Способ извлечения меди из растворов

 

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к экстракционным способам извлечения меди и растворов, содержащих также никель и кобальт. Цель изобретения - повышение селективности процесса. Экстракцию меди из растворов проводят 0,1-0,3 М керосиновыми растворами анилида нефтеновых кислот формулы @ , где R - нефтеновый радикал, содержащий 12-13 углеродных атомов. Экстракцию проводят при этом при рН 5-7, после чего медь реэкстрагируют. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51)5 С 22 В 15 00

ы 04 ЙЬп

; ; :.,чий 1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

R-C-ХН-Qo

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4434335/31-02 (2 ) 01. 06.88 (46) 07.01.90. Бюл. Р 1 (71) Институт неорганической и физической химии АН АЗССР (72) Р.А. Алекперов, 3.3. Агаев, В.А. Бабаев, Н.Г. Эфендиева и Ю.А. Литвишков (53) 669.334(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N 843768, кл. С 22 В 15/00, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Р 817086, кл. С 22 В 15/00, 1981. (54) СПОСОБ. ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ PACTВОРОВ

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к экстракционным способам выделения меди из растворов, содержащих также кобальт и никель.

Целью изобретения является повышение селективности процесса °

Анилид нафтеновых кислот синтезируют на базе доступных и недорогих отходов нефтеперерабатывающих заводовнафтеновых кислот и анилина, имеет общую формулу где R — нафтеновый радикал с числом атомов углерода 12-13, и следующие характеристики: средний молекулярный вес 280, й4. — 0,968.

„„SU„„1534080 А1

2 (57) Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к экстракционным способам извлечения меди из растворов, содержащих также никель и кобальт. Цель изобретения — повышение селективности процесса. Экстракцию меди из растворов проводят 0,1-0,3 М керосиновыми растворами аннлида нафтеиоеьсс кислот формулы R — I; — ЯН.© где R — нафтеновый радикал, содержащий 12-13 углеродных атомов. Экстракцию проводят при этом при рН 5-7, после чего медь реэкстрагируют. 1 s.n. ф-лы, 5 табл.

Водный раствор с рН = 5-7, содержащий медь никель и кобальт в предер

ФиЙ лах соотношений I l: 1: 1-1: 2: 20 соответственно, контактирует с 0;1-0,3 М растворами анилида нафтеновых кислот в органическом растворителе (керосине) в течение 2-5 мин при отношении органической и водной фаз 1:1-1:4. Медь в этих условиях в анилиде нафтеновых кислот образует экстрагируемое соединение и селективно переходит в органическую фазу, а никель и кобальт остаются в водном растворе °

Подтверждающие данные по извлечению меди и разделению ее от кобальта и никеля 0,2 М раствором анилида наф" теновых кислот в керосине в зависимости от рН водного раствора приведены в табл. 1 (С„„,= 1г/л, В:О 10:5 ип-, =с5 мин) .

Как свидетельствуют приведенные в табл. 1 данные, медь при экстракции из растворов в пределах рН 5-7 селективно переходит в органическую фазу.

В этих же условиях кобальт и никель практически не экстрагируются и целиком остаются в водном р ..створе.

Селективное извлечение и отделение меди из растворов, содержащих кобаль-т и никель, экстракцией раствором анилида нафтеновых кислот в керосине сохраняются при соотношении металлов Си

:Ni:Со в исходном растворе в пределах

1:1:1-1:20:20. 5

Эффективность способа, т.е„ селективность и высокая степень извлечения меди, сохраняется при соотношении водной (В) и органической (О} фаз в пре,г1елах 1:1-4:1.

Результаты извлечения меди экстракцией О, 2 М раствором анилида нафтеновых кислот в керосине в зависимости от содержания металлов в исходном растворе (В:О = 10:5 мл,, pH =- 6,5, 25 = 5 мин) даны в табл. 2.

Результаты извлечения меди,, кобальта и никеля 0,2 М раствором анилида нафтеновых кислот в керосине в зависимости от соотношения водной и орга- 30 нической фаз (С = 1г/л., рН == 6,5, 5 мин) даны в табл. 3.

Медь из органической фазы легко реэкстрагируется слабыми растворами минеральных кислот, например серной кислоты. При соотношении органической и водной фаз 0:"3= 2."1 медь пол-. ностью реэкстрагируется О, 1 и. раствором серной кислоты при 5-минутном перемешивании фаз.„ Подтверждающие данные реэкстракции меди приведены в табл. 4 (0:В= -:1)

При реэкстракции гледи из органической фазы серной кислотой экстрагент полностью регенерируется, что дает

45 возможность повторного его использования. Десятикратное возвращение зкстрагента в цикл не уменьшает его экстракционной способности.

