Способ очистки сернокислых или азотнокислых растворов от хлорид-иона



 


Владельцы патента RU 2587449:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук (ИХХТ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к области цветной металлургии и химической промышленности. Хлорид-содержащий технологический раствор контактирует с раствором хлорноватистой кислоты в трибутилфосфате. Хлорид-ион окисляется с образованием элементного хлора, и трибутилфосфат связывает хлор. После очистки раствора и разделения фаз органический раствор направляют на регенерацию. Для этого его контактируют с раствором соды или щелочи, что обеспечивает удаление хлорид-иона в виде водного раствора хлорида натрия и восстановление исходного раствора хлорноватистой кислоты в трибутилфосфате. Изобретение позволяет повысить эффективность очистки от хлорид-иона сернокислых или нитратных растворов. 6 пр.

 

Изобретение относится к области цветной металлургии и предназначено для удаления хлорид-иона из сернокислых или азотнокислых растворов различного состава.

Очистка от хлоридов является распространенной задачей и обусловлена мешающим влиянием хлорид-ионов на ряд гидрометаллургических процессов, снижением качества товарных продуктов из-за примесей хлоридов, повышением коррозионной активности производственных растворов и тд.

Известен способ удаления хлорид-иона из цинковых сульфатных растворов, включающий добавление сульфата меди и осаждение хлорид-иона в виде труднорастворимого осадка CuCl. В качестве восстановителей меди (2+) до меди (1+) используют порошки металлического цинка, алюминия, магния или железа [Патент Японии №59-81880, опубл. 13.11.85]. Недостатком указанного способа является использование дорогостоящих металлических порошков для восстановления меди (2+) до меди (1+), которая с хлорид-ионом образует нерастворимое соединение, загрязнение электролита посторонними элементами (медь и др.).

Известны способы очистки сульфатных цинковых растворов от хлорид-иона осаждением медным кеком [РФ №2372413 С1, опубл. 10.11.2009; Сыроешкин М.Е., Юмакаев Ш.И. Переработка вельц-окислов, шлаковозгонов и свинцовых пылей на свинцово-цинковых заводах. М.: Металлургия. - 1972. - с. 88. - С. 48-57]. Недостатками предлагаемых способов является частичное соосаждение и потери цинка и кадмия с медно-хлорным кеком, а также большая продолжительность процесса очистки.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлорид-иона экстракцией сульфатом четвертичного аммониевого основания в органическом растворителе в присутствии производных фенола [А.С. СССР №861313, опубл. 07.09.81]. Способ заключается в извлечении хлорид-иона солью четвертичного амина с последующей реэкстракцией галогенид-ионов щелочным раствором и обработкой органической фазы серной кислотой.

Недостатком данного способа является его низкая эффективность для переработки нитратных и сернокислых растворов, из-за невысоких коэффициентов разделения хлорид/нитрат и хлорид/бисульфат - анионы.

Задачами заявляемого изобретения является повышение эффективности очистки от хлорид-иона сернокислых или нитратных растворов.

Технический результат достигается тем, что хлоридсодержащий технологический раствор контактируют с раствором хлорноватистой кислоты (HOCl) в трибутилфосфате (ТБФ). Благодаря высокому окислительному потенциалу экстрагента [Исследование окислительно-восстановительных свойств системы «водный раствор-трибутилфосфат-хлорноватистая кислота» стр. 241-245; Кузьмин Д.В.; Кузьмин В.И.; Пашков Г.Л. - Журнал СФУ - серия Химия (том 2, номер 3) - сентябрь 2009] хлорид-ион окисляется с образованием элементного хлора (1). Большая глубина очистки от хлора достигается за счет связывания хлора ТБФ (1) или одновременной его отдувки воздухом

где символы (в) и (о) обозначают принадлежность компонента к водной или органической фазам соответственно.

После очистки раствора и разделения фаз органический раствор направляют на регенерацию. Для этого ее контактируют с раствором соды или щелочи (гидроксидом натрия), что обеспечивает удаление хлорид-иона в виде водного раствора хлорида натрия и восстановления исходного раствора хлорноватистой кислоты в ТБФ - реакции (2) и (3)

По другой схеме хлор из органической фазы отдувают воздухом (4) или углекислым газом, затем поглощают из газовой фазы на стадии регенерации экстрагента, контактированием с раствором ТБФ и водными растворами соды или гидроксида натрия (5)

где символ (г) обозначает принадлежность к газовой фазе

Разрабатываемый способ подтвержден примерами.

Пример 1. Очищаемый водный раствор, содержащий 1 моль/л H2SO4 и 0,1 моль/л HCl, перемешивают с органическим раствором, содержащим 0,15 моль/л HClO в ТБФ в течение 15 минут. Соотношение водной и органической фаз 1:1, температура комнатная. В результате экстракции получают водный раствор, содержащий менее 0,001 моль/л Cl- и элементного хлора, что соответствует извлечению хлора выше 99%.

