Способ экстракции кобальта из водных растворов

 

Способ может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Извлечение кобальта из водного раствора включает контакт раствора и экстрагента, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз. В качестве экстрагента используют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламинда. Экстракцию осуществляют при рН 5-10 в течение не более 5-10 мин. Обеспечивается повышение извлечения кобальта из водного раствора в широком интервале рН раствора в процессе экстракции и интенсификация указанного процесса. 1 табл.

Способ извлечения кобальта из водных растворов относится к области извлечения 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 кобальта экстракцией с использованием в качестве экстрагентов производных фосфорной, фосфоновой и фосфиновой кислот [Preston J.S. Hydrometallurgy, 1982, V.9, 2, р.115-133. Reckelton W.A., Flett D.S. Solv. Extr. And Jan. Exch. 1984, v.2, 6, p.815-838].

Недостатком способов является узкий интервал рН эффективной экстракции.

Наиболее близким техническим решением является экстракция кобальта из сульфатных и хлоридных растворов кислыми фосфорорганическими экстрагентами [Г.П. Гиганов, В.Ф. Травкин, С.Б. Котухов и др. Экстракция кобальта и никеля из сульфатных растворов кислыми фосфорорганическими реагентами. Цветные металлы. 1989, 7, с.58-62]. Экстракция кобальта растворами изододецилфосфетановой кислоты (ИДДФ) в керосине достигает максимума при рН 4-5.

Недостатком способа является узкий интервал рН эффективной экстракции.

Задачей изобретения является создание эффективного и селективною способа извлечения кобальта из водных растворов в широком диапазоне рН.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в высокой степени экономичности, эффективности и селективности извлечения кобальта из водных растворов в широком диапазоне рН.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения кобальта из водного раствора, включающем контакт раствора и экстрагента, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, в качестве экстрагента используют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, а экстракцию осуществляют при рН 5-10 в течение не более 5-10 мин.

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

Экстрагент добавляли к исходному раствору сульфата кобальта 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 кобальта. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе извлечения кобальта в качестве нейтрализаторов применяли растворы щелочи NaOH и кислоты H₂SO₄.

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

Примеры практического применения.

Экспериментальные данные, полученные при комнатной температуре, представлены в таблице.

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал сульфат кобальта с концентрацией 300-500 мг/дм³ по кобальту, 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.

Разбавитель - керосин.

Экстракция осуществляется при рН 3-10, при рН > 11 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции Со(II) получены при рН 7-9 и времени экстракции 9-10 мин: максимальное значение коэффициента распределения D = 13-20.

Разбавитель - бензин.

Экстракция осуществляется при рН 5-10, при рН > 11 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции Со(II) получены при рН 5-10 и времени экстракции 5-8 мин: максимальное значение коэффициента распределения D = 17-65.

Разбавитель - машинное масло.

Экстракция осуществляется при рН 5-8, при рН > 8 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции Со(II) получены при рН 8 и времени экстракции 5 мин: максимальное значение коэффициента распределения D = 16.

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

Предлагаемый способ извлечения кобальта 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.

Формула изобретения

Способ извлечения кобальта из водного раствора, включающий контакт раствора и экстрагента, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, а экстракцию осуществляют при рН 5-10 в течение не более 5-10 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2