Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов



Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов
Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов
Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов
Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов
Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов
Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов
Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов
Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов

 


Владельцы патента RU 2514244:

Воропанова Лидия Алексеевна (RU)

Сорбционное извлечение ионов железа 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. Извлечение ионов железа осуществляют сорбцией на анионитах из солянокислых растворов, насыщенных хлоридами щелочных и щелочноземельных металлов, при температуре 70-80°С. При этом сорбцию ведут на анионитах, выбранных из марок: АМП, содержащего обменные группы, и АМ-2б, содержащего обменные группы C H 2 N ( C H 3 ) 2 , C H 2 N + ( C H 3 ) 3 . Техническим результатом является нахождение оптимальных условий для сорбции ионов железа на анионитах. 3 ил., 2 табл., 4 пр.

 

Сорбционное извлечение ионов железа 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.

Известно применение катионитов и анионитов в гидрометаллургии для очистки растворов соответственно от катионов и анионов металлов [Г.М.Вольдман, А.Н.Зеликман. Теория гидрометаллургических процессов. М., Металлургия. 1993. С.263-267].

Однако применение анионитов для извлечения катионов металлов недостаточно исследовано и представляет интерес для нахождения дополнительных возможностей селективного извлечения ионов металлов из растворов сложного состава.

Наиболее близким техническим решением является извлечение ионов железа из солянокислых растворов экстракцией трибутилфосфатом [Материалы VII Международной конференции «Устойчивое развитие горных территорий в условиях глобальных изменений», Владикавказ. 2010. Воропанова Л.А., Барвинюк Н.Г., Суладзе З.А. Экстракция ионов железа из водных растворов трибутилфосфатом при переработке природного и техногенного сырья]. Лучшие результаты получены из 3 М раствора соляной кислоты при соотношении О:В=1:4 и содержании в растворе, г/дм3: 5,6 Fe (III) и 150 NaCl.

Недостатком способа является то, что не указаны возможности сорбционного извлечения железа из кислых хлоридных растворов.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение оптимальных условий для сорбции ионов железа на анионитах марок АМ-2б и АМП.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является эффективная сорбция ионов железа на анионитах.

Этот технический результат достигается тем, что извлечение ионов железа осуществляют из солянокислых растворов, насыщенных хлоридами щелочных и щелочноземельных металлов, сорбцией при температуре 70-80°С на анионитах марок АМП, содержащих обменные группы

и АМ-2б, содержащих обменные группы

C H 2 N ( C H 3 ) 2 , C H 2 N + ( C H 3 ) 3

Сущность способа заключается в том, что ионы железа в солянокислых растворах образуют устойчивые анионные комплексы, 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 железа из солянокислых растворов.

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

C H 2 N ( C H 3 ) 2 , C H 2 N + ( C H 3 ) 3

Гелевый высокоосновный анионит АМП со сферическими гранулами получен аминированием ХМС стирола и 3,5-4,0% ДВБ пиридином. Круп-ность 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:

Сорбцию ионов железа осуществляли при 70-80°С из насыщенных хлоридами щелочных (NaCl) и щелочноземельных (CaCl2) металлов растворов, подкисленных до 40 г/дм3 HCl.

Объем раствора 50 см3, масса сухого сорбента 1 г.

Предварительно сорбенты в течение суток выдерживали в дистиллированной воде.

Пример 1 (табл.1, опыты 1-16; фиг.1).

В табл.1, опыты 1-16, даны результаты сорбции ионов железа при использовании сорбента марки АМП. Сорбцию осуществляли из солянокислых растворов FeCl3, содержащих хлорид натрия.

На фиг.1 даны изотермы сорбции в виде зависимостей СОЕ, мг/г, от равновесной концентрации сорбируемых ионов, полученных в условиях опытов 1-16, табл.1.

Максимальные показатели сорбции получены за время 30 мин в следующих условиях:

Исходная концентрация Fe3+, г/дм3 СОЕ, мг/г
58-92 242

Пример 2 (табл.1, опыты 17-36; фиг.2 и 3).

В табл.1, опыты 17-36, даны результаты сорбции при использовании сорбентов марок АМП и АМ-2б. Сорбцию ионов металлов FeSO4 и FeCl3 осуществляли из солянокислых растворов, насыщенных хлоридом натрия и содержащих 40 г/дм3 HCl.

На фиг.2 даны изотермы сорбции в виде зависимостей СОЕ, мг/г, от равновесной концентрации сорбируемых ионов, полученных в условиях опытов 17-27, табл.1.

