Способ сорбции молибдена (vi) из водных растворов

 

Способ извлечения молибдена (VI) из водного раствора относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Задачей изобретения является нахождение оптимальных условий для быстрого и эффективного способа извлечения ионов молибдена (VI) из водного раствора. Это достигается тем, что сорбцию осуществляют при рН 1-6 на анионите марки АМ-2б, содержащем обменные группы –СН₂–N(СН₃)₂, –СН₂–N(СН₃)₃, а перед сорбцией проводят предварительную обработку анионита кислотой, щелочью или водой. Сорбция указанным сорбентом является быстрым и эффективным способом извлечения ионов молибдена (VI) из водных растворов. 4 ил.

Способ извлечения молибдена (VI) из водного раствора относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известно применение ионообменных смол для переработки растворов молибдата натрия [Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия, т. 2. Химия металлов. /Под ред В.И.Спицына и И.Д.Колли. - М.: Мир, 1972, с.284]. С этой целью применяют как аниониты, так и катиониты.

Недостатком способов является длительность процесса сорбции.

Наиболее близким техническим решением является способ сорбции ионов молибдена из водных растворов, включающий контакт раствора и анионита марки АМ-2б [Иониты в цветной металлургии. /Под ред. К.Б. Лебедева. - М.: Металлургия, 1975, с.206 и 207].

Недостатком способа является то, что сорбция исследовалась в зависимости от рН исходного раствора и не учитывалось изменение рН в процессе сорбции, что влияет на конечные результаты извлечения ионов вольфрама из раствора.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение оптимальных условий для быстрого и эффективного способа извлечения ионов молибдена (VI) из водного раствора.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является эффективность процесса сорбции молибдена (VI) из водного раствора.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе сорбции молибдена (VI) из водного раствора, включающем контакт раствора и анионита марки АМ-2б, перед сорбцией проводят предварительную обработку анионита кислотой, щелочью или водой, и сорбцию ведут при рН 1-6 на анионите, содержащем обменные группы -CH₂-N(CH₃)₂, -CH₂-N(CH₃)₃.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг.1-4 даны зависимости сорбционной обменной емкости (СОЕ) сорбента, в мг Mo(VI) на 1 г сорбента, от величины рН раствора, времени сорбции, ч (обозначено цифрами на графиках), концентрации (г/л) и способа предварительной обработки сорбента.

Примеры конкретного выполнения способа.

Сорбцию Мо (VI) осуществляли из 200 см³ исходного раствора Na₂MoO₄·2H₂O, масса сорбента 2 г. Сорбент предварительно в течение суток выдерживали в 0,1 н растворах NaOH, H₂SO₄ или в дистиллированной воде.

Концентрацию ионов молибдена определяли на фотоколориметре марки КФК-3, кислотно-основные характеристики раствора контролировали рН-метром марки рН-121.

В процессе сорбции величина рН раствора изменялась, поэтому в процессе сорбции проводили коррекцию заданного значения рН при непрерывном перемешивании.

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 сорбента и раствора осуществляли не менее суток. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе сорбции в качестве нейтрализаторов использовали растворы NaOH или НСl. Заданное значение рН поддерживали в течение 5 ч от начала сорбции нейтрализацией раствора, в дальнейшем величина рН изменялась незначительно, поэтому коррекцию величины рН осуществляли один раз в сутки.

Сорбцию осуществляли при комнатной температуре.

Используя значения концентраций ионов молибдена в водном растворе исходном и после сорбции, рассчитывали СОЕ, мг/г.

Пример 1 (фиг.1)

Сорбент предварительно в течение суток выдерживали в 0,1 н. растворе HCl.

На фиг.1 даны результаты сорбции из водного раствора с концентрацией 3000 мг Мо(VII)/дм³ за время 3 суток. Сорбция осущестляется в интервале рН 1-6. Лучшие результаты получены при рН 2-3 за время меньше 3 суток, СОЕ=247 мг/г.

Пример 2 (фиг.2)

Сорбент предварительно в течение суток выдерживали в 0,1 н растворе NaOH.

На фиг.2 даны результаты сорбции из водного раствора с концентрацией 3000 мг Мо(VII)/дм³ за время 3 суток. Сорбция осущестляется в интервале рН 1-6. Лучшие результаты получены при рН 2-4 за время 3 суток, СОЕ=247 мг/г.

Пример 3 (фиг.3 и 4)

Сорбент предварительно в течение суток выдерживали в дистиллированной воде.

На фиг.3 даны результаты сорбции из водного раствора с концентрацией 3000 мг Мо(VII)/дм³ за время 3 суток. Сорбция осущестляется в интервале рН 1-6. Лучшие результаты получены при рН 4 за время 6 суток, СОЕ=277 мг/г.

На фиг.4 даны результаты сорбции Mo(VI) при рН 4 в зависимости от концентрации исходного раствора (5 и 9 мг Мо(VI)/дм³) и времени сорбции, сутки. Лучшие результаты получены за время более суток, СОЕ=390 мг/г при С_исх=9,0 г/дм³ Mo(VI) и времени сорбции 25 ч.

Из данных фиг.1-4 следует, что при комнатной температуре результаты сорбции зависят от предварительной обработки сорбента, концентрации исходного раствора, величины рН раствора в процессе сорбции и времени сорбции.

Полимеризованные процессы, протекающие в слабокислых растворах, повышают сорбционную обменную емкость макропористого сорбента, но снижают скорость сорбции, так как полимеризационные превращения осуществляются во времени.

По сравнению с прототипом сорбция на анионите марки АМ-2б при оптимальных условиях является быстрым и эффективным способом извлечения ионов молибдена (VI) из водных растворов.

Формула изобретения

Способ сорбции ионов молибдена из водных растворов, включающий контакт раствора и анионита марки АМ-2б, отличающийся тем, что перед сорбцией проводят предварительную обработку анионита кислотой, щелочью или водой, и сорбцию ведут при рН 1-6 на анионите, содержащем обменные группы

–СН₂–N(CH₃)₂,

–СН₂–N(CH₃)₃.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4