Экстрагент для извлечения цветных металлов

 

ЭКСТРАГЕНТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ на основе нафтеновых кислот в керосине, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности извлечения металлов за счет уменьшения потерь, экстрагента и гидратообразования, он дополнительно содержит триалкиламин при следующем соотношении компонентов , мас.%: Нафтеновые кислоты 12-20 Триалкиламин10-20 КеросинОстальное .% too 50 rsD

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„108432

3(51) С 22 В 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

12-20

10-20

Остальное

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3493485/22-02 (22) 27.09.82 (46) 07.04.84 ° Бюл.%13 (72) Е.А. Букетов,. А.В. Стряпков, М.Ш. Шарипов и ?.Ж. Стряпкова (71) Химико-металлургический институт

АН Казахской ССР (53) 669.053.4(088.8) (56) "Цветные металлы", 1975, 96, с. 21-26.

2. Авторское свидетельство СССР

PI5427719 кл.С 22 В 15/00, 1977. (54)(57) ЭКСТРАГЕНТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ

ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ на основе нафтеновых кислот в керосине, о т л и— ч а ю шийся тем, что, с целью повышения эффективности извлечения металлов за счет уменьшения потерь экстрагента и гидратообразования, он дополнительно содержит триалкиламин при следующем соотношении компонентов, мас.7.:

Нафтеновые кислоты

Триалкиламин

Керосин

1 1084

Изобретение относится к гндрометаллургии цветных металлов, в частности к извлечению металлов из сульфатных н сульфатно-аммиачных растворов. 5

Известны в качестве экстрагента для извлечения и разделения цветных металлов из слабокислых сульфатных растворов карбоновые кислоты. Наиболее дешевыми из таких экстраген- 10 тов являются нафтеновые кислоты (1).

К недостаткам нафтеновых кислот следует отнести высокую их растворимость в нейтральных и щелочных растворах, что приводит к большим потерям и загрязнению сточных вод органическими примесями.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является экстрагент для извлечения цветных металлов на основе нафтеновых кислот P2 ).

Недостаток этого экстрагента заключается B незначительном уменьшении (на 5-10X) растворимости нафтеновых кислот, что происходит только из-эа сдвига рН зкстракции в более кислую область. При этом образование взве сей в области наиболее полной экстракции не устраняется. 30

Цель изобретения — повышение эффективности извлечения металлов за счет уменьшения потерь экстрагента и гидратообразования.

Поставленная цель достигается тем, что экстрагент для извлечения цветных металлов на основе нафтеновых кислот дополнительно содержит триалкиламин при следующем соотношении компонентов, мас.Х:

Нафтеновые кислоты 12-20

Триалкиламин 10-20

Керосин Остальное

Установлено, что растворимость компонентов экстрагента в воде

45 (а следовательно, и потери со сточными и промывными водами) при их совместном присутствии значительно ниже, чем у каждого в отдельности (см.таблицу).

Как видно из приведенной таблицы, суммарная растворимость нафтеновых кислот и третичных аминов минимальна при соотношении: кислота:амин=

1: (О, 25-1) .

На основании полученных данных проводят сравнение экстракционных свойств 1 М раствора нафтеновой кислоты (средняя. молекулярная масса

323 2

230) в керосине без добавок и предлагаемого экстрагента — раствора в керосине 1 M нафтеновой кислоты и 0,5 M технического третичного амина с радикалами С вЂ” С (средняя молекулярная масса 350). В делительных воронках в течение 3-5 мин смешивают равные объемы (по 50 мл) каждого из этих экстрагентов с водной фазой, содержащей О, 1 М сульфата меди, никеля или кобальта. Равновесный рН устанавливают раствором аммиака. Извлечение рассчитывают по результатам анализа водной фазы после 10 мин отстаивания.

При использовании смеси нафтеновой кислоты с амином обеспечивается практически полное извлечение меди в интервале рН 4,5-8,5, никеля и кобальта — при рН 6,5-8,0, т.е. интервал рН наиболее полной экстракции металлов расширяется по сравнению с известным экстрагентом на 1-2 единицы рН в сторону щелочных растворов. Расслаивание фаз хорошее, образование взвесей не обнаруживается. Экстракцию проводят по общепринятым методикам в делительных воронках, время перемешивания 3-5 мин, рН среды устанавливают добавлением аммиака или серной кислоты.