Пример 2. Обработка водного раствора проводится в тех же условиях, за исключением того, что для снижения вязкости органической фазы используют раствор хлорноватистой кислоты в 80% ТБФ в углеводородном разбавителе (гептане). Извлечение хлора из раствора также составляет более 99%.

Пример 3. Очищаемый водный раствор, содержащий 3 моль/л HNO3 и 0,5 моль/л HCl, перемешивают с органическим раствором, содержащим 1,2 моль/л HClO в ТБФ в течение 15 минут. Соотношение водной и органической фаз 2:1. В результате экстракции получают водный раствор, содержащий менее 0,001 моль/л Cl- - извлечение хлора 99,8%.

Пример 4. Очищаемый водный раствор, содержащий 0,5 моль/л NiSO4, 0,5 моль/л CuSO4, 1М H2SO4 и 0,1 моль/л HCl, перемешивают с органическим раствором, содержащим 0,15 моль/л HClO в ТБФ в течение 15 минут. В результате экстракции получают водный раствор, содержащий 0,005 моль/л Cl-. Извлечение хлора из этого сложного раствора составляет 95%.

Пример 5. Сернокислый водный раствор, содержащий 0,52 моль/л соляной кислоты, контактируют с 0,52 М раствором хлорноватистой кислоты в 80% ТБФ в углеводородном разбавителе (гептане) при равных объемах фаз.

Затем органическую фазу встряхивают с 0,52 моль/л раствором соды при равных объемах фаз. В результате реэкстракции получают водный раствор, содержащий 0,52 моль/л Cl-, и органический, содержащий 0,49 моль/л хлорноватистой кислоты. Регенерация экстрагента составила 95%.

Пример 6. Насыщенную хлором органическую фазу, по примеру 5, контактируют с раствором гидроксида натрия с концентрацией 0,52 моль/л при равных соотношениях объемов фаз. Получают водный раствор хлорида натрия с концентрацией 0,52 моль/л и органический, содержащий 0,51 моль/л хлорноватистой кислоты. Регенерация экстрагента составила 98%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет провести эффективную очистку от хлорид-иона сернокислых, азотнокислых или других сложных солевых растворов. Процесс очень эффективен, и извлечение хлорид-иона за 1 ступень достигает 99% и более даже при высоких концентрациях хлорид-иона в исходном растворе. Практически полная регенерация экстрагента легко достигается за 1 ступень обработки органической фазы щелочными реагентами (гидроксидом натрия, содой), взятыми в эквивалентном количестве для вымывания хлорид-иона из органической фазы.

Способ очистки сернокислых или азотнокислых растворов от хлорид-иона экстракцией, отличающийся тем, что хлорид-ион удаляют из кислых сред раствором хлорноватистой кислоты в трибутилфосфате с последующей регенерацией экстрагента, обработкой органической фазы водными растворами, содержащими гидроксид натрия или соду, взятыми в эквивалентном количестве по отношению к хлорид-иону.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к пищевой и/или косметической промышленности. Раскрыт способ получения биологически активного продукта из сульфатного мыла, включающий растворение мыла в спирто-водной смеси, в которой в качестве спирта применяют изопропиловый спирт из расчета на каждые 50 г мыла 30 мл спирта и 70 мл воды, экстракцию ее углеводородным растворителем с количеством углеродных атомов 5-6, предпочтительно бензином, с последующим разделением смеси на экстракт нейтральных веществ и рафинат, а затем отгонкой растворителей из экстракта и рафината.

Изобретение описывает способ экстракционного извлечения гомогенного рутениевого катализатора из продукта реакции гидрирования гликолевой кислоты, сложных эфиров гликолевой кислоты и/или олигомеров гликолевой кислоты под действием экстрагента, содержащего гидрофобный растворитель и необязательный гидрофильный растворитель.

Изобретение относится к очистным сооружениям и может быть использовано на моечных станциях автотранспорта. Устройство для очистки воды содержит цилиндрический корпус с крышкой и днищем, в котором расположен активатор процесса, выполненный в виде инертной насадки.
Изобретение может быть использовано при подготовке растворов отработавшего ядерного топлива атомных электростанций (ОЯТ АЭС) к экстракционной переработке, при выделении радионуклидов из радиоактивных растворов облученных урановых мишеней в биомедицинских целях, а также при анализе технологических растворов.

Способ экстракции палладия из водных растворов относится к гидрометаллургическим приемам извлечения металлов и может использоваться в металлургической и химической промышленности.

