Способ интенсификации сорбции благородных металлов с помощью нанодисперсного сорбента

Изобретение относится к получению нанодисперсного сорбента металлов и к использованию полученного сорбента для интенсификации процесса сорбции и может быть применено в гидрометаллургии благородных металлов. Способ извлечения благородных металлов из растворов включает сорбцию на органическом сорбенте [пергидро(1,3,5-дитиазин)-5-ил]-гексане общей формулы C9H19S2N. При этом сорбцию ведут с использованием сорбента в виде эмульсии частиц наноразмеров, полученной облучением сорбента ультразвуком в водной среде. Техническим результатом является применение сорбента в максимально измельченном состоянии (коллоидном), позволяющем достичь равномерного и стабильного распределения сорбента в водном растворе. 6 пр.

 

Изобретение относится к получению нанодисперсного сорбента металлов и к применению полученного сорбента в целях интенсификации процесса сорбции и может быть применено в гидрометаллургии благородных металлов.

Известны сорбенты аминотиофирного строения, обладающие способностью сорбировать из водных растворов ионы благородных металлов [1. Патент РФ №2205237, кл. С22В 3/24, С 22 В 11/00]. В ряду соединений указанного строения известен сорбент-1-[пергидро(1,3,5-дитиазин)-5-ил]-гексан. Названный сорбент представляет собой вязкую смолу, не смешивающуюся с водой.

Сорбцию ионов благородных металлов указанным сорбентом производят в статических условиях. Поскольку сорбент находится в водном растворе извлекаемых металлов в виде отдельной фазы на дне реакционного сосуда, для повышения интенсивности сорбции применяют многократный избыток сорбента и энергичное перемешивание. Отсутствие перемешивания ведет к оседанию частиц сорбента (расслоению фаз) и резкому замедлению процесса сорбции, что является недостатком. Избыток вязкого непрореагировавшего сорбента после окончания процесса сорбции смешивается с продуктом взаимодействия и затрудняет отделение конечного продукта, что также является недостатком.

Известен способ интенсификации сорбции на сорбентах аминотиоэфирного ряда [2. Патент РФ №2205239], заключающийся в добавлении иодид-ионов к раствору извлекаемой платины. Достоинством указанного способа является достижение высоких степеней извлечения платины за более короткий интервал времени контакта сорбента с раствором извлекаемого элемента. Недостатком данного способа является неприменимость его в случае присутствия в растворе металлов, образующих нерастворимые осадки с иодид-ионом, в частности палладия.

Указанных недостатков лишен заявляемый способ, позволяющий увеличить интенсивность сорбции, исключить необходимость перемешивания, избежать избыточного расхода сорбента.

Заявляемый способ состоит в предварительной обработке сорбента ультразвуком с целью измельчения частиц сорбента до состояния устойчивой эмульсии.

Известно [3. Бреховских Л.М., Гончаров В.В. Введение в механику сплошных сред. - М.: Наука, 1982], что химические реакции в среде мелкоизмельченных частиц сырья протекают интенсивнее (быстрее, с большей конверсией), чем в среде крупноагломерированных объектов

Очевидно, что уменьшение частиц сорбента при равном объеме способствует повышению эффективности сорбции за счет более плотного и равномерного расположения сорбирующих частиц в объеме раствора и, соответственно, повышения вероятности контакта сорбирующих частиц с частицами сорбируемого элемента. Максимальное измельчение органической фазы в воде без изменения структуры вещества представляет собой суспензию или эмульсию, в которой частицы суспендированной (эмульгированной) фазы равномерно распределены во всем объеме раствора. Размеры частиц сорбента в эмульсии или стабильной суспензии составляют десятки-сотни нанометров, т.е. сорбент находится в виде наночастиц, что и обеспечивает интенсификацию взаимодействия частиц, участвующих в сорбционном процессе.

Известно, что диспергирование водонерастворимого органического вещества в воде достигается традиционно механическими либо химическими (с добавлением ПАВ) способами. Недостатком механических способов является невозможность глубокого измельчения (до наночастиц) веществ. Недостатком химических методов является введение в систему диспергируемое вещество-вода посторонних веществ (ПАВов), что не всегда допустимо.