На фиг.3 даны изотермы сорбции в виде зависимостей СОЕ, мг/г, от равновесной концентрации сорбируемых ионов, полученных в условиях опытов 28-34, табл.1.

Максимальные показатели сорбции получены за время 15-30 мин в следующих условиях:

Сорбент Соль Исходная концентрация иона, г/дм3 СОЕ, мг/г
АМП FeSO4 63-94 242
АМ-2б FeSO4 61-82 242
АМ-2б FeCl3 43 387

Пример 3 (табл.1).

В табл.1, опыты 37-39, даны результаты сорбции при использовании сорбентов марки АМП и АМ-2б. Сорбцию ионов FeCls осуществляли из солянокислых растворов, насыщенных хлоридами кальция, содержащих 40 г/дм3 HCl.

Максимальные показатели сорбции получены за время 15-30 мин в следующих условиях:

Сорбент Соль Исходная концентрация иона, г/дм3 СОЕ, мг/г
АМН FeCl3 29,8 120
АМ-2б FeCl3 12,7 110

Пример 4 (табл.2).

В табл.2 даны результаты сорбции при использовании сорбентов марки АМП. Сорбцию ионов металлов FeSO4 и FeCl3 осуществляли из солянокислых растворов, насыщенных хлоридами натрия и кальция, содержащих 20-40 г/дм3 HCl. Извлечение железа осуществляли в процессе 5-10 циклов сорбции - десорбции.

Из данных табл.2 следует, что извлечение ионов железа увеличивается с увеличением концентрации HCl и числа циклов сорбции - десорбции.

По сравнению с прототипом показаны возможности эффективной сорбции ионов железа из кислых хлоридных растворов на анионитах марок АМП и АМ-2б.

Таблица 1
Результаты сорбции ионов железа из кислых растворов
№ п/п Соль Марка сорбента Время достижения равновесия, мин Концентрация Me, г/дм3 СОЕ, МГ/Г
исходная равновесная
Сорбция из раствора, насыщенного солью NaCl и содержащего 40 г/дм3 HCl
1 FeCl3 АМП 30 0,97 0,58 19
2 FeCl3 АМП 30 1,79 1,08 36
3 FeCl3 АМП 30 3,32 2,60 36
4 FeCl3 АМП 30 5,00 4,26 37
5 FeCl3 АМП 30 5,00 4,26 37
6 FeCl3 АМП 30 6,72 6,05 34
7 FeCl3 АМП 30 7,62 6,50 56
8 FeCl3 АМП 30 12,19 10,76 67
9 FeCl3 АМП 30 14,79 13,44 67
10 FeCl3 АМП 30 14,79 13,44 67
11 FeCl3 АМП 30 15,95 14,01 97
12 FeCl3 АМП 30 47,35 43,49 193
13 FeCl3 АМП 30 57,98 54,12 242
14 FeCl3 АМП 30 77,31 72,48 242
15 FeCl3 АМП 30 82,14 77,31 242
16 FeCl3 АМП 30 91,81 86,97 242
17 FeSO4 АМП 30 1,97 1,66 16
18 FeSO4 АМП 30 3,32 2,87 22
19 FeSO4 АМП 30 4,66 3,85 40
20 FeSO4 АМП 30 7,84 6,72 56
21 FeSO4 АМП 30 12,08 10,63 73
22 FeSO4 АМП 30 26,09 23,19 145
23 FeSO4 АМП 30 34,31 30,02 169
24 FeSO4 АМП 30 56,05 52,19 193
25 FeSO4 АМП 30 68,61 63,78 242
26 FeSO4 АМП 30 70,06 65,23 242
27 FeSO4 АМП 30 99,05 94,22 242
28 FeSO4 АМ-2б 30 1,60 1,40 10
29 FeSO4 АМ-2б 30 5,70 5,03 34
30 FeSO4 АМ-2б 30 9,18 8,46 36
31 FeSO4 АМ-2б 30 15,70 14,98 36
32 FeSO4 АМ-2б 30 34,79 32,37 121
33 FeSO4 АМ-2б 30 65,71 60,88 242
34 FeSO4 АМ-2б 30 86,97 82,14 242
35 FeCl3 АМ-2б 15 33,82 29,96 193
36 FeCl3 АМ-2б 15 51,22 43,49 387
Сорбция из раствора, насыщенного солью CaCl2 и содержащего 40 г/дм3 HCl
37 FeCl3 АМП 30 12,74 10,51 110
38 FeCl3 АМП 15 29,80 27,38 120
39 FeCl3 АМ-2б 30 12,74 10,51 110
Таблица 2
Результаты сорбции ионов железа в зависимости от числа циклов сорбции и элюирования
№ п/п Соль Марка сорбента Число циклов сорбции Время достижения равновесия на каждой стадии сорбции, мин Концентрация Me, г/дм3 Извле
чение,1мас.%
исходная конечная
Сорбция из раствора, насыщенного солью NaCl и содержащего 40 г/дм3 HCl
1 FeCl3 АМН 5 30-60 6,28 1,06 83
2 FeCl3 АМП 10 30-60 6,28 0,24 96
3 FeSO4 АМП 5 30-60 7,25 3,87 47
4 FeSO4 АМП 10 30-60 7,25 2,34 68
Сорбция из раствора, содержащего 600 г/дм3 CaCl2 и содержащего
40 г/дм3 HCl,
5 FeCl3 АМП 5 40-60 7,49 3,09 59
6 FeCl3 АМП 10 40-60 7,25 0,97 87
Сорбция из раствора, насыщенного солью CaCl2 и содержащего 20 г/дм3 HCl
7 FeCl3 АМП 5 40-60 7,01 4,06 42