Изобретение относится к аналитической химии и фармацевтике и описывает способ извлечения пролина из водных растворов, включающий приготовление водно-солевого раствора пролина путем его растворения в насыщенном растворе высаливателя, экстракцию и анализ равновесной водной фазы, где экстракцию пролина осуществляют раствором водорастворимого полимера, а именно сополимера поли-N-винилкапролактам-N-винилимидазол (ПВК-ВИ) в дистиллированной воде с концентрацией 1,15-1,20 г/см3 в течение 7-10 мин из водно-солевого раствора пролина, который имеет рН 9,7±0,3, при этом соотношение объемов водно-солевого раствора пролина и экстрагента 5:2 и в качестве высаливателя применяют раствор сульфата аммония, далее отделяют водно-солевую фазу от органической и анализ проводят методом УФ-спектрофотометрии при длине волны 450 нм, по градуировочному графику находят концентрацию пролина в анализируемом водном растворе, рассчитывают коэффициент распределения (D) и степень извлечения пролина (R, %).

Изобретение может быть использовано в металлургии и при очистке промышленных и бытовых стоков. Способ экстракции цинка из водного раствора трибутилфосфатом (ТБФ) включает контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз.

Изобретение относится к области процессов разделения веществ методами жидкостной экстракции и хроматографии и может быть использовано в гидрометаллургии, а также в химической, микробиологической, фармацевтической и других отраслях промышленности для извлечения, разделения, очистки и концентрирования веществ.

Изобретение относится к конструкциям центробежных экстракторов для системы жидкость-жидкость для применения, преимущественно, в химической, радиохимической, нефтехимической, гидрометаллургической, фармацевтической отраслях промышленности для очистки и разделения трудноразделяемых, агрессивных, радиоактивных, токсичных, взрывоопасных, пожароопасных и других вредных для здоровья человека и окружающей среды жидкостей.

Изобретение может быть использовано для выделения органических веществ из водных сред, водосодержащих биологических жидкостей и водных экстрактов-вытяжек. Для осуществления способа проводят экстракцию органических веществ из водной среды в органический растворитель в сочетании с вымораживанием в условиях действия поля центробежных сил.
Изобретение относится к области экологической аналитической химии. Способ включает отбор проб массой 2-4 г, их сушку, измельчение и двухкратную экстракцию целевых компонентов дихлорметаном при воздействии на пробу ультразвуковых колебаний, фильтрование объединенного экстракта и упаривание досуха при давлении не выше 0,1 мм рт.ст. и температуре 65-70°C, обработку экстракта 2 см3 2%-ного спиртового раствора едкого натра при температуре 60-65°C в течение 60 мин, после чего к экстракту прибавляют дистиллированную воду, двукратно экстрагируют целевые компоненты дихлорметаном, объединенный экстракт очищают на патроне, заполненном силикагелем и безводным сульфатом натрия, после чего его упаривают досуха, а сухой остаток растворяют в 1 см3 четыреххлористого углерода и делят на две равные части, из которых одну используют для определения общих углеводородов методом инфракрасной спектрометрии, а вторую часть сушат, отдувают азотом, а сухой остаток перерастворяют в ацетонитриле и используют для определения содержания полициклических ароматических углеводородов методом обращенно-фазовой высокоэффективной жидкостной хроматографии в режиме градиентного элюирования с использованием флуоресцентного детектирования. Достигается повышение точности и упрощение анализа. 3 табл., 3 пр.

Изобретение может быть использовано в гидрометаллургии редких металлов и предназначено для извлечения скандия из хлоридных растворов. Для осуществления способа в качестве экстрагента скандия используют смесь трибутилфосфата с элементным йодом, взятым в количестве 12,5-76 г/л, реэкстрагируют металл водой. Извлечение хлоридных солей скандия достигается за счет образования гидрофобных комплексных анионов, входящих в состав экстрагируемых соединений. Специфика взаимодействия хлоридов скандия с элементным йодом обеспечивает высокую селективность извлечения скандия из хлоридных растворов сложного состава при низких реагентных затратах. В этом процессе элементный йод постоянно находится в органической фазе и его потери с водными растворами незначительны. Способ обеспечивает упрощение процесса извлечения и очистки скандия и снижение расхода реагентов. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 5 пр.

Изобретение относится к способу для удаления органического соединения из водного раствора. Способ включает стадии a)-c). На стадии a) осуществляют подготовку водного раствора, содержащего органическое соединение, и гидрофобного органического раствора, который включает в себя жидкий катионообменник, причем жидкий катионообменник является гидрофобным. На стадии b) происходит контактирование водного раствора и органического раствора. На стадии c) осуществляют отделение органического раствора от водного раствора. Органическое соединение представляет собой соединение формулы (I) , где R1 представляет собой водород, метил, этил или отрицательный заряд, A - незамещенную прямоцепочечную алкиленовую группу по меньшей мере с тремя атомами углерода, а жидкий катионообменник представляет собой жирную кислоту. Предлагаемый способ позволяет достигнуть максимального смещения равновесного распределения в сторону гидрофобной органической фазы. Изобретение относится также к реакционной смеси для удаления органического соединения из водного раствора. 2 н. и 23 з.п. ф-лы, 5 ил., 2 табл., 4 пр.
Наверх