Способ извлечения свинца из солянокислых растворов

 

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано для извлечения свинца из солянокислых растворов сорбцией. Цель изобретения - повышение степени и селективности извлечения свинца, его концентрирования. Способ включает сорбцию свинца из растворов слабоосновными анионитами поли-(2-оксапропилен)-2-окси-полиамин-N-(β-оксиэтил)-полиаминового или поли-(2-оксапропилен)-2-окси-полиаминового типа и десорбцию поглощенных элементов. При этом в качестве анионитов первого типа используют поли-(2-оксапропилен)-2-оксиполиамин-N-(β-оксиэтил-2-кросс-полиэтиленполиамин-полиамин или поли-(2-оксапропилен) -2-окси-полиамин-N-(β-оксиэтил)-2-кросс-полиизопропанол-полиамин. В качестве анионитов второго типа используют иониты выбранные из группы: поли-(2-оксапропилен)-2-окси-полиамин-кросс-полиэтиленполиамин-полиамин, поли-(2-оксапропилен)-2-оксиполиамин-кросс-этилендиамин-полиамин, поли-(2-оксапропилен)-2-окси-полиамин-кросс-полиизопропанол-полиамин, полиэтилен-полиамин-(N-2-пропанол-3-пиридиний хлорид)-N-кросс-(2-оксипропилен)-полиамин. 2 з.п.ф-лы, 3 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (50 4 С 22 В 13/04 чпслг Къ,-. ) % à

1 I: IÐ "п1 Т" -1-): >14 л Б1 I1Q(";. > л

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPGH0MV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1 ) 4344207/2 3-02 (22) 15,12.87 (46) 15.11.89. Бюл. 11I 42 (71) Научно-исследовательский и проектный институт обогащения и механической обработки полезных ископаемых "Уралмеханобр" (72) С.А. Ильичев, Б.К. Радионов, Л.И. Галкова, Е,И. Киселева, В.M. Изотов, И,И. Ручкин и В.А. Вакуленко (53) 669.436 (088.8) (56) Nelson F, I. Amer СЬеш. Soo, 1954, v. 76, К 23, р. 5916. .Степин В.В., Барбаи Т.А,, Силаева Е.В. и др. Тр. ВНИИ стандартных образцов н спектральных эталонов, 1967, вып. 3, с. 124-132. (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СВИНЦА ИЗ

СОЛЯНОКИСЛЬИ РАСТВОРОВ

,(57) Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано для извлечения свинца из солянокислых растворов сорбций. Цель изобретения — повышение степени и селективности извИзобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано для извлечения свинца из солянокислых растворов сорбцией.

Цель изобретения — повьппение степени и селективности извлечения свинца, его концентрирования.

В предлагаемом способе использоI ваны аниониты поли-(2-оксапропилен)„„Я0„„1521785 А 1 лечения свинца, его концентрирования. Способ включает сорбцию свинца из растворов слабоосновными внионитами поли-(2 — оксапропилен)-2-оксиполиамин-N-(p-оксиэтил)-полиаминового или поли-(2-оксапропилен)-2-оксиполиаминового типа и десорбцию поглощенных элементов ° При этом в качестве анионитов первого типа используют поли-(2-оксапропилен)-2-окси-полиамин-N-(p-оксиэтил)-2-кроссполиэтиленполиамин-полиамин или поли-(2-оксапропнлен) -2-окси-полиаминN-(p-оксиэтил)-2-кросс-полиизопропанол-полиамнн. В качестве анионитов второго типа используют иониты, выбранные из группы: поли-(2-оксапропилен) -".2-окси-полиамин-кросс-полиэтиленполиамин-полиамин, поли-(2-OKсапропилен) -2-окси-полиамин-кроссэтилендиамин-полиамин, поли-{2-оксапропилен)-2-окси-полиамин-кросс-полиизопропанол-полиамин, полиэтиленполиамин-(N-2-пропанол-3-пиридиний хлорид)-N-кросс-(2-окснпролилен)полиамин. 2 з.п. ф-лы, 3 табл.

2-окси-полиаминового типа, которые имеют следующие структурные формулы"

-R -СН -СН-Π— СН -СН-О-СН -СН-СН -Ь. г .

