5257/2 Тираж 688 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Носква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

«»ЕОЮО»Ю««О ° «Е ю ° » ЮО ° «авюавю ° а«юююе» « филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4