Известно, что эффективное измельчение частиц при сохранении их молекулярной структуры доступно при ультразвуковой обработке материалов, при этом возможно достижение наноразмеров частиц [4. А. Geganken. Using sonochemistry for the fabrication of nanomaterials // Ultrasonics Sonochemistry, 2004. - vol. 11. - 47].

О применении ультразвуковой обработки для измельчения сорбентов до наносостояния в целях повышения интенсивности сорбции сведений в литературе нет.

Сущность изобретения состоит в повышении интенсивности действия известного сорбента металлов - [пергидро(1,3,5-дитиазин)-5-ил]-гексана /4/ - за счет переведения сорбента в стабильное мелкодисперсное состояние. Органический сорбент аминотиоэфирного ряда [пергидро(1,3,5-дитиазин)-5-ил]-гексан в обычном состоянии - жидкость, не смешивающаяся с водой. Для осуществления эффективной сорбции ионов металлов при низких концентрациях последних в растворе необходимо добиться контакта рассеянных в объеме раствора ионов металлов с частицами сорбента. Чем выше степень измельчения сорбента и чем меньше расстояние между взаимодействующими частицами, тем эффективнее происходит процесс сорбции.

Техническим результатом является применение сорбента в максимально измельченном состоянии (коллоидном), позволяющем достичь равномерного и стабильного распределения сорбента в водном растворе, а также повышение степени извлечения благородных металлов.

Технический результат достигается использованием сорбента в виде частиц наноразмеров, полученных ультразвуковым диспергированием.

Сорбент вносят в небольшое количество воды (или рабочего раствора) и помещают в прибор, создающий ультразвуковые колебания частотой 20 кГц на некоторое время. Готовый продукт - эмульсия. При внесении такого сорбента в рабочий раствор эмульсия равномерно распределяется во всем объеме раствора, обеспечивает максимальное сближение с ионами извлекаемого вещества для контакта, при этом сорбент не выделяется в отдельную фазу, а находится в стабильно взвешенном состоянии до момента взаимодействия с извлекаемыми частицами. После сорбции частицы сорбента увеличиваются в размере за счет присоединения сорбируемого элемента и выделяются в осадок, легко отделяющийся от раствора обычными приемами.

Повышение интенсивности сорбции по заявляемому способу определяется следующими характеристиками:

- увеличение степени извлечения металла по сравнению со степенью извлечения того же металла без применения заявляемого способа;

- расширение ряда элементов, извлекаемых заявляемым способом;

- возможность сорбции веществ, находящихся не только в ионной форме, но и в виде взвешенных нульвалентных частиц металла.

Изобретение иллюстрируется примерами.

Пример 1

В колбу, содержащую 100 мл раствора платинохлористоводородной кислоты с концентрацией 10 мкг/л платины, вносили 1 мл эмульсии сорбента [пергидро(1,3,5-дитиазин)-5-ил-]гексана, приготовленной ультразвуковой обработкой 10 мг сорбента в 10 мл воды при частоте ультразвука 20 кГц в течение 4 минут, и выдерживали при комнатной температуре без перемешивания в течение 15 минут. Выделившийся осадок отфильтровывали, в осадке и фильтрате определяли содержание платины. По результатам определения вычисляли степень извлечения платины. Степень извлечения платины в описанном примере - 98,3%.

Пример 2

Выполняли аналогично примеру 1, но в качестве сорбента использовали [пергидро(1,3,5-дитиазин)-5-ил-]гексан в количестве 1 мг без предварительной обработки ультразвуком. Степень извлечения платины в описываемом примере - 64,5%.

Пример 3

В колбу, содержащую 100 мл стабильного коллоидного раствора (золя) золота с концентрацией золота 20 мкг/л, вносили 1 мл эмульсии сорбента [пергидро(1,3,5-дитиазин)-5-ил-]гексана, приготовленной ультразвуковой обработкой 10 мг сорбента в 10 мл воды при частоте ультразвука 20 кГц в течение 4 минут, и выдерживали при комнатной температуре без перемешивания в течение 15 минут. Выделившийся осадок отфильтровывали, в осадке и фильтрате определяли содержание золота. По результатам определения вычисляли степень извлечения золота. Степень извлечения золота в описанном примере - 99,2%.

