Способ элюирования индия из хелатного фосфорсодержащего сорбента

 

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и цветных металлов и может быть использовано для селективного извлечения индия из отходов металлургических производств с помощью фосфорсодержащих хелатных сорбентов. Цель - снижение в элюате индия примесей посторонних металлов. Раствор, полученный выщелачиванием чугунной пыли с помощью серной кислоты, приводят в контакт с хелатной смолой, имеющей группу аминометиленфосфоновой кислоты (Дуолит ES-467). Смолу помещают в колонну и сверху вниз пропускают через нее водный раствор 2Н. серной кислоты в качестве первичного элюента при комнатной температуре с объемной скоростью 2 ч<SP POS="POST">-1</SP> и общим объемом, в 20 раз превышающим объем смолы. В результате элюировано 0,01 г индия, 1,494 г цинка, 23 г железа и 105 г кадмия. Затем через колонку пропускают 4Н. водный раствор соляной кислоты с объемной скоростью 1 ч<SP POS="POST">-1</SP>,причем общий объем раствора превышает в 5 раз объем смолы, в результате элюируют 2,1 г индия. 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

А3

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И llATEHTV

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 3833355/23-26 (22) 04. 01 ° 85 (31) 391/84 (32) 05.01.84 (33) JP (46) 07.04.89. Бюл. - 13 (71) Сумитомо Кемикал Компани Лимитед (JP) (72) Юсин Катаока, Масааки Матсуда, Масахиро Аои и Кунитаке Тино (JP) (53) 661,683.1 2(088.8) (56) Херинг P. Хелатообразующие ионообменники. — M.: Мир, 1971, с.143144.

Заявка Японии 9 58-172)56, кл. С 04 В 28/09, 1983. (54) СПОСОБ ЭЛЮИРОВАНИЯ ИНДИЯ ИЗ ХЕЛАТНОГО ФОСФОРСОДЕРЖАЩЕГО СОРБЕНТА (57) Изобретение относится к гидрометаллургии редких и цветных металлов и может быть использовано для ,селективного извлечения индия из отходов металлургических производств с

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и цветных металлов и может быть использовано для селективного извлечения индия из отходов металлургических производств с помощью фосфорсодержащих хелатных сорбентов.

Целью изобретения является снижение в элюате примесей посторонних металлов.

Пример 1. Раствор,. полученный выщелачиванием чугунной пыли с помощью серной кислоты, приводят в

„„SU „„1471934 (5D 4 В 01 J 49/00 помощью фосфорсодержащих хелатных сорбентов. Цель — снижение в элюате индия примесей посторонних металлов.

Раствор, полученный выщелачиванием чугунной пыли с помощью серной кислоты, приводят в контакт с хелатной смолой, имеющей группу аминометиленфосфоновой кислоты (Дуолит ES-467).

Смолу помещают в колонну и сверху вниз пропускают через нее водный раствор 2 н. серной кислоты в качестве первичного элюента при комнатной температуре с объемной скоростью

2 ч- и общим объемом, в 20 раз превышающим объем смолы. В результате элюировано 0,01 г индия, 1,494 г цинка, 23 г железа и !05 г кадмия. Затем через колонку пропускают 4 н. водный раствор соляной кислоты с объемной скоростью I ч, причем общий объем раствора превышает в 5 раэ объем смолы, в результате элюируют

2,1 г индия. 4 з.п. ф-лы, 3 табл. контакт с хелатной смолой, имеющей группу аминометиленфосфоновой кислоты (Дуолит ES-467, изготовленный

Диамонд Шамрок Корп.), (далее эта смола будет называться хелатной смолой А), чтобы получить хелатную смо-. лу,.содержащую 2,2 r индия, 1,494 г цинка, 43 r железа и 105 г кадмия, адсорбированные в 1 кг смолы. Смолу помещают в колонну и сверху вниз пропускают через нее водный раствор 2 N серной кислоты в качестве первичного элюента при комнатной температуре с, 1471934 объемной скоростью 2 ч и общимобьемом, в 20 раз превышающим объем смолы, в результате чего элюировано

0,01 г индия, 1 494 r цинка, 23 r же- 5 леэа и 105 r кадмия, Затем через колонку пропускают 4 N водный раствор соляной кислоты с объемной скоростью

1 ч, причем общий объем раствора превышает в пять раз объем смолы, в результате чего элюируют 2,1 r индия.