2

I г

I г

СН Сн, Он ! „

R R где в анионите с группами поли-(2оксапропилен)-2-окси-полиамин-кросс1521785 этилендиамин-полиамин R = -NH, R =

= — NH-СН2-СН -NH-, в анионите с группамп поли-(2-оксапропилен-2-окси-полиамин-кросс-полиэтиленполиаминполиамин R = -NH- R = -NH-(СН -СН—

2. 2

ИН)„ вЂ, в анионите с группами поли(2-оксапропилен)-2-окси-полиамин-N(р-оксиэтил)-.2-кросс-полиэтиленполиамин-полиамин R = -N-СН -СН -ОН

2 10

R" = -NH-(СН2-СН -NH) —; в анионите с группами поли-(2-оксапропилен)2-окси-поли амин-кросс-полииз опропа- нол-полиамин R = -NH-; R = -ИН—

СН <-СН(ОН) -СН2-NH-, в анионите с; 15 группами поли-(2-оксапропилен-2-окси-полиамин-N-{p-оксиэтил)-2-кроссполиизопропанол-полиамин К = — М— !

СН,-СН;ОН; R = -NH СН,-СН(ОН)-CH,NH-. 20

Способ осуществляют следующим образом.

Солянокислые свинецсодержащие растворы с примесями цветных метал-. лов и железа, с кислотностью 10 — 25

10 н. НС1 приводят в контакт со слабоосновными -анионитами поли-{2-оксапропилен)-2-оксн-полиамин-N-(p-оксиэтил)-полиаминового или поли-(2оксапропилен) -2-окси-полиаминового типа до полной или заданной степени извлечения свинца„ Степень его извлечения определяется относительным количеством контактирующей массы анионита и объема раствора. Сопутствующие цветные металлы и железо, оставшиеся в растворе после выделения свинца, выделяют известными химико-металлургическими способами, Анионит, насыщенный ионами свинца, 40 отмывают от солей частично поглощенных цветных металлов и железа растворами кислоты той концентрации, из которой проводилась сорбция и проводят десорбцию свинца водой.,Для увеличения степени концентрирования свинца в элюате используют подогретую воду; из элюата свинец выделяют в виде малорастворимых соединений известными методами. Регенерированный анионит используют повторно.

Способ проверен в лабораторных условиях на различных продуктах выщелачивания свинецсодержащего сырья.

Реализация способа иллюстрируется следующими примерами, 55

Пример 1. Солянокислые раст-1 воры с концентрацией кислоты 10

10 н. HCl и свинца 0,025 М. приводили в контакт в статических условиях со слабоосновными анионитами поли(2-оксапропилен) -2-окси-полиамин-N(p-îêñèýòèë)-полиаминового и поли(2-оксапропплен) -2-окси-полиаминового типов с группами поли-(2-оксапропилен) -2-окси-полиамин-m-(р-оксиэтил)-2-кросс-полиэтиленполиамин-гголиамин, поли-{2-оксапропилен)-2- окси-полиамин-N-(p-оксиэтил)-2-кроссполиизопропанол-полиамин, поли-(2оксапропилен)-2-окси-полиамин-кросс полиэтиленполиамин-полиамин, поли-(2оксапропилен)-2-окси-полиамин-кроссэтилендиамин-полиамин, поли-(2-оксапропилен)-2-окси-полиамин-кросс-полиизопропанол-полиамин и полиэтиленполиамин-(N-2-пропанол-3-пиридинийхлорид)-N-кросс-(2-оксипропилен)-полиамин в Cl-форме, а для сравнения здесь и в других примерах взят сильноосновный анионит с группами четвертичного аммониевого основания (по прототипу). Отношение массы анионнта к объему раствора составило

1:200; По изменению концентрации свинца в растворе после сорбции определяли величину сорбируемос и свинца в зависимости от кислотности раствора каждым анионитом, .

Полученные результаты представлены в табл.l, Пример 2. Слабоосновные аниониты поли-(2-оксапропилен)-2окси-полиамин-N-{р-оксиэтил)-полиаминового и поли-(2-оксапропилен)-2окси-полиам нового типов с различными группами приводили в контакт с солянокислыми растворами 1,255,0 н, НСl,содержащими свинец, медь, марганец, железо (II, III), концентрации металлов в растворе 0,025 M масса анионитов и объем раствора аналогичны примеру 1, По изменению . концентрации металлов в растворе после сорбции рассчитывали коэффициенты распределения (К ) для каждого элемента и коэффициент избирательности (К„) сорбции свинца.

Полученные результаты представлены в табл,2, Пример 3. Отличается от примера 1 тем, что в контакт со слабоосновными анионитами поли-(2-оксапропилен)-2-окси-полиамин-N-(p-оксиэтил)-полиаминового и поли-(2521785 6!

