Сорбент ионов металлов

 

Применение железомарганцевых конкреций в качестве сорбента ионов металлов.

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

4(gg) В 01 J 20/02; С 02 F 1/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЬ Й КОМИТЕТ СССР

Il0 ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3718549/23 -26 (22):16.01.84 (46) 07.03.85. Бюл. У 9 (72) Н. К. Грибанова, 8. Ф. Челищев, В; Ф. Володин и Г. В. Новиков (71) Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов (53) 541 183.03(088.8) (56) 1. Состояние и основные направления технологии переработки железомарганцевых коикреций за рубежом. Обзор информ. ВИЭМС.

М., 19&2.

2. Авторское свидетельство СССР У 833308, кл. С 02 F 1/28, 1981.

„„SU„„.! 143456 (54) СОРБЕНТ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ. (57) Применение железомарганцевых конкреций в качестве сорбента ионов металлов.

1 11434

Изобретение,относится к селективной сорбции металлов из жидкой фазы и может быть использовано для извлечения щелочных, щелочноземельных, тяжелых и цветных металлов из растворов сложного состава и, в частности, для извлечения меди, никеля и кобальта из растворов, получающихся при вскрытии железомарганцевых конкреций.

Известно применение железомарганцевых конкреций в качестве сырья на цветные металлы, а также железо и марганец 11).

В этом случае железомарганцевые конкреции полностью или частично разлагаются аммиачными, комбинированными или кислотными методами.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сорбент на основе магнезиально-желе зистого шлака, предложенного для извлечения

Ni, Со и Си иэ растворов. Этот сорбент характеризуется достаточно высокой емкостью по указанным металлам, которая составляет примерно 5 — 6 мас.%, и скоростью сорбции, при которой примерно 30 o емкости реализуется за 1 ч, а примерно 90% емкости за

7 ч (2).

Недостатками известного сорбента являются его неудовлетворительные кинетические характеристики, органиченное число сорбируемых металлов, отсутствие высокой селективности к катионам Cu, Ni, Со и необходимость его искусственного приготовления с использованием достаточно дорогого силиката натрия.

Цель изобретения — интенсификация процесса сорбции, увеличение числа сорбируемых металлов и повышение селективности сорбции Си, 35

Ni, Со. за счет применения сорбента, обладающего лучшими сорбционными свойствами и не требующего специального приготовления.

Поставленная цель достигается применением железомарганцевых конкреций в качестве сор- 40 бента ионов металлов.

Для сорбции ионов металлов из растворов . использовались железомарганцевые конкреции, химические составы которых приведены в табл.1.

Получение сорбентов из железомарганцевых 45 конкреций состоит из технологических операций: дробление железомарганцевых конкреций, расситовка по классам требуемого размера. .П р.и м е р 1. Измельченные железомарганцевые конкреции фракции 1 — 3 мм контакти- 50 руют с 1 М растворами щелочных, щелочнозе56 2 мельных, тяжелых и цветных металлов при соотношении Т:Ж вЂ” 1:100 и интенсивном перемешивании. Количество сорбированного металла в зависимости от времени сорбции представлено в табл. 2, Пример 2. Измельченные железомарган. цевые конкреции (образцы 1 и 2) фракции

0,06 — 0,1 мм контактируют с раствором, получающимся при вскрытии желеэомарганцевых конкреций кислотным методом в течение

15 мин и соотношении Т:Ж вЂ” 1:10, с целью сорбции цветных металлов Cu, Ni, Co. Рассчитанные коэффициенты распределения Cu, N i и Со приведены в табл. 3.

Пример З.Измельченные железомарган. цевые конкреции (образец 2) фракции 0,06—

0,1 мм контактируют в течение 15 мин с растворами различного состава, получающимися при вскрытии конкреций различными методами с целью извлечения Cu, Ni и Со из них.

Степень извлечения цветных металлов в зависимости от состава и рН раствора, а также соотношения Т:Ж приведены в табл. 4.

Таким образом, как видно иэ табл. 2 примерно SO o емкости предлагаемого сорбента реализуется в течение 1 мин, а 80 — 90 o емкости в течение 1 ч, тогда как известного только примерно. 30% емкости реализуется в течение 1 ч, а 80 — 90 o в течение 7 ч, т. е. применение железомарганцевых конкреций в качестве сорбента металлов позволяет интенсифицировать процесс сорбции минимум в 7 раз.

Из табл. 2 также следует, что предлагаемый сорбент может применяться для сорбции значительно большего числа металлов, чем известный сорбент.