Пример ы 2-11 ° Проводят элюирование примесей индия по примеру 1

-за исключением того, что типы и концентрации первичного элюента-и элюен- 15 та для индия менялись. Полученные результаты показаны в табл.1.

Пример ы 12-19 и и р и м е р

20 (сравнительный), Раствор, содержащий индий и другие металлы, который получен выщелачиванием свинцового . шлака, являющегося побочным продуктом при рафинировании кадмия, серной кислоты, контактируют с хелатными 25 смолами с условным обозначением В-S и хелатной смолой, имеющей группу иминодиуксусной кислоты (дуолит ES466, производимый Диамонд Шамрок

Корп.). Металлы, адсорбированные соответствующими смолами, показаны в табл.2.

Эти смолы, содержащие адсорбиро ванные металлы, затем подвергают двустадийному элюированию с использованием различных типов первичных элюен- 35 тов и элюентов для индия так как в примере 1. Конкретные типы элюентов и полученные результаты представлены. в табл.2. Сорбенты, используемые в данных примерах представляют собой следующее.

Хелатная смола В: коммерческая смола с группой фосфоновой кислоты (дуолит Е8-63, изготовляемая Диамонд 45

Шамрок Корп), Хелатная смола С: смола с группой эфира аминоалкиленфосфоновой кислоты, которая получена при взаимодействии

60 мас. ч. полиакрилонитрила с

103 мас.ч. диэтилентриамина в водной среде, чтобы получить аминированный полиакрилонитрил, затем в результате взаимодействия аминированного полиак55 рилонитрила с 281 мас.ч. водного раствора формалина и 498 мас.ч. триэтилфосфита в присутствии 36%-ной соляной кислоты.

Хелатная смола D: смола, имеющая основание четвертичного фосфония, ко.торая получена в результате взаимодействия 20 мас, ч. хлорметилированного полистирола с 200 мас.ч. трибутилфосфина в диметилформамиде.

Хелатная смола В: смола, имеющая группу фосфина, которая полУчена взаимодействием 150 мас.ч. бромированного полистирола с 64 мас.ч. раствора гексана, содержащего 1,6 моль

9 и-бутиллития в тетрагидрофуране в качестве растворителя, чтобы получить литиевый полистирол, взаимодействием литивого полистирола с 300 мас.ч. хлоридфенилфосфина в тетрагидрофуране и окислением продукта реакции

371 мас .ч. 40Х-ной надуксусной кис- . лоты в метиленхлориде в качестве растворителя.

Хелатная смола F: смола, имеющая группу фосфоната натрия, которая получена гидролизом хелатной смолы D с 20Х-ным водным раствором гидроокиси натрия.

Хелатная смола G: смола, имеющая группу фосфиновой кислоты, которая получена в результате взаимодействия

100 мас.ч. полистирола с 150 мас.ч. трихлорида.фосфора в хлороформе в качестве растворителя и затем гидролиэа продукта реакции.

Хелатная смола Н: смола имеющая группу эфира фосфиновой кислоты, которая получена при взаимодействии 100 мас.ч. аминированного полистирола с 120 мас.ч. хлорметилфосфината крезила в 1 2-диг хлорэтане в качестве растворителя.