30

Пример 4. Раствор, полученный после выщелачивания мартеновского шлама состава, г/л: Fe + 39,7;

РЬ 1,2; Zn 6,7; Мп 0,59; НС1 108,9, в количестве 1000 мл пропускали через сорбционную колонку, заполненную 5 r анионита с группами поли(2-оксапропилен) -2-окси-полиаминкросс-полиэтиленполиамин-полиамин в Cl-форме, а для сравнения — через анионит с группами четвертичного аммониевого основания. По предлагаемому способу в 300 мл фильтрата свинца не обнаружено (степень извлечения -> 997.) и емкость до проскока составила 71, 2 мг/г; по прототипу свинец появляется в первых фракциях фильтрата и емкость до проскока отсутствует, а степень насыщения анионитов по сопоставляемым способам составила 186,6 и 3 7 мг/г соответственно, После сорбции аниониты в колонке промывали раствором соляной

55

5 1 о к сапро пил ен) -2-о к си-поли аминов о го типов приводили солянокислые растворы,;полученные после выщелачивания отходов металлургических производств: мартеновского (раствор I) конвертерного (раствор II) и доменных шламов (раствор Ш и IV).

Растворы имеют следующие составы, г/л:

Раствор Х: Fe 40,4; Pb 1,13;

Zn 6,15; Мп 0,57,; Си О,?1", Со 0,015;.

Si0g 0,28; А" 0 0,11; MgO 2,08; . СаО 1,07;.TiO 0,015; Ч,,О 0,033;

:Нсl 110,0.

Раствор II: Fe, „ 45,4; Fe

44,8; Pb 0,30; Zn 1,03; Мп 0,84;

Си 0,043; Ni 0,021; 810д1,9; СаО

18,7» MgO 23,3; А1 О 0,26; TiOg

HCl 66,0.

Раствор III: Ре, щ 6,26; Fe

1,6; Pb 0,097; Zn 1,6; А1 0з От43;

СаО 7,0; MgO 0,34; SiOq 0,59 ; НС1

97,8.

Раствор IV: Ре „ 4,15; Fe "

2,48; Pb 0,46; Zn 12,2; А1 0> 1,73; СаО 6,0; MgO 0,92; SiO 3,78; HCI

85,0.

По изменению концентрации свинца в растворе после сорбции определяли сорбируемость и степень извлечения свинца дпя каждого анионита.

Полученные результаты представлены в табл.3. кислоты концентрацией 108,9 г/л и осуществляли десорбцию свинца и поглощенных металлов горячей водой (80-90 С ). .Степень концентрирования свинца в элюатах составила по предлагаемому способу 3,4, по прототипу 0,06, а соотношение концентраций Pb: Fe = 4,1:0,07 и 0,072:0,095 соответственно.

Пример 5. Отличается от при- мера 4 тем, что пропускали 770 мл, раствора, полученного после выщелачивания конвертерного шлама, сталеплавильного производства состава, г/л: Fe« 47,4; Pb 0,3; Zn 1,1;

А1 0 q 0,33; СаО 17,9; MgO 3,3; SiO

0,16; НС1 41,8 и др, По предлагаемому способу свинца в фильтрате не обнаружено и степень его извлечения составила 997., по способу-прототипу степень извлечения свинца 39,3Е. . После, промывки анионитов раствором соляной кислоты с концентрацией

41,8Ж г/л и элюирования горячей водой степень концентрирования свинца и элюата по предлагаемому способу составила 8,3, а по прототипу

0,24. Соотношение концентраций РЬ:Fe по предлагаемому способу равнялось

2,5:0,07 °

Из приведенных результатов следует, что предлагаемьл способ с испольI зованием слабоосновных анионитов

35-поли-(2-оксапропилен)-2-окси-поли- амин-N- (p-оксиэтил)-полиаминового и поли-(2-оксапропилен)-2-окси-полиаминового типов позволяет селективно выделять свинец из солянокислых растворов, содержащих соли других цветных металлов и железа, в широком диапазоне кислотности, а также концентрировать его,на стадии десорбции. При этом в отличие от прототипа не требуется предварительная десорбция сопутствующих ионов примесей и существенно возрастает степень извлечения свинца за счет более высокой сорбционной емкости по свинцу единицей массы анионита, а поскольку ступень извлечения пропорциональна сорбционной емкости, то сокращается расход ионита для достижения той же степени извлечения и увеличивается количество очищаемого раствора той же массой ионита.

Экономический эффект от исйользования предлагаемого способа при переработке раствора от выщелачива 1521785

Формула изобретения

1. Способ извлечения свинца из солянокислых растворов, включающий сорбцию на анионите и десорбцию, о т л и ч а ю щ и и е я тем, что, с целью повышения степени и селективности извлечения свинца, его концентрирования, сорбцию ведут на слабоосновных анионитах поли-(21 ок сапро пил ен) -2-окси-полиамин-N- (р -. оксиэтил)-,полиаминового или поли(2-оксапропилен ) -2-окси-полиаминово\ го типа.