Способ извлечения ионов железа из солянокислых растворов, насыщенных хлоридами щелочных и щелочноземельных металлов, отличающийся тем, что извлечение осуществляют сорбцией при температуре 70-80°С на анионитах, выбранных из марок: АМП, содержащего обменные группы
,
и АМ-2б, содержащего обменные группы
.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сорбционному извлечению ионов кобальта Со2+ из кислых хлоридных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Изобретение относится к способу извлечения галлия из летучей золы. Способ включает измельчение летучей золы, удаление Fe путем магнитной сеперации, затем растворение ее в соляной кислоте с получением продукта солянокислого выщелачивания.

Изобретение относится к способу извлечения галлия из летучей золы. Способ включает измельчение летучей золы и удаление Fе с помощью магнитной сепарации.
Изобретение относится к переработке вольфрамсодержащего сырья. Вольфрамсодержащий карбонатный раствор подвергают сгущению с помощью флоулянта ВПК-402 для удаления из раствора таких примесей, как ВО3 3-, РО4 3-, AsO4 3- и SiO3 2.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к извлечению благородных металлов из растворов. Способ извлечения благородных металлов из растворов включает контактирование раствора с сорбентом, нанесенным на носитель с развитой поверхностью.
Способ рекуперации молибдата или вольфрамата из водного раствора заключается в том, что молибдат или вольфрамат связывают из водного раствора при значении рН в пределах от 2 до 6 с водонерастворимым, катионизированным неорганическим носителем.

Изобретение относится к области гидрометаллургии, а именно к способу извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд. Способ включает сорбцию ценных компонентов из продуктивных растворов противотоком ионитами при регулируемом pH среды и окислительно-восстановительного потенциала Eh.

Изобретение относится к способам и устройствам извлечения свободного золота из россыпей и руд. Согласно настоящему изобретению, подготавливают золотоносную пульпу из россыпей и руд, используют абсорбент, подготовленный на основе жидких углеводородов.

Изобретение относится к способу переработки фосфогипса. .

Изобретение относится к гидрометаллургии золота и может быть использовано для переработки золотосодержащих руд, концентратов, промпродуктов, шламов и хвостов. .
Изобретение относится к области извлечения чистого пентаоксида ванадия из шлака, полученного при его производстве. В данном способе берут предварительно измельченный ванадийсодержащий шлак, сплавляют его с едким натром с получением метаванадата натрия. Затем проводят выщелачивание водой с последующим отделением раствора от твердой фазы. В полученный раствор добавляют неорганическую кислоту для достижения значения рН≤4 и вводят сорбент, в качестве которого используют порошкообразный уголь, модифицированный катионоактивными азотсодержащими поверхностно-активными веществами (ПАВ). После проведения процесса сорбции отработанный сорбент отделяют от жидкой фазы, сушат и обжигают при температуре 600-640°С с получением чистого пентаоксида ванадия. В качестве катионоактивных азотсодержащих поверхностно-активных веществ берут, например, лаурилдиметилбензиламмоний хлорид, цитилпиридиний хлористый, полигескаметиленгуанидин гидрохлорид. Технический результат - расширение сырьевой базы для получения пентаоксида ванадия, обеспечение высокого выхода и высокой степени чистоты пентаоксида ванадия. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.
Изобретение относится к способу извлечения урана из маточных растворов. Способ включает получение смолы, модифицированной аминофосфоновыми группами, и получение маточного раствора, содержащего от 25 до 278 г/л сульфата и уран. Затем ведут пропускание маточного раствора через смолу, модифицированную аминофосфоновыми группами, в кислотной форме для отделения урана от маточного раствора. Далее осуществляют элюцию урана со смолы. Техническим результатом является возможность сорбционного извлечения урана из растворов, содержащих высокие концентрации сульфата. 6 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 пр.