Кроме. того, как видно из табл. 3 предлагаемый сорбент обладает резко выраженной селективностью к тяжелым и цветным металлам, поэтому еще одним преимуществом предлагаемого сорбснта является то, что он может быть непосредственно использован для извлечения Cu, Ni и Со из растворов, получающихся при вкрытии железомарганцевых конкреций любыми методами (табл. 4) и поэтому пе требуется специально приготовленных достаточно дорогих селективных сорбентов, а используется в качестве сорбента тот же материал, что приводит к значительной экономии средств.

1143456

Таблица 1

Компонент

11,33

17,62

SiO

16,5

0,7

1,22

Т О

0,62

Af О

4,11

4,60

4,5

2,10

2,27

1,78

0,23

ВаО

0,30

0,38

2,60

1,92 йа20

2,46

2,37

165

Као

0,50

1,03

0,61

8,22

17,28

F2Î

22,92

3,63

МпО

4,0

43,50

20 95

ZnO

0,04

0,10

0,05

0,18

СоО

0,15

0,31

0,42

1,14

NiO

0,63

1,18

0,51

Си0

0,34

СО

3,15

1,21

Н О»

17,00

18,7

99,93

100,23." Образец

1 2 3

1143456

I л

О1 О

Ю 00 е- 4 ч О1

О Ч eh C- О,"

° 3 ° 3 ° Ю

О О О

« I «4!.

lA в

0О

Yk 00 00 с3 сч . en cu ) О\ О» гЪ ч сч с i m

О„СЧ 00„ а ю

00 о

О iо 00„ (00" CA

»р!

К о„ о„

"Ъ. о» m я я р « !о

С ) 00

М )

° Ч

О Ч) ч

Г 4 0 сЙ

Ч 00» о

ЧР

lA о

« 4

GO

«Ч о

СЧ о»

4 о

«I

ЮЪ о о о

00

М

I}43456

О4 о

° 4

I ь

° «4

4/Ъ

4Ф„

«Ч

Ch

° 4

С>

« ) О О4

4ГЪ 4О"

1 Д

1-. 4

ch o

44Ъ

1

I .д

1 а. — — 4

«Ч «4 4ф

Ф И ю 4О

«Ч о « о

« 4 СЧ

«4) О4 4ф

«43 Ч) 01 44 41

« « и

« 4 . сО ««» ° 4 \О о а о «о с

СЧ . ф 4О

CV «Ц «Ч «4 4

1143456

Таблица. 3

Состав раствора, мг/л Cuy

КPCe 1т

Кри;р

Сот

"рсор

Cuq COi pÑèð PC0ð

Си 158; Ni 2,1;

Со 0,4; йа 2,3;.

К 3,9 Са 2,0;

Мп 2,7

4,4

27,8

27,4

290

Си 1,58; Ni 2,1;

Со 0,4; йа 6.9;

14,6

16,4

2,5

2,4

К 10,8; Са 6,6;

Мй 8,1,.(Таблица 4 рН исходНОГО Раствора

Раст- Состав раствора, вор г/и

Отношение

Т:Ж

1 Си 1,5; %1,7;

Со 0,4; Мп 6,1, Fe 06

67,2

2,4

1:5

99,0

51,7

2 Си 1,5; Ni 1,7;

Со 0,4; Мп 54,5;

Fe 06

3,1

55,5

94,1

21,6

4,2.81,3

1:5

54,7

99,2

4,2

72,2

1;10

96,8

29,5

5 Си 1,5; Ni 1,7;

Со 04; Na 6,9;

К 11,7; Са 6,0;

Мп 81; Fe 04

97,3

3,5

° 76,5

1:5

51,4

25,2

То же

3,5

60,0

1:10

87,9

:;3 Си 15;

Со 04;

К 3,9;

Мп 2,7;

4 Си 1,5;

Со 0,4;

К 3,9;

Мп 2,7;

% 1,7;

Na 23;

Са 20

Fe 04; и 1,7;

Ма 2,3;

Са 2,0;

Fe 04

Коэффициент распределения на образце

Степень извлечения, %

114345б

Продолжение табл. 4

Отношение

Т.Ж

Состав раствора, г/л

7 Си1,5; Ni1,7;

С 04;W 100

99,8

34,9

80,4

1:5

12,2

99,7

1:10

54,7

12,2

8 То же

9 Си 1,5;.t4i 1,7;

Со 04; ННу 100;

Со 25

10,4

99,3

17,5

51,9

10 Си 1,5; И! 1,7;

Со 0,4; (ИН„) SO 100

64,0

99,7

77,5

4,0

То же

98,9 б9,0! .10

4,0

Редактор Н. Бобкова

Корректор E. Сирохман

Тираж 541...

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьпий

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

Подписное

Заказ 801/7

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

Раст. вор рН исходного раствора

Степень извлечения, %

См и

Составитель Т. Чиликина

Техред Т.Фанта