Способ экстракции меди из водных растворов

 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть применено для очистки промышленных и бытовых стоков. В предложенном способе, включающем контакт водного раствора и экстрагента, содержащего смесь олеиновой кислоты, триэтаноламина и инертного разбавителя, их перемешивание, отстаивание и разделение фаз, согласно изобретению в качестве инертного разбавителя используют бензин или керосин, а экстракцию осуществляют при рН 4-10 в течение не более 5-10 мин. Обеспечивается повышение скорости экстракции и извлечение меди из водного раствора в широком интервале рН раствора. 2 табл.

Способ экстракции меди из водных растворов относится к извлечению веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известны способы извлечения меди экстракцией нейтральными и кислыми органическими растворителями [Бубнов В.К. и др. Теория и практика добычи полезных ископаемых для комбинированных способов выщелачивания. - Алма-Ата: 1992, с.497, 522].

Недостатком способов является относительная дороговизна используемых экстрагентов.

Наиболее близким техническим решением является экстракция меди технологической смазкой, содержащей смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, а в качестве инертного разбавителя машинное масло [Патент РФ 2104315 от 5.05.1996, БИ 4, 1998], экстракцию осуществляют при 4<рН<10 и регулировании величины рН раствора в течение не более 2 ч.

Недостатком способа является длительность процесса экстракции и узкий интервал рН раствора, при котором возможна экстракция.

Задачей изобретения является создание эффективного и селективного способа извлечения меди из водных растворов.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в высокой степени извлечения меди из водных растворов, быстрота процесса экстракции и широкий интервал рН экстракции.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе экстракции меди из водных растворов, включающем контакт раствора и экстрагента, содержащего смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, в качестве инертного разбавителя используют бензин, а экстракцию осуществляют при рН 3-11 в течение не более 5-10 мин, или в качестве инертного разбавителя используют керосин, а экстракцию осуществляют при рН 4-10 в течение не более 5-10 мин.

Сущность способа поясняется данными табл. 1, 2, в которых указаны время контакта фаз при заданной величине рН, концентрация меди и величина рН в осветленной водной фазе, коэффициент распределения D, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций меди в органической и водной фазах, указана также окраска органической и водной фаз по окончании процесса.

Экстрагент добавляли к исходному раствору медного купороса объемом 190 см³ в количестве 10 см³ (5 об.%). Перемешивание и поддержание заданного значения рН осуществляли до тех пор, пока в дальнейшем кислотно-основные характеристики системы изменялись незначительно. Однако для большей гарантии достижения равновесия контакт органической и водной фаз осуществляли не менее суток. По достижении равновесия между органической и осветленной водной фазами органическую фазу отделяли от водной, в последней определяли величину рН и остаточную концентрацию меди. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе извлечения меди в качестве нейтрализаторов применяли растворы щелочи NaOH и кислоты H₂SO₄.

Используя значения концентраций меди в водном растворе - исходном и после экстракции, рассчитывали коэффициент распределения меди между органической и водной фазами.

Примеры практического применения.

Экспериментальные данные, полученные при комнатной температуре, представлены в табл. 1, 2.

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал сульфат меди с концентрацией 528 мг/дм³ по меди, рН 4,84.

Заданное значение рН поддерживали в течение 5-10 мин, в дальнейшем величина рН изменялась незначительно.

Объемы органической и водной фаз изменяются по сравнению с исходными незначительно: объем органической - не изменяется, водной в пределах 0,8-1,0.

Пример 1 (табл. 1).

В качестве инертного разбавителя использовали бензин.

Экстракция осуществляется при рН 3-11, при рН>11 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции: максимальное значение коэффициента распределения D = 231,8 и остаточная концентрация С=40 мг/дм³ Cu(II) получены при рН 7 и времени экстракции 5 мин.

Пример 2 (табл. 2).

В качестве инертного разбавителя использовали керосин.

Экстракция осуществляется при рН 4-10, при рН>10 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции: максимальное значение коэффициента распределения D=1414,14 и остаточная концентрация С=7 мг/дм³ Cu(II) получены при рН 8 и времени экстракции 2-5 мин.

Предлагаемый способ извлечения меди может быть применен при обработке технологических растворов, сточных вод промышленных, предприятий, шламов после осаждения тяжелых металлов гальванических производств, шахтных и рудничных вод, растворов кучного и подземного выщелачивания и т.п.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом повышает извлечение меди из водного раствора в широком интервале рН раствора в процессе экстракции и ускоряет процесс экстракции.

Формула изобретения

Способ извлечения меди из водного раствора экстракцией, включающий контакт водного раствора и экстрагента, содержащего смесь олеиновой кислоты, триэтаноламина и инертного разбавителя, их перемешивание, отстаивание и разделение фаз, отличающийся тем, что в качестве инертного разбавителя используют бензин или керосин, а экстракцию осуществляют при рН 4-10 в течение не более 5-10 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2