Экспериментальные данные по извлечению меди и никеля нафтеновой и (для сравнения) каприловой кислотами в присутствии и отсутствии аминов представлены на фиг.1 и 2.

На фиг.1 — экстракция меди и никеля 1 М раствором каприловой кис- лоты в гексане (1) и с добавкой

0,5 М триэтиламина (2), исходная концентрация металлов О, 1 М; на фиг.2 — экстракция меди и никеля

1 М раствором нафтеновой кислоты в керосине (1) и с добавкой 0,5 M триалкиламина (2), исходная концентрация металлов 0,1 M).

В соответствии с катионообменным характером реакций извлечение металлов увеличивается при повышении рН среды. Медь начинает извлекаться при рН 3 3 и практически полностью переходит в органическую фазу при рН 4,5, никель (кобальт) — соответственно при рНЪ4,5 и рН 76,5. В щелочной области экстракция снижается вследствие растворения карбоновых кислот в водной фазе, а также снижения устойчивости карбоксилатных комплексов и повьш ения устойчивос10843

Содержание в смеси компонентов

Время отстаивания

НК Ж ТАА Х Хольное соотиоше1 сут

) 10 мин нн)нк

HK Т +ТАА НК YAA К+ТАА НК ТАА К+ТАА ние

НК:ТАА

120 — 120

61 11 72

51 12 63

186 — 186 170 — 170

1:О

1:0,25 95 12 107 86 12 98

20 10

16 16

12 20

8 24 5 28

78 18 96 72 16 88

1:0,5

72 52 124 65 45 110 45 14 59

68 90 158 60 80 140

40 42 82

0,5:1

О, 25: 1 66 140 206 60 124 184 42 78 120

185 185

550 550 — 345 345

О:1 ти аммиачных и гHppoKcoKoMIIJIpKcoB металлов.

Введение аминов несколько повышает рН начала экстракции металлов и резко расширяет область рН практически полного из"влечения металлов в сторону щелочных растворов. Это особенно заметно в случае экстракции меди нафтеновой кислотой: при добавлении триалкиламина интервал рН наиболее полной экстракции увелич лся примерно на 2 единицы рН. Это свидетельствует об образовании более прочных аминонафтенатных комплексов.

Рассчитанные по этим данным концентрационные константы экстракции металлов в виде аминонафтенатов состав ляют: для меди — (3,6+0,7) 1СГ,для

8 никеля и кобальта — (1,4+0,6/10 1 ).

Пример . К 50 мл водного 20 раствора, содержащего 4,94 г/л меди с рН 4 16, добавляют 50 мп 1 М раствора нафтеновой кислоты в керосине (система 1); к 50 мл такого же водного раствора добавляют 50 мл раствора, 25 содержащего 1 М нафтеновой кислоты и 0,5 М технического третичного ами23 4 на в керосине (система П). Затеи в обе системы добавляют по нескольку капель раствора аммиака для корректировки рН. После 5 мин интенсивного перемешивания и 1 ч отстаивания найдено; в рафинате — 0,26 г/л нафтеновой кислоты, 0,02 г/л меди, рН

4,85; в рафинате П вЂ” 0,010 г/л нафтеновой кислоты, 0,002 г/л амина, 0,03 г/л меди, рН 4,95

Таким образом, преимуществом предложенного экстрагента является техническая возможность его использования для извлечения металлов иэ нейтральных и слабощелочных (аммиачных) растворов. Экономическая эффективность его применения обеспечивается вдвое меньшей (по сравнению с нафтеновыми кислотами) растворимостью в водной фазе и, соответственно, вдвое меньшими потерями со сточными водами.

Кроме того, уменьшается загрязнение сточных вод и снижаются затраты на их очистку. Улучшается также эффективность извлечения за снчет отсутствия взвесей гидроокисей металлов в нейтральной и слабощелочной среде.

1084323

Р н

Составитель Л. Рякина

Редактор М. Келемеш Техред Т.Фанта Корректор О. Тигор

Заказ 1929/20 Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал IIIIII "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4