Эффективность предлагаемого спосо-- 50 ба по селективному извлечению меди из растворов кобальта и никеля проверена в лабораторных условиях на искусственных смесях и растворах, полученных при аммиачном выщелачивании медьсодержащих кеков.

Пример 1. 50 мл водного раствора, содержащего„ г/л: медь 1,0; ко-. балы 1,0; никель 1,0, имеющего рН

4,5, контактируют с 50 мп 0,2 М керосинового раствора анилида нафтеновых кислот в течение 5 мин. После расслаивания фаз (на что требуется 1020 мин) органический слой отделяют от водного и определяют содержание металлов. В органической фазе найдено 0,445 г/л меди, кобальт и никель не обнаружены. В рафинате найдено 0,555 г/л меди. Переход меди в органическую фазу 44,5Х.

Пример 2. 50 мп водного раствора, содержащего г/л . медь 1,0; кобальт 1,0; никель 1,0, имеющего рН

6,5, контактируют с 50 мл 0,2 М керосинового раствора анилида нафтеновых кислот в течение 5 мин. После расслаивания фа.з органический слой отделяют и в нем определяют содержание металов. Найдено меди 0,999 г/л, что соответствует 99,9Х ее извлечения, кобальт и никель не обнаружены.

Пример 3. 50 мл водного раствора, содержащего, г/л: медь 1; кобальт 1; никель 1, имеющего рН 8,6, контактируют с 50 мл 0,2 М керосинового раствора анилида нафтеновых кислот в течение 5 мин. После расслаивания фаз в органическом слое определяют содержание металлов. Медь составляет 0,552 г/л, т.е. 55,2% ее извлечения, а кобальт и никель отсутствуют, т.е. полностью остаются в водном растворе.

Пример 4. 50 мл водного раствора, содержащего, г/л: медь 1; медь

10; никель 10, имеющего рИ 6, О, контактируют с 50 мл О, 2 М раствора анилида нафтеновых кислот в керосине в течение 5 мин. После расслаивания фаз в органической части определяют концентрацию металлов. Меди найдено

0,992 г/л, что составляет 99,2% ее извлечения„ а кобальт и никель. не обнаружены.

Пример 5. 50 мл водного раствора, содержащего, г /л: медь 1; кобальт 25; никель 25, имеющего рН 6,0, контактируют с 50 мп 0,2 М керосинового раствора анилида нафтеновых кислот в течение 5 мин. После расслаивания фаз органический слой отделяют и в нем определяют содержание металлов. Концентрация меди соответствует 0,918 г/л, т.е. 91,8Х ее извлечения. Никель и кобальт отсутствуют, 5 1534080 так как полностью остаются в водной фазе.

Пример 6. Водный раствор в объеме 50 мл с рН = 6 содержащий

У t

5 г/л. медь 1; кобальт 1; никель 1, контактируют с 50 мп раствора анилида нафтеновых кислот в керосине различной концентрации в течение 5 мин.

Полученные данные по извлечению ме-10 таллов в зависимости от концентрации реагента приведены в табл, 5.

Пример 7. 30 мл водного раствора, содержащего, г/л. медь 1; кобальт 1; никель 1, имеющего рН 6,0, контактируют с 10 мл 0,2 M раствора анилида нафтеновых кислот в керосине (В:0 = 3.1) перемешнванием в течение

5 мин, После отделения фаз в рафинаде найдено, r//л : кобальт 1; никель 1; медь 0,001 что составляет 99,9% извлечения меди в органическую фазу.

В органической фазе после реэкстракции никель и кобальт не обнаружены.

Пример 8. К 30 мл водного раствора, содержащего, г/л: медь 1, кобальт 1; никель 1, добавляют водный раствор аммиака до установления рН 6,0 и контактируют с 5 мл 0,2 M керосинового раствора анилида нефте- 30 новых кислот (В:0 = 6:1) в течение

5 мин. После отделения фаз в органической части найдено 5, 07 г/л меди, что составляет 84,5% ее извлечения.

Никель и кобальт в органической фазе не обнаружены, так как полностью остаются в рафинате.