Хелатная смола I: смола, имеющая группу диэтилентриаминометиленфосфоновой кислоты, которая получалась гидролизом хелатной смолы С с 20Х-ным водным раствором гидроокиси натрия °

Хелатная смола S: смола, имеющая группу аминоалкиленфосфоновой кислоты, которая получена также, как в случае хелатной смолы С, кроме того что 498 мас.ч. триэтилфосфита, использованных при получении хелатной смолы С, заменяют 246 мас.ч. фосфористой кислоты.

Пример 21. Раствор, полученный при обработке пульпы, полученной при очистке цинка выщелачиванием серной кислотой, контактируют с хелатной смолой, содержащей группу аминометиленфосфокислоты (DUOZITE ES-476, из-

5 1471934

20 готовляемый Оьтопй Shamrock Corp.), до получения хелатной смолы, содержащей 5 3 г индия, 1894 г цинка, 13 r железа и 37 r кадмия, адсорбированных на 1 кг смолы. Затем смолу помещают в колонну и проводят первичное элюирование примесей 10 н, водным раствором серной кислоты при комнатной температуре с объемной скоростью

1 ч в объеме, в пять раз превышаю-! щем объем смолы, в результате чего элюируют 0,08 r индия,,1894 r цинка, 13 r железа и 37 r кадмия. Затем пропускают 2 н водный раствор фтористоводородной кислоты с объемной скоростью 1 ч в полном объеме, в 10 раз ! превышающем объем смолы, в результате чего получают 5,2 г индия °

Пример 22. По примеру 1 проводят элюирование индия из сорбента (хелатной смолы А), содержащей 3,21 г индия, 0,08 г мьппьяка, 1,25 r меди на 1 кг смолы. На первой стадии сорбент контактируют с 0,1 N раствором сер— ной кислоты, в результате чего элюируют 0,02 r индия, 0,07 г мышьяка и

1,4 г меди. На второй стадии сорбент контактируют с раствором, содержащим

0,3 моль/л сульфида натрия и 2 N гидроксида натрия. В 20 объемах раствора от объема смолы элюируют 3,1 г индия.

Пример ы 23-32. По примеру 22 проводят элюирование индия и примесей за исключением того, что меняют состав и концентрации растворов элюентов на первой и второй стадиях.

Полученные результаты представлены в табло 3.

Пример 33. Раствор, полученный путем выщелачивания чугунного порошка серной кислоты, контактируют с хелатной смолой, содержащей радикал аминометиленфосфоновой кислоты (Сумихелат R MC-45, выпускаемой "Сумито Кемикал Компани Лтд."), с целью получения хелатной смолы, содержащей

2,6 r индия,,1350 r цинка, 39 r железа и 85 г кадмия, адсорбированных в

1 кг смолы. Смолу. загружают в колонну. В верхнюю часть колонны вводят

2 N водный раствор азотной кислоты в качестве основного элюента и пропускают его при комнатной температуре, < с объемной скоростью 2 ч в объеме, превышающем в 20 раз объем смолы, в результате чего элюировано.0,1 г индия, 1350 г цинка, 39 г железа и 85 г кадмия.

В последующем водный раствор, содержащий 2 N азотную кислоту и 2 моль/л хлорида кальция в качестве элюента по отношению к индию, пропускают при комнатной температуре с объемной ско— 4 ростью 1 ч ь объеме, превышающем в пять раз объем смолы, в результате чего при помощи водного раствора, содержащего 2 М азотную кислоту и

2 моль/л хлорида кальция, элюируют

2,5 г индия.

Как видно из приведенных примеров, элюирование индия IIo предлагаемому способу позволяет получить практически чистый по примесям посторонних металлов элюат индия.

