Сорбционное извлечение ионов цинка из кислых хлоридных растворов

Изобретение относится к области химии. Предложен способ сорбционного извлечения цинка в форме хлоридных анионных комплексов цинка, включающий контактирование цинксодержащего раствора хлорида аммония, содержащего хлористоводородную кислоту, с анионообменной смолой марки АМП или АМ-2б в Cl-форме. Изобретение расширяет ассортимент сорбентов, эффективных для извлечения хлоридных анионных комплексов цинка из кислых растворов. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 2 ил.

 

Сорбционное извлечение ионов цинка из кислых хлоридных растворов относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известен способ сорбционного извлечения цинка из кислых хлоридных растворов, содержащих хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, в форме хлоридных анионных комплексов, включающий контактирование раствора с анионитом в Cl-форме [В.Риман. «Ионообменная хроматография в аналитической химии». М.: Мир, 1973, с.359-360].

Недостатком способа является то, что неизвестно использование анионо-обменной смолы марки АМП и АМ-2б для сорбции ионов цинка в форме хлоридных анионных комплексов из солянокислых растворов, содержащих хлорид аммония.

Наиболее близкими техническими решениями являются способы:

1. Использование смолы марки АМ-2б для разделения цианистых комплексов цветных и благородных металлов при сорбции из рудных пульп сложного солевого состава (http:www.firmadis.opt.m/shop/ (отсылка на каталог: сведения по аниониту АМ-2б (ОСТ 95.291-86 класс А)).

2. Использование смолы марки АМП для предварительной очистки сернокислых никелевых электролитов от цинка при содержании цинка в электролите 10-30 мг/дм3 (http:www.firmadis.opt.ru/shop/ (отсылка на каталог: сведения по аниониту АМП (ОСТ 95.291-86 и ОСТ 95.967-82)).

3. Использование смолы марки АМП для очистки сернокислых никелевых электролитов от цинка при содержании цинка в электролите 0,025 г/дм3 (патент RU 2121874, 1998 г.).

Недостатком способов является то, что неизвестно извлечение ионов цинка в форме хлоридных анионных комплексов из солянокислых растворов, содержащих макроколичества хлорида аммония. Отсутствуют также данные об извлечении ионов цинка смолами АМП и АМ-2б в присутствии ионов аммония из нагретых растворов.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение оптимальных условий для сорбции ионов цинка на анионитах марок АМ-2б и АМП из кислых хлоридных растворов, содержащих макроколичества хлорида аммония.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является эффективная сорбция ионов цинка на анионитах марки АМП или АМ-2б.

Этот технический результат достигается тем, что сорбционное извлечение цинка в форме хлоридных анионных комплексов цинка из кислых хлоридных растворов включает контактирование раствора с анионообменной смолой в Cl-форме марки АМП или АМ-2б с цинксодержащим раствором хлорида аммония в присутствии хлористоводородной кислоты при 70-80°С; контактированию подвергают цинксодержащий раствор, с концентрацией хлорида аммония 200 г/дм3 и концентрацией хлористоводородной кислоты 40 г/дм3.

Сущность способа заключается в том, что ионы Zn2+ в солянокислых растворах образуют устойчивые анионные комплексы типа [ZnCl3]-, [ZnCl4]2-, [ZnCl6]4- и др., которые могут быть извлечены из раствора на анионитах.

Известно, что хлоридная гидрометаллургия находит применение в процессах выщелачивания полиметаллических концентратов. Использование соляной кислоты вследствии повышенной ее способности к комплексообразованию интересно в схемах, включающих сорбционно-экстракционную технологию разделения металлов.

Примеры конкретного выполнения способа

Рассмотрены возможности использования анионитов марок АМП и АМ-2б для извлечения хлоридных анионных комплексов цинка из солянокислых растворов, содержащих макроколичества хлорида аммония.

Пористый анионит АМ-2б смешанной основности со сферическими гранулами получен аминированием ХМС стирола и ДВБ смесью диметил- и триметиламинов. Крупность гранул 0,63-1,60 мм; удельный объем набухшей смолы 2,7-3,2 см3/г; удельная поверхность 50-100 м2/г; общий объем пор 0,80-0,87 см3/г, механическая прочность 98-99%; ПОЕ 3,3-3,7 мг-экв/г. Обменные группы:

Гелевый высокоосновный анионит АМП со сферическими гранулами получен аминированием ХМС стирола и 3,5-4,0% ДВБ пиридином. Крупность гранул 0,63-1,60 мм; удельный объем набухшей смолы 2,7-2,9 см3/г; механическая прочность 98-99%; ПОЕ 3,3-3,7 мг-экв/г. Обменные группы:

Предварительно сорбенты в течение суток выдерживали в дистиллированной воде или в 0,1 н. растворах HCl.

Сорбцию ионов цинка осуществляли при 70-80°С из раствора, содержащего, г/дм3: 200 NH4Cl и 40 HCl.

Объем раствора 100 см3, масса сухого сорбента 1 г.

В таблице и на фиг.1 и 2 даны результаты сорбции, где указаны используемая соль цинка, марка анионита, концентрация иона цинка исходная и после наступления сорбционного равновесия, г/дм3, время сорбции, СОЕ, мг/г - обменная емкость в равновесном состоянии, Е, % мас., - извлечение, % мас., от исходной концентрации ионов цинка при достижении сорбционного равновесия.

На фиг.1 по данным таблицы представлены изотермы сорбции в виде зависимостей СОЕ, мг/г, от равновесной концентрации сорбируемых ионов цинка.

На фиг.2 по данным таблицы представлена зависимость извлечения, %, от исходной концентрации сорбируемых ионов цинка.