Пример 9. 50 мп водного раствора, содержащего, г/л: медь 1; кобальт 5; никель 5 и имеющего рН 6,0,. р контактируют с 25 мп 0,3 M раствора анилида нафтеновых кислот в керосине в течение 5 мин. После отделения водной фазы оТ органической в последней определяют содержание металлов, 45

Найдено 1,998 г/л меди, что состав6 ляет 99,9% ее извлечения. Никель и кобальт остаются в водном растворе.

25 мл экстракта перемешивают с

25 мл 0,1 н, раствора Н 804 в течение

5 мин, После разделения фаз содержание меди в водном слое составляет

1,996 г/л, т.е. 99,9% ее реэкстракЦИИ е

Пример 10. 50 мп водного раствора, содержащего, г/л: медь 5; кобальт 5; никель 5 и имеющего рН

6,0, контактируют с 25 мл 0,2 M раствора анилида нафтеновых кислот в керосине в течение 5 минут. После разделения фаз содержание меди в органическом слое соответствует

9,96 г/л, т.е. 99,6% от исходного.

Никель и кобальт в органической фазе не обнаружены. Органическую фазу перемешивают с 25 мп 0,5 н. раствора

Н SO в течение 5 мин. После отделения фаз содержание меди в водной части составляет 9,92 г/л, т.е ° 99,5% ее реэкстракции.

Формула изобр етения

1. Способ извлечения меди из раст.— воров, включающий экстракцию меди из раствора, содержащего также никель и кобальт, и реэкстракцию, о т л и— чающий с я тем, чго, с целью повышения селективности процесса, экстракцию проводят 0 1 0,3 M керосиновым раствором анилида нафтеновых кислот формулы — С -С вЂ” нафтеновый радикал. (2 <3

Способ по и. 1, о т л и ч а— и с я тем, что экстракцию пропри рН 5-7. где К

2. ющи водят !

Таблица 1,рН равновес ный звлечение металлов в органическую фазу при однократной экстракции, %

Си

Со

Не обнаружен Не обнаружен

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

45,0

91,0

99,5

100, 0

100, 0!!

t!

l! (!

1534080.Нродолжеиен табл.i рН равновес ный звлечение металлов в органическую фазу при однократной экстракции, %

Со

7,0

7,5

8,0

8,5

9,0

10,0

98,6

98,6

88,0

56,0

15у 0

Не обнаружена

10,5

31,6

71 О

94,2

76,5

Таблица 2

Концентрация металлов Соотношение в исходном растворе, Cu:Ni:Со г/л

Содержание металлов в водной фазе после экстракции, г/л

Степень извлече.— ния меди в органическую фазу, %

Си Со

Си Со

1:I:1

1:2:?

1:5:5

1:10:10

1:15.15

1:20:20

1- 25: 25

Т а б 0п и ц а 3

Степень извлечения

Содержание металлов в экстракте, г/л

Соотношение В:О

Объем фаз, мп меди в органическую фазу, %

Cu Co Я). водная органи ческая

1,0

2,0

3,0

4,0

4,8

5,09

100%0

100,0

100,0

100,0

96,0

84,8

5,0 5,0

10,0 5,0

15,0 5,0

20,0 5 0

25,0 5,0

30 0 5,0

Не обнару- Не обнаружен (t и жен ,(1

Таблица 4

Время перемепжвания, мин

Концентрация меди в экстракте„ г/л

Кон центр ация

2 4((Реэкстракция меди в водную фазу, %

3 (5(1,0

2,0

4„10

5;56

5 84

2

I

5 l0

„ 70

2.5

1:1

2:1

4:1

4:!

5:1

6:1

Не обна- 1 ружено 2

0,01 5

0,О2 10

О 04 - 15

0,06 20

0,1 25

0.„1

0„1

0.,1

0,„2

0,,5

2,О

«,о

30,4

90,3

86,0

5

100,0

100у О

100,0

99 8

99 8

100, О

100, 0

99,0

98,0

96,0

94,0

90,0

1534 080

Та блица 5

Равновесная концентрация меди в фазах, г/л

Концентрация реагента, M

Степень извлечения Показания металлов, 7

Си Со "Ni

Органическая фаза Водная фаза

84,6

99,6

Не обна- Фазы

0,154

0,04 расслаиваются четко

Фазы расслаиваются медленно

Составитель В. Щербилин

Техред M.Äèäûê

Корректор М. Кучерявая

Редактор Н. Гунько

Заказ 23 Тираж 486 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

0,05

О, 10

0,15

0,20

0,25

0,30

0,40

0,50

0,846

0,996

1,000

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

100,0

100 О

100,0

100,0

100, О

100, О руже н

«и

tt

II

tt

lt