Пример 4

Выполняли аналогично примеру 3, но в качестве сорбента использовали [пергидро(1,3,5-дитиазин)-5-ил-]гексан количестве 1 мг без предварительной обработки ультразвуком. Степень извлечения золота в описываемом примере - 20,5%.

Пример 5

В колбу, содержащую 100 мл раствора хлорида палладия с концентрацией 10 мкг/л палладия, вносили 1 мл эмульсии сорбента [пергидро(1,3,5-дитиазин)-5-ил-]гексана, приготовленной ультразвуковой обработкой 10 мг сорбента в 10 мл воды при частоте ультразвука 20 кГц в течение 4 минут, и выдерживали при комнатной температуре без перемешивания в течение 15 минут. Выделившийся осадок отфильтровывали, в осадке и фильтрате определяли содержание палладия. По результатам определения вычисляли степень извлечения палладия. Степень извлечения палладия в описанном примере - 99,8%.

Пример 6

В колбу, содержащую 100 мл раствора хлорида палладия с концентрацией 10 мкг/л палладия, вносили 1 мг [пергидро(1,3,5-дитиазин)-5-ил-]гексана и выдерживали при комнатной температуре без перемешивания в течение 15 минут. Выделившийся осадок отфильтровывали, в осадке и фильтрате определяли содержание палладия. По результатам определения вычисляли степень извлечения палладия. Степень извлечения палладия в описанном примере - 68,5%.

Способ извлечения благородных металлов из растворов, включающий сорбцию на органическом сорбенте [пергидро(1,3,5-дитиазин)-5-ил]-гексане общей формулы C9H19S2N, отличающийся тем, что сорбцию ведут с использованием сорбента в виде водной эмульсии наночастиц, полученной облучением указанного сорбента ультразвуком в водной среде.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для извлечения и регенерации серебра из азотнокислых растворов. Способ извлечения серебра из технологических азотнокислых растворов, содержащих серебро до 0,5-8 г/л и азотную кислоту до 2-10 г/л, осуществляют на твердофазном платиновом катализаторе.

Заявляемый способ относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) из растворов, и может быть использован в технологии получения концентратов редкоземельных элементов.

Изобретение относится к способу извлечения урана из маточного раствора. Способ включает получение функционализированной аминофосфоновой смолы и маточного раствора, содержащего хлорид и уран.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ), и может быть использован в технологии хроматографического разделения лютеция и иттербия.

Изобретение относится к области химической технологии утилизации высокорадиоактивных растворов, получаемых при переработке облученного ядерного топлива, а именно к составам экстракционно-хроматографических материалов импрегнированного типа для селективного выделения и очистки прометия-147 от сопутствующих РЗЭ из азотнокислых растворов, которые состоят из двух компонентов при следующем содержании: 1-50 мас.% фосфорилподанда - производного 1,5-бис[2-(оксиалкоксифосфорил)-4-(этил)]фенокси-3-оксапентана формулы , где R представляет собой алкил C3-C12, и 99-50 мас.% макропористого сферически гранулированного сополимера стирола с дивинилбензолом с размером гранул 40-400 мкм.

Изобретение относится к аффинажному производству металлов платиновой группы (МПГ). Способ заключается в сорбции катионов родия (III) и рутения (III) на катионите КУ-2 из хлоридных растворов при контролируемых значениях pH растворов и содержаниях хлорид-иона.
Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения рения из молибденсодержащих растворов. Способ включает сорбцию рения из молибденсодержащих растворов анионитами гелевой структуры.

Способ извлечения металлов включает выщелачивание руды путем непрерывного многостадийного противоточного кучного выщелачивания. На каждой промежуточной стадии подают выщелачивающий раствор, приготовленный из маточного раствора, полученного на следующей стадии выщелачивания предыдущей кучи.
Изобретение относится к способу очистки скандия от тория. Способ включает сорбцию тория из растворов ионитом.

Изобретение относится к способу извлечения золота, в частности сорбции золота из водных цианидных растворов. Способ извлечения золота из щелочных цианидных растворов включает контактирование водного раствора цианида золота с анионитом, имеющим в своем составе аминогруппы.

