Способ извлечения серебра из азотно- и сернокислых растворов

 

Использование: технология извлечения серебра из растворов. Сущность изобретения: азотнокислый или сернокислый раствор серебра обрабатывают сорбентом. В качестве сорбента используют 2-метил-1,3,5-оксатиазепин-4-тион продукт внутримолекулярной циклизации N-(винилоксиэтил)дитиокарбаминовой кислоты. 4 табл.

Изобретение относится к способам извлечения серебра из азотно- и сернокислых растворов и может быть использовано в технологии или аналитической практике для максимально эффективного извлечения серебра из сложных солевых систем.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является способ извлечения серебра с помощью сополимера N-винилпирролидона с винилглицидиловым эфиром этиленгликоля, модифицированный тиомочевиной [1] согласно которому извлечение серебра осуществляется на 1 3 М растворов азотной и серной кислот в течение 1,5 2 ч. Сорбционная емкость при этом составляет 130 мг/г. Возможно извлечение серебра из растворов сложного солевого состава с дальнейшим его аналитическим определением.

Техническая задача изобретения повышение эффективности и селективности сорбционного извлечения серебра из азотно-и сернокислых растворов в широком интервале концентраций кислот.

Задача достигается использованием в качестве сорбента 2-метил-1,3,5-оксатиазепин-4-тиона продукта внутримолекулярной циклизации N-(винилоксиэтил)дитиокарбаминовой кислоты, впервые полученного нами (C. В. Амосова, Н. И. Иванова и др. ЖОрХ, 1992. т. 28, вып. 10, с. 2201 2206) с количественным выходом взаимодействием разбавленного водного раствора N-(винилоксиэтил)дитиокарбамата калия с эквимольным количеством 0,1 н соляной кислоты. 2-метил-1,3,5-оксатиазепин-4-тион представляет собой белый кристаллический продукт не растворимый в воде и имеющий следующую структуру: Сущность изобретения состоит в контактировании сернокислых или азотнокислых растворов серебра при комнатной температуре с навеской сорбента 1,3,5-оксатиазепин-4-тиона в статическом режиме сорбции в течение 10-30 мин.

Использование 1,3,5-оксатиазепин-4-тиона в качестве сорбента позволяет извлекать серебро из растворов в широком диапазоне концентраций: сорбционная емкость по серебру из 1 М растворов серной кислоты равна 1360 мг/г и 1300 мг/г для 1М растворов азотной кислоты, что в 10 раз больше, чем в прототипе.

Сорбционное равновесие устанавливается за 10 30 мин, в то время как в прототипе время установления сорбционного равновесия 1,5 2 ч. Значение коэффициентов распределения для 1 М растворов азотной и серной кислот составляют 3,9·10⁴ и 2,7·10⁵, что позволяет рекомендовать сорбент для выделения малых количеств металла из раствора. Кроме того, новый сорбент обладает высокой избирательностью и способен селективно извлекать серебро из растворов сложного состава, содержащих 10⁴-кратные избытки цветных металлов, таких как медь, железо, кобальт, никельв течение 30 мин.

Пример 1. Извлечение серебра в зависимости от природы и концентрации кислот. В статическом режиме контактируют 10 мг серебра с 20 мл раствора, содержащего 10 мг серебра в азотной или серной кислотах разной кислотности в течение 1 час. Сорбент отделяют фильтрованием. Остаточное содержание серебра в растворе определяют атомно-абсорбционным методом. Содержание серебра в фазе сорбента (R) рассчитывают по разности между исходной (С_o) и остаточной концентрацией серебра (С₁) по формуле В табл. 1 приведены значения степени извлечения серебра в зависимости от концентрации кислот.

Пример 2. Зависимость степени извлечения серебра от времени контакта фаз. Контактируют 10 мг серебра с 20 мл 1 М раствора азотной или серной кислоты, содержащего 16 или 12 мг (для азотной и серной кислоты, соответственно) серебра в интервале времени от 10 до 120 мин. Содержание серебра в фазе сорбента определяют как в примере 1. В табл. 2 приведены значения степени извлечения серебра от времени контакта фаз.

Пример 3. Извлечение серебра в зависимости от концентрации его в растворе. Контактируют 10 мг сорбента в течение 30 мин с 20 мл 1 М раствора серной или азотной кислоты, содержащего определенное количество серебра. Статическую обменную емкость (СОЕ) рассчитывают по разности исходного (С_о) и после сорбции (С₁) содержания серебра в растворе (мг), адсорбированного 10 мг сорбента, по формуле где М масса сорбента, г.

Концентрацию серебра в исходном растворе увеличивают до тех пор, покаCОЕ не станет постоянной величиной. СОЕ сорбента по серебру составляет 1360 мг/г для серной и 1300 мг/г для азотной кислот (прототип 130 мг/г). Значения коэффициентов распределения для 1 М растворов азотной и серной кислот высоки и составляют 3,9·10⁴ и 2,7·10⁵, что позволяет рекомендовать сорбент для выделения малых количеств серебра из раствора.

зависимость извлечения серебра из 1 М растворов азотной и серной кислот в зависимости от его концентрации представлена в табл. 3. Извлечение меди и железа в условиях сорбции серебра описаны в примере 4.

Пример 4. Извлечение меди и железа в условиях сорбции серебра. Контактируют 50 мг сорбента в течение 30 мин с 30 мл 1 М раствора азотной (серной) кислот, содержащего 500 (1000) мкг железа (меди). Сорбент отделяют от раствора, промывают 1 М раствором азотной (серной) кислоты, высушивают, сжигают в муфельной печи при 500^oC в течение 40 мин, сухой остаток переводят в раствор и определяют железо (медь) атомно-абсорбционным методом. В анализируемых растворах медь и железо не обнаружены.

Таким образом, в условиях извлечения серебра медь и железо не сорбируются.

Пример 5. Извлечение серебра в присутствии цветных металлов. Контактируют 50 мг сорбента с 100 мл 1 М раствора азотной кислоты, содержащего определенное количество серебра и цветных металлов (медь, железо, никель, кобальт) в течение 30 мин. Сорбент отделяют от раствора и, после соответствующей обработки, проводят определение серебра. Результаты представлены в табл. 4.

Таким образом, технико-экономический эффект предлагаемогоспособа извлечения серебра из азотно- и сернокислых растворов определяется высокой эффективностью этого сорбента за счет более высокой сорбционной емкости, сокращения времени установления сорбционного равновесия, а также более высокой селективностью извлечения серебра на фоне 10⁴-кратных количеств макропримесей железа, меди, кобальта и никеля.

Формула изобретения

Способ извлечения серебра из азотно- и сернокислых растворов, включающий сорбцию серебра на азотсеросодержащем органическом сорбенте, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности, селективности и скорости извлечения серебра из азотно- и сернокислых растворов в присутствии неблагородных металлов, в качестве сорбента используют семичленный азотсеросодержащий гетероцикл 2-метил-1,3,5-оксатиазепин-4-тион формулы н

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2