Способ экстракции ртути и свинца из водного раствора

 

СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ РТУТИ И СВИНЦА ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА, включающий его контактирование с раствором краун-эфира в органическом растворителе , отличающийся тем, что, с целью повьшения степени извлечения металлов и упрощения процесса, перед контактированием в водный раствор вводят алкилбензосульфонат натрия до концентрации 1,0 моль/л. (/) С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК,.30„„1 21 5 A (д) С 22 В 3/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕ Й

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3585741/22-02 (22) 11.О3.83 (46) 30.10.84. Бюл. 11 40 (72) Ю.М.Глубоков, Ю.А.Ефимова и А.Г. Рыков (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова (53) 669.791.3:669.43(088.8) (56) 1. Boswell С.R., Brooks R.R.

Analyt, Cnim. a st a, 33, 10, .1 965.

2. Якшин В.В., Абашкин В.М., Коршунов M.Á. Журнал аналитической химии, 1982, 37,5, с. 838-940. (54) (57) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ РТУТИ И

СВИНЦА ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА, включающий его контактирование с раствором краун-эфира в органическом растворителе, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения металлов и упрощения процесса, перед контактированием в водный раствор вводят алкилбензосульфонат натрия до концентрации 10 - 1,0 моль/л.

1121305

Изобретение относится к способам экстракции тяжелых металлов и может быть использовано при извлечении металлов в гидрометаллургии, радиохимии и аналитической химии. 5

Известен способ экстрадиции ртути и свинца циклогексаноном и циклогексанолом из растворов НС1 f1) .

Коэффициенты распределения ртути равны 10 и 1,2, свинца 0,8 и 0,3, Недостатками известного способа являются малая величина коэффициента распределения, плохая селективность, невозможность применения для экстракции из растворов кислородсо- 15 держащих минеральных кислот, а также иэ разбавленных и концентрированных растворов соляной кислоты, большие потери экстрагентов вследствие их высокой растворимости в водной фазе. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ экстракции ртути и свинца из водного раствора, включающий его контактирование 25 с раствором краун-эфира в органическом растворителе )2j, Экстракцию проводят из 2М раствора HNO 0,2 M раствором дициклогексил-18-краун-6 в дихлорэтане при со- 30 отношении фаз V>, 70 = 2:1. Коэффициент распределения ртути составляет 20-25. При уменьшении концентрации краун-эфира коэффициент распределения ртути резко уменьшается. Так, при концентрации краун-эфира, равной

0,04 M он составляет 5,2.

Недостатками способа-прототипа . являются необходимость строгого поддержания кислотности водного раствора, 10 небольшие значения коэффициентов распределения, вследствие чего требуется применение органических растворов с высоким соедержанием краун-эфира, что усложняет процесс. 45

Целью изобретения является повышение степени извлечения металлов и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается 50 тем, что согласно способу экстракции ртути и свинца из водного раствора, включающему его контактирование с раствором краун-эфира в органическом растворителе, перед контактированием 55 в водный раствор вводят алкилбензолсульфонат натрия до концентрации

10 — 190 моль/лэ

Введение сульфонатов, относящихся к поверхностно-активным или гидротропным веществам, приводит к нарушению структуры водного раствора и уменьшению устойчивости гидратной оболочки катиона металла. В результа те этого облегчается взаимодействие катиона металла с краун-эфиром, и равновесие смещается в сторону образования экстрагируемого комплекса.

Кроме того, облегчаются условия межфазового обмена.

Выбор концентраций сульфонатов обусловлен тем, что при концентрации менее 10 моль/л коэффициент распределения металла практически не изменяется вследствие недостаточного нарушения структуры водного раствора.

Увеличение концентрации сульфоната более 1 моль/л не целесообразно из-за резкого ухудшения расслаивания фаз.

Пример 1. В водный раствор, содержащий 1 10 М нитрата ртути, 1,85М HNO>, вводят 1. 10 М децилбензолсульфоната натрия и затем контактируют с 0,06М раствором дициклогексил-18-краун-6 в органическом растворителе. Степень извлечения ртути в этих условиях составляет

95,4 . В отсутствии ПАВ она составляет 91,5 .

Примеры 2-4 аналогичны примеру 1.

Пример 5. В водный раствор, содержащий 1 10 М нитрата ртути, 1,85М HNO>9 вводят 9 10" M п-толуолсульфоната натрия и затем контактируют с 0,04М раствором дициклогексил-18-краун-6- в органическом растворителе. Степень извлечения ртути составляет 96,2Х. В отсутствии ПАВ она равна только 82,4Х.

Пр меры 6-8 аналогичны примеру 5.