Формула изобретения

1. Способ элюирования индия из хелатного фосфорсодержащего сорбента, имеющего функциональную группу, представленную фосфониевым основанием, фосфокислотой, аминоалкиленфосфокислотой или фосфиновой кислотой, сложным эфиром фосфокислоты или аминоалкиленфосфокислоты, связанную с матрицей адсорбента через аминоалкиленовую группу и содержащую примеси других металлов, включающий его контактирование с химическими реагентами, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью снижения в элюате примесей пос" торонних металлов, контактирование осуществляют в две стадии: на первой стадии с О,1 — 15 N раствором кислоты, не содержащим галоидных и нитратных ионов, или 0,1 — 2 N раствором азотной кислоты и на второй стадии с соединением, выбранным из группы, состоящей из галоидсодержащей кислоты, смеси галоида щелочного или щелочно-земельного металла, или аммония и кислоты, или смеси сульфида и . щелочного основания.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве кислоты, не содержащей ионов галоида, используют раствор серной кислоты, фосфорной кислоты, борной кислоты, уксусной кислоты или муравьиной кислоты или их смесь.

3. Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве галоидсодержащей кислоты используют соляную кислоту, бромистоводородную кислоту, иодистоводородную кислоту или их смесь в концентрации 0,5-12 N, 1471934 лоида щелочного или щелочно-земельноУ го металла или аммония в смеси с кислотой составляет 0,3"2 моль/л, а концентрацию кислоты, не содержащей фтор- и нитрат-ионов или содержащей

Первичное элюирование

Пример

Количество элюированного металла, r

ТМп и концентрация элюента

Zn Cd

In

4 N водный раствор 0,0 фосфорной кислоты

1 N водньй раствор 0,1 азотной кислоты

0,0

2 N водный раствор уксусной кислоты

0,0

3 N водный раствор серной кислоты

О,О

2 N водный раствор серной кислоты

2 N водный раствор серной кислоты

0,0

Ш,ОО 43 0 1494 104

2 N водный раствор щавелевой кислоты

0,0

I0 2 N водный раствор 0,0 борной кислоты

ll 2 N водный раствор 0,0 муравьиной кислоты или фтористоводородную кислоту в концентрации 0,5-2 N.

4. Способ по п.l, о т л и ч а ю— шийся тем, что концентрацию га2 N водный раствор серной кислоты

43,0 1492 105

42,7 1493 104

43,0 1492 105

43,0 1494 105

42,7 1494 105

43,0 1494 105

42,2 1493 103

42,3 1492 103

42,1 1492 103

Таблица 1

Элюирование индия

Тип и концентрация элюента Количество злюированного металла, r

In Fe Zn Cd

0,0

0,3

0,0

0 3 0 2 0 1

0,0

0,3

0,2

0,0

0,0

0,0

0,3

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,0

0,1

0,7

0,2

0,3

0,2

0,6

0,3

0,3 0,3

1,8 0,7

9 147 данные ионы 0,5-15 И и 0,5-2 N соответственно.

5. Способ по п,1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве суль-фида используют сульфид натрия

Водный раствор, содержащий 2,0

2 И серную кислоту и 1 моль/л хлорида натрия

Водный раствор, содержащий 2,1 .

1 И соляную кислоту и

1 моль/л хлорида аммония

Водный раствор, содержащий 1,9

0,5 N фтористоводородной кислоты и 2 N фторид калия

Водный раствор, содержащий 2,0

2 N азотную кислоту и

2 моль/л хлорида кальция

Водный раствор, содержащий 2,1

2 N фосфорную кислоту и

2 моль/л хлорида кальция

Водный раствор, содержащий 2,2

И бромистый водород и

1 N хлорид магния

Водный раствор, содержащий 2,0

1 N йодистый водород и 2 N фторид натрия

Водный раствор, содержащий 2,2

2 N соляную кислоту и

2 N моль/л хлорида натрия

Водный раствор, .содержащий 1,9

2 И гидроокись натрия и

2 моль/л сульфида натрия

1934

10 или аммония, а в качеств е щелочного основания - гидроксид щелочного металла или аммония при их концентрации в смеси 0,03-5 моль/л и

0,3-5 N соответственно.