Изобретение относится к способу переработки фосфогипса для производства концентрата редкоземельных металлов (РЗМ) и гипса. Способ включает приготовление пульпы фосфогипса, выщелачивание РЗМ и фосфора серной кислотой. Затем ведут разделение пульпы на содержащий РЗМ и фосфор раствор и гипс в виде нерастворимого осадка, его нейтрализацию и сорбцию РЗМ катионитом из раствора с получением маточного раствора. Далее осуществляют десорбцию РЗМ с получением десорбата и выделение концентрата РЗМ из десорбата. При этом в способе ведут стадийное выщелачивание при подаче фосфогипса на каждую стадию, а серной кислоты - на первую стадию. Гипс перед нейтрализацией подвергают водной промывке с получением промывного раствора, направляемого на сорбцию РЗМ катионитом. Маточный раствор сорбции делят на две части, одну из которых используют для приготовления пульпы фосфогипса, а из второй части осаждают фосфор и фтор основным соединением кальция. Полученный осадок отделяют от водной фазы и направляют на утилизацию, а водную фазу используют в обороте. Техническим результатом является повышение степени извлечения РЗМ из фосфогипса, снижение удельных расходов химических реагентов при обеспечении практически полного водооборота и получения гипса требуемого качества по фосфору и фтору. 13 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 пр.
Изобретение относится к сорбционной гидрометаллургии урана и рения и может быть использовано для извлечения рения из растворов и пульп. Способ извлечения рения из урансодержащих растворов включает сорбцию рения на анионах. Перед сорбцией в раствор вводят фульвеновые кислоты до их концентрации в растворе 25÷300 мг/л. Сорбцию рения ведут при значении pH раствора 2,8÷3,5. Причем сорбцию проводят на слабоосновных и сильноосновных анионитах. Технический результат заключается в улучшении сорбционно-десорбционных характеристик, в повышении технико-экономических показателей сорбционно-десорбционного процесса извлечения рения из урансодержащего раствора. 1 з.п. ф-лы, 6 табл., 6 пр.

Изобретение относится к способу извлечения ионов серебра из низкоконцентрированных растворов. Способ включает пропускание раствора через полимерное волокно для сорбции ионов серебра. После пропускания раствора ионы серебра, содержащиеся в волокне, восстанавливают до металлического состояния 0,02 M водным раствором смеси аскорбиновой кислоты с глюкозой при соотношении 1:9. Затем выделяют металлическое серебро путем сжигания серебросодержащего волокна в атмосфере воздуха при температуре 450-500°C с последующей промывкой образовавшихся корольков металлического серебра. Техническим результатом изобретения является регенерация ионов серебра из сточных вод промышленных производств, а также усовершенствование способа извлечения серебра из технологических растворов, применяемых при получении текстильных материалов с антимикробными свойствами. 2 пр.
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения тонкодисперсного золота из глинистых отложений. Способ включает приготовление суспензии из глинистых отложений, улавливание из суспензии тонкодисперсного золота сорбцией введением сорбента на основе растительного материала, предварительно измельченного до крупности 0,3 мм, в суспензию и перемешиванием. Далее ведут промывание сорбента на сетке размером ячеек 0,3 мм, высушивание и пробирную плавку. При этом приготовление суспензии осуществляют при соотношении Т:Ж 1:25. Сорбент на основе растительного материала после измельчения размачивают до рыхлых хлопьев. Сорбцию проводят введением сорбента в суспензию, активированную в смесительном устройстве до однородного состояния в течение 3-5 минут, и последующим перемешиванием в течение 30-40 секунд. После сорбции проводят промывание рыхлых хлопьев, содержащих золото. Техническим результатом является повышение извлечения тонкодисперсных фракций золота, обеспечение экологической безопасности без требования дорогостоящего оборудования. 3 пр.