На фиг.1 и 2 обозначены результаты сорбции:

1 - на анионите АМ-2б с использованием соли ZnSO4,

2 - на анионите АМП с использованием соли ZnSO4,

3 - на анионите АМ-2б с использованием соли ZnCl2,

4 - на анионите АМП с использованием соли ZnCl2.

Из данных таблицы и фиг.1 и 2 следует, что получены высокие показатели сорбции ионов цинка на анионитах марок АМП и АМ-2б из солянокислых растворов, содержащих макроколичества хлорида аммония. Максимальные показатели сорбции получены в следующих условиях:

Сорбент Соль Исходная концентрация Zn2+, г/дм3 СОЕ, мг/г Е, % мас.
АМ-2б ZnSO4 14,62 88 6,0
АМП ZnSO4 15,00 151 10,0
АМ-2б ZnCl2 15,00 190 13,5
АМП ZnCl2 17,22 303 17,6

По сравнению с прототипом показаны возможности эффективной сорбции ионов цинка на анионитах марок АМП и АМ-2б из кислых хлоридных растворов, содержащих макроколичества хлорида аммония.

Результаты сорбции ионов цинка в зависимости от аниона соли, марки сорбента, исходной концентрации соли. Время достижения сорбционного равновесия 15-30 мин
№ п/п Соль Марка сорбента Концентрация Zn2+, г/дм3 СОЕ, мг/г Е, % мас.
Исходная Равновесная
1 ZnSO4 AM-2б 4,91 4,35 56 11,5
2 ZnSO4 AM-2б 5,15 4,50 65 12,6
3 ZnSO4 AM-2б 8,97 8,25 72 8,0
4 ZnSO4 AM-2б 14,62 13,74 88 6,0
5 ZnSO4 АМП 5,11 4,26 85 16,6
6 ZnSO4 АМП 9,35 8,15 120 13,0
7 ZnSO4 АМП 13,35 12,15 140 10,5
8 ZnSO4 АМП 15,00 13,49 151 10,0
9 ZnCl2 AM-2б 4,82 3,85 97 20,0
10 ZnCl2 AM-2б 9,70 8,25 145 15,0
11 ZnCl2 AM-2б 13,35 8,69 165 16,0
12 ZnCl2 AM-2б 15,00 12,15 190 13,5
13 ZnCl2 АМП 4,88 3,66 122 25,0
14 ZnCl2 АМП 9,52 7,47 205 21,5
15 ZnCl2 АМП 10,40 8,15 225 21,6
16 ZnClΔ АМП 17,22 14,19 303 17,6

1. Способ сорбционного извлечения цинка в форме хлоридных анионных комплексов цинка из кислых хлоридных растворов, включающий контактирование раствора с анионообменной смолой в Cl-форме, отличающийся тем, что контактированию подвергают смолу марки АМП или АМ-2б с цинксодержащим раствором хлорида аммония в присутствии хлористоводородной кислоты при 70-80°С.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что контактированию подвергают цинксодержащий раствор с концентрацией хлорида аммония 200 г/дм3 и концентрацией хлористоводородной кислоты 40 г/дм3.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области производства концентратов фосфатирования, применяемых в автомобилестроительной, машиностроительной и других отраслях промышленности для нанесения фосфатного покрытия.

Изобретение относится к неорганической химии и касается разработки способа переработки отходов селенида цинка, образующихся при изготовлении материалов в полупроводниковой технике.

Изобретение относится к нанотехнологиям полупроводников. .

Изобретение относится к химической промышленности и может быть использовано в строительстве, промышленности и косметической промышленности. .
Изобретение относится к светоустойчивым полимерным композициям. .

Изобретение относится к области кристаллографии и может быть использовано для получения малоразмерных порошков на основе оксида цинка, которые обеспечивают низкопороговую лазерную генерацию ультрафиолетового излучения при комнатной температуре.
Изобретение относится к области технологии неорганических материалов, в частности к очистке оксида цинка от примеси кремния. .
Изобретение относится к химической технологии неорганических веществ и может быть использовано для получения гексагидрата сульфата цинка-аммония и для извлечения цинка (II) из отработанных электролитов цинкования.
Изобретение относится к области переработки водных растворов, содержащих тяжелые металлы, и может быть использовано в машиностроении для очистки кислых сточных вод, загрязненных соединениями тяжелых металлов, в частности цинка.

Изобретение относится к сорбционным способам очистки растворов от серной кислоты в химической технологии и гидрометаллургии для переработки высококонцентрированных электролитов, содержащих серную кислоту и соли цветных металлов.

Изобретение относится к области очистки газов от ядовитых примесей и может быть использовано для очистки газовых смесей или воздуха от примеси цианистого водорода.

Изобретение относится к гидрометаллургии ванадия. .
Изобретение относится к области извлечения брома из природных рассолов - буровых вод, подземных и поверхностных рассолов, а также из сбросных и прочих технологических вод, содержащих бром.

Изобретение относится к способу удаления иодистых соединений, например алкилиодидов и подобных соединений, из карбоновых кислот и/или ангидридов карбоновых кислот, и может быть использовать для очистки уксусной кислоты и/или уксусного ангидрида, получаемых путем карбонилирования метанола и/или метилацетата, промотируемого метилиодидом, в присутствии родиевого катализатора.

Изобретение относится к сорбционным способам извлечения благородных металлов и позволяет повысить степень извлечения золота путем увеличения сорбционнойемкости смолы и ее способности к последующему элюированию золота, В качестве слабоосновной анионообменной смолы используют стирол-дивинилбензольную матрицу с полиаминоалкиленаминными группами, в которых две аминные части разделены 1.Х-алкиленовой частью, где X - целое число больше 2.

Изобретение относится к биохимии
Наверх