1471934 о о î î о о

О О О О о о о о

° ° о о е !ч о. о о о о\ и

° Ф о o

О о о о о

° ° о о о о o o

Ф ° ° о о о о

D о

D о

° л л ln

° Ф ° и и л (ч

° о о! о о а-- ау об в о х Иа 5

-счм !! ю о л o — е и о

В ° о» о о о а о о в о и

Ю л .Ф и и о о

all O м е ач о я Ж л

\ В

D л

Ф Ъ ч \

Ф м о о о ь о! ч м о о о о

° ° о о о

Э о

L ф I!

CC о а а х О о

g O

3 и ч

4а 0

Г а .3е 65511! с ! и а

o..ю ч! Ч о! а о сч цс ФЪ с о о л

4 о о о

° 4 о о

t < Ъ

-о -о л а -э х о о ч!

Ol о о3 о о е о л \ )

ОЭ о! м ln сч ач сч ln < д о o . e o o о еА е ln о! ln o t т! о л

Ф\ и мС е л о Ф о

Фч а 0 Е ъ

i 3 i 3 х х х х

1 1 и

Вi5 х х х о и и е о еа

В

Р

v а р.

35"

3 5IO

1 1:,1

5 ОН

3 ай

Фм |Дм ФД

°

i

1 х

М

35 а ь|

g aM (!! ) 1

9.

I ! о I

aoI 1

14

1471934 тевлина

Элкированяе икдия

Первичное элюяроваяие н концентрация Количество элкированног элщеята ) металла> r! Количество элке>рованм>го металла, г п я концентрация элк>еята

И 0,3 М

0,00 0,0!

0,02

Водный раствор, содерна- 3,17 щий 5 моль/л сул»4ида натрия н О,Э N гуаниднва

Водный раствор, .содерка" 3,18 щий О,ОЭ моль/л гидросульфила натрия я 5 М гидроокнсн катрия

Вод>аяй раствор> содериа- 2,81 щий 0,3 моль/л хлористого натрия и 15 М серной кяслоты

l2 М водный раствор соля- 3,16 иой кислоты

Водный раствор, содерка- 3,03 щий 0,3 моль/л хлористого а>е>ония н 5 N гидроокиси натряя

Водный раствор, содерва- 3,01 щий 5 моль/л фторястого аммония и 0,3 N гкдроокиси калия

Водный раствор, содерка- 3,07 щий 2 моль/л сульфида аммония н 2 М гндроокисн натрия

Водный раствор, содериа- 2,91 щий 0,05 моль/л гидросул»фида аммония s 2 М гидроокиси халил

Вод>ый раствор, содериа- 3,11 щий 5 моль/л сульфнда калия и 1 N а>е>оиия

Водный раствор, содерка- 3,14 щяй 4 моль/л сульфнда натрия и 2 М трнметяламина

0,08 1,23 вод>ый раствор фосфоркой кислоты водный раствор

&эотяой кислоты

2Ь О,! N

0>11

0,0I

0,07

1,10

Oi0I

25 15 М водный раствор 0,34 серной кислоты

0,00 . 0,00

0,08

l,25

0 О! O.13

0,02

26 О,I М

27 0,5 N

0,07

1,09 водный раствор серяой кислоты водный раствор серной кислоть1

0,00

0,05

0,04

0,08

1,20

28 0,5 N водный раствор О,ОЭ уксусной кислоты

0iOI Oil!

0,07 1,1 водный раствор 0,04 серной кислоты

0,00 0,OI

1 23

0,08

29 0,3 N

OiOO . 0,00

l,23

0,08 водный раствор 0,22 фосфорной кислоты

30 12 М

0,0! 0,0!

31 0,3 М водный раствор 0,09 аэотной кислоты

l,21

0,07

О,ОО О,0О

1 20

0,08

32 1 М водный раствор 0,06 серной кислоты

Составитель Т. Чиликина

Редактор И. Шулла Техред JI. Сердюкова Корр ек тор М. Демчик

Заказ 1621/58 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изоьретениям и открытиям .при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101