2. Способ по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве анио-. таблица!

1 () 0,5 1,25

l 0- э

2,5 5,0 10,0

41,4

51,8 124, 3 66 >О

14,5

58,8

29,0

74,6

62,2

43,4 57,0 215,5 259,0 219,6

326,0

76,7

65,9

43,7

ЗЗ,2

59,5

49,7

46>2 82>9 114>0 194 ° 8 360>5 178>0

41,4

122>2 269,4 277>6

259,4 372,0

69 > 1

7l,5 ния мартеновских шламов НТИК в количестве 600 м9/сут составит 36,5, тыс.руб. в год.

Функциональные группы анионитов

Четвертичные аммониевые основания

Поли-(2-оксвпропилен)-2" окси-.полиамин-кросс-полнэтиленполиаиин-полиамип

Полн-(2-.оксапропилен)-2окси-поливиин-кросс-этилендиаиин-полиамин

Поли-(2-оксапропнлен)-2окси-полиамнн-N-(11-оксиэтил)-2-кросс"полиэтнленполивмин-лолнамин

Поли-(2-оксапропнлен)2-окси-полиаинн-кроссполииэопропанол-поливмин

Поли-(2-оксапропилен)-2окси-полнамин-N-(8-оксиэтил)2-кросс-полииэопропанолполнамин

Полиэтиленполиамин-(N-2пропанол-3-пиридиний клорид)-N-кросс-2-(оксапропнлеи)-поливмин нитов поли-(2-оксапропилен)-2-окси-полиамин-И-(p-оксиэтил)-полиаминового типа используют аниониты, выбранные из группы:поли-(2-оксапропилен)-2-окси-полиамин-Б-(p -оксиэтил)-2-кросс-по" лиэтиленполиамин-полиамин или IIQJIH»

:(2-оксапропилен)-2-окси-полиамин-N,(р-оксиэтил)-2-кросс-полиизопропанолполиамин.

3. Способ по п.1э> о т л и ч а— ю шийся тем, что в качестве анионитов поли-(2-оксапропилен)-2окси-полиаминового типа используют аниониты, выбранные из группы: поли(2-оксапропилен) -2-окси-полиаминкросс-полиэтиленполиамин-полиамин, поли-(2-оксапропилен)-2-окси-полиамин"кросс-полиизопропанол-полиамин, полиэтиленполиамин-(N-2-йропанол-3пиридиний-хлорид)-Б-кросс-(2-оксапропилен)-полиамин.

Сорбнруемость свинца, иг/г> при киспотности, í, HCI

121 2 283>9 292 1 443 4 435 0

140,9 194,8 439,2 264,0

107 ° 7 122 ° 2 151 >3 331,5 264>0

I и 1 н I

Съ

01 о ф

С сол о

-о л ссс л О

О съ— л

CO

Ch

Ю

Cal CO CO

CO

-o cn о - сч

an cv cn

cn o — ъ л СЪ

Т Ф вое

10 » «сЧ

° С 0 съ ° л

С Ъ СЧ

Cal СЧ х

1" о о х

Д

1 и н сч о

О 1» сп О О Ф

an an w

«ф и

ЧЪОО

ЧЪ СЪ оО Ch CO о

Ф С Ъ всч сч оъ сч и

° о

СЪ О л сч

«в с сооп

Ф сч Ф

О, лО ф °

О съ ф чЪ о а ь

Х Э О!Е

1 Ос% сч eP э! хх — —

hCI1

ê! éй! йИ

ad1 ем! о

&a М

i сч со о

- л ссс cn O съсчс — w an

CO

Сс Л»

aÎ СЪ СО в с сО

-о ов о ъ

СЪ 4Ъ

aoo ol

С Ъ С Ъ с Ъ ф л сч ф 10

an сч ъ

Ф

«10 С Ъ в сч с ъ

aÎ СЧ л ф о

1» ао

- сч

CO л сч

CO

Ch чъ в ссъ

РЪ

Въоф мъ о

«о осп о

° »вЂ” в

СЧ cal С Ъ

ССЪ О

° CO

° съ о

CO an a0 оъ!

1 и (Сев ссс,, СЧСО 10 — сч

«сч

»о о э ъ в о

a0 aO I» сч-о

° Ф CV Oa о — сч сч» o

-т ос»

О Ъ Съ

C4 - O

1 1 со ссъ

С» о

1 ! а —.