Изобретение относится к способу извлечения концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ) из экстракционной фосфорной кислоты. Экстракционную фосфорную кислоту с концентрацией 27-45 мас.%, содержащую РЗЭ и торий, пропускают через сульфоксидный катионит с образованием обедненного по РЗЭ торийсодержащего фосфорнокислого раствора и катионита, насыщенного РЗЭ. При пропускании фосфорной кислоты через сульфоксидный катионит фиксируют концентрацию тория в обедненном по РЗЭ фосфорнокислом растворе, которая дважды становится равной его концентрации в исходной фосфорной кислоте. Когда концентрация тория в обедненном по РЗЭ растворе второй раз становится равной его концентрации в исходной фосфорной кислоте, катионит считают насыщенным РЗЭ и пропускание через него фосфорной кислоты прекращают. Насыщенный катионит промывают водой. Затем проводят десорбцию РЗЭ раствором сульфата или нитрата аммония с концентрацией 275-300 г/л и из полученного десорбата выделяют нерадиоактивный концентрат РЗЭ. Техническим результатом является извлечение РЗЭ в концентрат 96,7-97,4%. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 пр.

Изобретение относится к разделению и концентрированию металлов и может быть использовано для разделения платины, родия и никеля. Способ отделения платины (II, IV) и родия (III) от никеля (II) в хлоридных растворах, включает сорбцию платины (II, IV) и родия (III) и последующую десорбцию этих металлов. Сорбцию проводят из свежеприготовленных или выдержанных растворов в динамических условиях путем пропускания раствора через слой сильноосновного анионита Purolite А 500 или слабоосновного комплексообразующего анионита Purolite S 985, содержащего полиаминные функциональные группы. При этом происходит полный переход платины (II, IV) и родия (III) в анионит и оставление никеля (II) в выходящем растворе. Техническим результатом является сокращение времени процесса, отделение платиновых металлов от сопутствующих металлов, в частности от никеля, увеличение степени извлечения металлов, уменьшение трудоемкости процесса разделения. 2 ил., 2 табл., 6 пр.

Изобретение относится к извлечению оксида скандия из красных шламов - отходов глиноземного производства. Способ включает выщелачивание красного шлама карбонатными растворами при одновременной газации шламовой пульпы газо-воздушной смесью, содержащей CO2, фильтрацию пульпы с получением скандийсодержащего раствора, последовательное отделение скандия от примесных компонентов, осаждение соединений скандия из очищенного раствора, фильтрацию, промывку и сушку осадка скандиевого концентрата. Выщелачивание красного шлама ведут с первоначальной виброкавитационной обработкой пульпы. Отделение скандия от примесных компонентов ведут сорбцией фосфорнокислыми ионитами. Десорбцию скандия из органической фазы ионитов осуществляют смешанными карбонатно-хлоридными растворами в пульсационном режиме с получением скандийсодержащего элюата, из которого осуществляют стадийное осаждение малорастворимых соединений скандия. При этом вначале ведут осаждение примесных компонентов с отделением осадка, являющегося титан-циркониевым концентратом, а затем проводят осаждение скандиевого концентрата. Техническим результатом является повышение степени извлечения скандия и упрощение процесса. 6 з.п. ф-лы, 5 табл., 5 пр.

Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из экстракционной фосфорной кислоты (ЭФК). Способ включает использование анионита фосфатно-смешанной формы в циклическом процессе сорбции-десорбции. При этом десорбцию во всех, кроме последней, стадях-циклах, ведут до соотношения начальной (С0) и конечной (С) концентраций кислоты, соответствующего условию 0,25≤C/С0≤0,75, а в последней - до концентрации десорбируемой фосфорной кислоты не более 0,15 моль/л. Пропускание ЭФК через колонну с анионитом ведут на каждой стадии цикла снизу вверх до проскока, соответствующего относительной концентрации, соответствующей условию 0,25≤C/С0≤0,75. Полученный обогащенный по РЗЭ раствор направляют на выделение твердого концентрата РЗЭ. Десорбцию на каждой стадии цикла ведут разбавленной фосфорной кислотой с получением во всех, кроме последней, стадиях-циклах десорбата очищенной фосфорной кислоты и десорбата последней стадии-цикла - с относительной концентрацией фосфорной кислоты, соответствующей условию 0,25≤C/С0≤0,75, и с концентрацией менее 0,25 моль/л. При этом последний возвращают на стадию десорбции. Технический результат заключается в повышении выделения концентрата РЗЭ. 6 з.п. ф-лы, 8 ил., 4 табл., 6 пр.
Наверх