Пример 9. В водный раствор, содеражщий. 1 10 3 M нитрата ртути, 1,85М HNOq9 вводят 1,0М бензолсульфоната натрия и затем контактируют с 0 034М раствором дициклогексил-18краун-6 в органическом разбавителе.

Степень извлечения ртути составляет

95,5 . В отсутствии ПАВ она не превышает 79,2 ..

Пример 10 аналогичен примеру 9.

Пример 11. В водный раствор, содержащий !790 ° 10 4 М нитрата свинца, 0,05М HN0 9 вводят 1 10 М децилбензолсульфоната натрия и затем контактируют с 0,06М раствором дициклогексил-18-краун-6 в органическом разба1121305

3 вителе. Степень экстракции свинца составляет 84,8 . В отсутствии ПАВ она не превышает 34 ° 6Х.

Примеры 12-14 аналогичны примеру 11.

Пример 15. В водный раствор, содержащий 2,5 10 М нитрата свинца, 0,05M HNO), вводят 9 10 М толуолсульфоната натрия и затем контакти- 10 руют с 0,04И раствором дициклогексил18-краун-6 в органическом разбавителе.

Степень экстракции свинца составляет

98,4Х.. В отсутствии ПАВ она не .превышает 32Х.

Пример 16. В водный раствоР» содержащий 7,0-10 H нитрата свинца, 0,05M HNOg, вводят 1,O M бензольсульфоната натрия и затем контактируют с 0,034М раствором дициклогексил-18краун-6 в органическом разбавителе.

Степень экстракцни свинца составляет

97,2Х. В отсутствии ПАВ она не превышает 17,4Х.

Пример 17 аналогичен примеру 16.

В таблице представлены данные влияния концентрации поверхнбстно-активного вещества на экстракцию ртути (II) и свинца (IV) из азотнокислых растворов (t = 24 С).

1121305

Ю Ф @1 Ю Ф а а а «а и а в ф

ВВ Ф3 O e e

«Ф М В Е М I» ee а Ф3

e g I» ВВ g ЕЧ g @ g a

К Ф

° °

Л 4О

33 ° Ф К К

1 I 1 « I 1

« В t t И В В В 131 Ю1

I3 t t 3О 1 1 1 1 1

»Ф Ф

4«1 о о а а

Ю

О 1

О I

t t.

1 1

В В! 1 а

IO

«1

Ю

О

44 Ф

О О м °

Ос»«3

О ф\

В4 о Ь

44

О О

СЧ 44

1 1

О О

° » ф ь

Ф 4

° - юз

О Л а а

° О

»

° %

° а г

Itl

О 1

О 1

33

1 сА

I О

В t a

1 1 О

«3 М со «4

Vl

O „1

О 3

I 1

В и

I 1

В t

1 I! I и t

1 а М фЮ

Э

I t VI и В

I I N

Ф

1 а В

1»

М о

»»

В ф»

I 1 и й

1 I

t I

1 I

»

1 1

43

31 В

4I 1

3Р

4l 63

1 I

1 1

К

° cv

Ф 3 Ф e О

3 .й

Фа

«Ъ «4

«

ВВ а t

Вй °

3

%

В

; Х е

1

/ 3»

1 - 6

° ф

Х

Н

О

Х

3 1

3 л

Ф3 сФ 1«333 Ю О

Ю О Ф а

Ф В В В «4 3 В

1 Ъ 1 t 11 - 1

Ф В1 С \

О I 1 3 О 1

В и В а а t

О I 1 О d 1

1121305

Составитель Л. Рякина

Редактор Н. Швыдкая Техред Т.Маточка Корректор М. Демчик

Заказ 7894/19 Тираж 602 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Таким образом, как видно из таблицы, предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет увеличить степень извлечения металлов.

Так, для ртути, при экстракции

0,03-0,04М растворами краун-эфира в разбавителе введение 9 ° 10 Ì ПАВ вызывает повышение степени извлечения с 80-82,5 до 96-98Х> а для свинца — с 17,5-22 до 97-98Х.

Предлагаемый способ дает возможность избежать необходимости строгого поддержания соответствующей кислотности водного раствора.

В интервале кислотности 10 -3 М степень извлечения ртути практически постоянна и составляет 98-98,7Х.

В отсутствии ПАВ максимальная степень извлечения, равная 83 6Х, достигается только при экстракции из 2М раствора HNO .

Кроме того, упрощается процесс, так как исключается необходимость строгой корректировки кислотности водного раствора, повышается устойчивость

10 органического раствора вследствие уменьшения концентрации экстрагента, улучшается разделение фаз и реэкстракция металла из органического раствора, а также уменьшается расход экстраген1% та и необходимость проведения экстракции при соотношении объемов фаз

О Ь