СЪ ф О о

° О оо съ в

СЧ CO С Ъ

-о о о

-т О СЪ ссс ол сч».о ссЪCO С» СЧ фо о л

ЧС о

Я с Ъ СО ,р ссъл в

° ф ОЪ

««СЧ асч оч ъ о

Ф

- -о с с о

ОЪ Сс\

-оо л

С Ъ

С

С о

1 I

Г à !

Ф

lf

CO сч

CO ф

ОС» С» сп о о

О ф an

««Ъ В о сч o л

CO оъ сЪ

«с»

D сч о о

g сч съ о

Ф сч

-о о «о л ч ъ о ф «ф сч СО с ч со с сч в

co cn в

t an— сч о о ос! ф о л сч

an cn w

С Ъ caI ф

С»

«

С ! е мъ сч

С0 л с

ОО

Л CO СO

««Сч оъ съ

co an— в

I н!

»

4ф -=-1 ! и

cO л л съ о

СО ф С 1

Л 4 СЧ

CO an Ф съ

Ф сч ,О Сч л о ос сч

«ф л о

- сч о сс! сч

Сч о сс сч

an< сч с сч an со сч о ссс

1 В Cl 1 о ь. ! g

1х !у ! 1.

1 о ! ! —— и 1 Й

С

СС О

CO Т

1р «СО с с!

«an an сч с \

Ссс сч с Ъ с Ъ

° о-о сч

С4 ф в о ъ сч < с Ст

° ссс

CO a0

< Ca1 СЧ с Ъ сО

Ф

С Ъ С Ъ

О сч

С» чЪ

Ф ЪО

CaI С С С 1

С Ъ

CO сч

an о ссс о Ф счсо в вео с"ъ в

Ф оо ссс

« оoan

- ССС» сч сч с ъ ф о о о а0 В СЧ

С \

Ch

«

С«С

00 сч

С4

Ос сч

1 1

1 4» «I

01-ОХ

ВO

woo

44 СС Х Х ю о мъ сч ссс сч—

a/i

an cv o

МЪ, «ссс ю о an сч

° СС СЧ—

ln о е сч

° n cc—

3/Ъ сч ссЪ

С 1!

I

1 O 1 х

1! Х 1 о х х

1 Х Х 1

СЧ Е О В

C 1

1 с1

v сч о

1 2 с4 х х о х х о х о

Е 1 х о

Х CI

1 С! х о

v.О. а м о х ф

В о! 3 ! и

) е

1 ЕЗО ! е

1 ф

1 V ! C4! 33

1 Х Э В о о

1 Д I ! х ь !

ФВ

I !

4I

Э

Ф х

Х В ! о. х

4I Х

1:"i

Щ о сч

М о

1 оа

1521785

Х 1 ! v v

ЭС ICVO х осч оохх

Ц 1411 СаХЦ о о хохео х "-х! хo сЧЕОСЧХ охов 1-Х

Х Х О CC IC Х е О х

ac!4:0OcICaCg

lC с

1 I

° O. сч

Ц I о о х с ! ххах х х

О ad С.

l52l785

Таблица3

Раствор IV

Функциональные группы аннонитов

Раствор 1

Раствор П

Раствор III

Сорбируемость, мг/г орбирумость

r/r

Степень навлечения, Сорбируемость> мг/г

Сорбируемость, мг/г

Степень навлечения, Х

Четвертичные аммониевые ос4,1 3,8

0 ° 79

4,!

3,06

1,35 0,8

1,3

129,7

51,7

74,4

5l,2

55,7

57,4 31,0

l4,4 амин-полнении

Поли-(2-оксапропилен)-2окон-полиамин11,4

58,8

37,4

40,6 40,0

44,2

100,0

24 0

46,4 25,8

28,3

31,2 16 0 26,7 9,0

70,5

21,5

44,3

19,8

23,3

8,6

23,0 14,0

52,0

Составитель В. Щербинин

Техред Л.Олийнык Корректор Л, Патай

Редактор Н. КРпптулинец

Заказ 6895/25 Тираж 576 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС

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

Производственно-издательский комбинат Патент, r.Ужгород, ул. Гаг р

11 11

Г а нна 101 нования

Поли-(2-оксапропилен)-2окси-полиамин-кросс-полиэтнленполикросс-этилендиамин-полиамин

Поли-(2-оксапропилен)-2акси-полнаминN;(p-оксиэтил)2- кросс-полиэтиленполиамннполиамин

Поли-(2-оксапропилен)"2-оксиполиамин-N-(роксиэтил)-2-кроссIIOJtHHSOnPOllJIHOJt полиамин

Степень

It9 ВЛЕ чения, Степень навлечения,