Изобретение относится к химической технологии и может быть использовано для извлечения и регенерации серебра из азотнокислых растворов. Способ извлечения серебра из технологических азотнокислых растворов, содержащих серебро до 0,5-8 г/л и азотную кислоту до 2-10 г/л, осуществляют на твердофазном платиновом катализаторе.
Изобретение относится к извлечению рутения из отработанного катализатора в виде оксида алюминия, содержащего рутений. Способ включает его сушку, прокаливание, охлаждение и измельчение в черный порошок, содержащий оксид рутения.

Изобретение относится извлечению металлического кобальта, рутения и алюминия из отработанного катализатора Co-Ru/Al2O3 для синтеза Фишера-Тропша. Катализатор подвергают воздействию прокаливанием и восстановительной обработке.

Изобретение относится к гидрометаллургической переработке золотосодержащих упорных руд и техногенного минерального сырья и предназначено для извлечения золота из них.
Изобретение относится к способу извлечения редкоземельных и благородных металлов из золошлаков. Способ включает смешение их с выщелачивающими растворами, накопление биомассы микроорганизмов рода Acidithiobacillales, бактериальное выщелачивание редкоземельных и благородных металлов.
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке серебросодержащих цинковых кеков, образующихся при извлечении цинка из сульфидных концентратов.

Группа изобретений относится к извлечению благородного металла/ов из материала, содержащего благородный металл, в водную суспензию или раствор для выщелачивания.

Изобретение относится к аффинажному производству металлов платиновой группы (МПГ). Способ заключается в сорбции катионов родия (III) и рутения (III) на катионите КУ-2 из хлоридных растворов при контролируемых значениях pH растворов и содержаниях хлорид-иона.
Изобретение относится к гидрометаллургическим способам переработки сульфидных концентратов, содержащих цветные металлы, железо и драгоценные металлы. Сущность изобретения заключается в том, что пентландит-пирротиновый концентрат, измельченный до частиц 6-25 мкм, выщелачивают при 90-105°C и давлении кислорода до 1,0 МПа в присутствии серной кислоты и сульфата натрия.

Изобретение относится к переработке радиоэлектронного лома, в частности электронных плат. Исходное сырье измельчают, обогащают методами электрической и магнитной сепарации, из полученных концентратов извлекают благородные металлы, хвосты обогащения распульповывают в воде при отношении Ж:Т не менее 7 в присутствии лигносульфоната с расходом последнего 1-3 кг/т твердого.

Изобретение относится к способу кучного выщелачивания золота из исходного сырья в виде золотосодержащих упорных руд и техногенного минерального сырья. Способ включает агломерацию исходного сырья путем добавки к нему связующего материала, формирование штабеля, выщелачивание золота путем подачи в штабель раствора выщелачивающего реагента, рециркуляцию рабочих растворов, сбор продуктивных растворов и выделение из них золота. Первичное выщелачивание свободного золота и золота в сростках ведут раствором реагента-комплексообразователя, затем проводят выдержку и подают в штабель сернокислотно-пероксидный и карбонатно-пероксидный растворы, прошедшие фотоэлектрохимическую обработку, после чего проводят следующую выдержку и довыщелачивание тонкого и дисперсного золота, вскрытого при окислении магнетита, сульфидно-сульфосолевых минералов и трансформации структуры кварца-халцедона. Обеспечивается повышение эффективности выщелачивания золота из исходного сырья. 1 з.п. ф-лы, 1 пр.

Изобретение относится к получению нанодисперсного сорбента металлов и к использованию полученного сорбента для интенсификации процесса сорбции и может быть применено в гидрометаллургии благородных металлов. Способ извлечения благородных металлов из растворов включает сорбцию на органическом сорбенте [пергидро-5-ил]-гексане общей формулы C9H19S2N. При этом сорбцию ведут с использованием сорбента в виде эмульсии частиц наноразмеров, полученной облучением сорбента ультразвуком в водной среде. Техническим результатом является применение сорбента в максимально измельченном состоянии, позволяющем достичь равномерного и стабильного распределения сорбента в водном растворе. 6 пр.

Наверх