Способ экстракции ионов из водных растворов



Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов
Способ экстракции ионов из водных растворов

 


Владельцы патента RU 2607284:

Воропанова Лидия Алексеевна (RU)

Изобретение относится к способу экстракции ионов металлов из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Способ экстракции ионов металлов из водных растворов трибутилфосфатом включает подготовку исходного раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента и разделение фаз. При этом экстракцию осуществляют из хлоридных растворов, содержащих растворимые хлоридные комплексы ионов золота, серебра, цинка и железа, с концентрацией 2-3 н. HCl и 240 г/дм3 NaCl. Экстракцию ведут при стадиальной подаче порций экстрагента при соотношении О:В=1:5 в течение 10 минут на каждой стадии. Экстракцию ионов золота и ионов железа ведут при температуре 60°C. Экстракцию ионов серебра и ионов цинка ведут при температуре 20°C. Технический результат изобретения заключается в улучшении кинетических характеристик процесса и степени извлечения экстрагируемого вещества, а также в уменьшении расхода экстрагента. 2 з.п. ф-лы, 5 ил., 16 табл., 5 пр.

 

Способ экстракции ионов из водных растворов относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известны способы экстракции ионов из растворов [Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процессов. М.: Металлургия. 1993. С. 197-245], включающие подготовку исходного раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента, перемешивание и разделение фаз.

Недостатком способов является то, что для извлечения ионов металлов представляет интерес нахождение дополнительных возможностей их селективного извлечения из водных растворов.

Наиболее близким к заявленному техническим решением является способ экстракции ионов из растворов [патент РФ 2114199, 02.04.1997 г. Воропанова Л.А., Величко Л.Н. Способ экстракции ионов из растворов], включающий подготовку исходного раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента, перемешивание и разделение фаз, в котором в течение всего процесса экстракции поддерживают оптимальные параметры процесса.

Недостатками способа являются большой расход экстрагента, недостаточная селективность извлечения компонентов.

Задачей изобретения является сокращение расхода экстрагента, улучшение показателей селективного извлечения ионов металлов экстракцией.

Технический результат, который может быть получен при осуществлении изобретения, заключается в улучшении кинетических характеристик процесса и степени извлечения экстрагируемого вещества, а также в уменьшении расхода экстрагента.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе экстракции ионов из растворов, включающем подготовку исходного раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента, перемешивание и разделение фаз, поддержание оптимальных параметров процесса, экстракцию осуществляют порционной подачей экстрагента.

Сущность способа поясняется данными табл. 1-16 и фиг. 1-5, в которых указаны концентрация ионов металлов в исходных растворах, время экстракции, концентрация ионов металлов в рафинате и экстракте, извлечение, % масс. от исходного.

Экстракцию осуществляли при порционной и разовой подаче экстрагента из растворов объемом Vраст=100 см3 с концентрациями поваренной соли CNaCl=240 NaCl г/дм3, температурами 20 и 60°С и различном соотношении объемов органической О и водной В фаз O:В. При порционной подаче экстрагента на каждой стадии VТБФ=0,02 дм3 и O:В=1:5, всего ΣO:B=1:1 и при разовой подаче экстрагента VТБФ=0,1 дм3, O:В=1:1. Каждый этап осуществлялся в течение 10 минут.

Исходные растворы содержали растворимые комплексы хлоридов золота, серебра, железа и цинка. В качестве экстрагента использовали трибутиловый эфир фосфорной кислоты (С4Н9O)3PO (х.ч.). Экстракцию проводили при постоянном перемешивании.

Примеры конкретного выполнения способа

Пример 1 (табл. 1-4, фиг. 1)

Экстракция ионов железа

На фиг. 1 показано сравнение результатов экстракции при разовой и порционной подачах экстрагента для растворов с концентрациями: CHCl=2 н., CNaCl г/дм3 и Cисх=47,25 г/дм3 Fe(III) и из растворов с концентрациями: СHCl=3 н., CNaCl=240 г/дм3 и Cисх=50,50 г/дм3 Fe(III) при температурах 20 и 60°C в виде зависимости извлечения железа от числа стадий экстракции.

Из данных табл. 1-4 и фиг. 1 можно сделать следующие выводы:

1. Порционная подача ТБФ при минимальном времени контакта раствора и экстрагента позволяет практически полностью извлечь железо в первых порциях экстрагента.

2. Порционное введение экстрагента повышает извлечение железа в 1,14-1,22 раза.

3. Порционное введение экстрагента сокращает расход экстрагента: для получения одинакового результата экстракции при постадийном введении экстрагента за время 40 мин требуется O:B=4:5, а при разовом введении экстрагента за время 10 мин O:B=1:1.

4. Лучшие результаты экстракции получены при порционном введении экстрагента из растворов с концентрацией 3 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl и температурой t=60°С при минимальном времени контакта раствора и экстрагента.

Пример 2 (табл. 5-8, фиг. 2)

Экстракция ионов цинка

На фиг. 2 дано сравнение результатов экстракции при разовой и порционной подачах экстрагента для растворов с концентрациями Cисх=30,5 и 31,4 г/дм3 Zn(II), 2-3 н HCl, 240 г/дм3 NaCl и температурами 20 и 60°С в виде зависимости извлечения от этапов экстракции.

Из данных табл. 5-8 и фиг. 2 можно сделать следующие выводы:

1. Порционное введение экстрагента повышает извлечение цинка в 1,15-1,24 раза.

2. Порционное введение экстрагента сокращает расход экстрагента: для получения одинакового результата экстракции при постадийном введении экстрагента за время 40 мин требуется O:B=4:5, а при разовом введении экстрагента за время 10 мин O:B=1:1.

3. Лучшие результаты экстракции получены при порционном введении экстрагента из растворов с концентрацией 3 н. НCl, 240 г/дм3 NaCl и температурой t=20°С.

Пример 3 (табл. 9-10, фиг. 3)

Экстракция ионов серебра

На фиг. 2 дано сравнение результатов экстракции ионов серебра из раствора с концентрацией 160 мг/дм3 Ag(I), CHCl=3 н., CNaCl=240 г/дм3, Vраств=0,1 дм3 при порционной и при разовой подачах экстрагента в виде зависимости извлечения от этапов экстракции.

Из данных табл. 9-10 и фиг. 2 следует:

1. При температуре 20°С достаточно 20 см3 (O:B=1:5) экстрагента для полного извлечения ионов серебра, поэтому в течение 10 мин результаты порционной и разовой экстракции совпадают, извлечение составляет 95% масс. Молярное соотношение Ag:ТБФ=3:1.

2. При температуре 60°С разовая подача экстрагента обеспечивает лишь 43,44% масс. извлечения, которое дает порционное введение экстрагента на первом этапе (В:O=1:5), в дальнейшем порционное введение экстрагента обеспечивает на 5 стадии 65,94% масс. извлечения, т.е. извлечение возрастает в 1,5 раза по сравнению с разовым введением всего экстрагента.

3. Порционное введение экстрагента сокращает расход экстрагента: для получения одинакового результата экстракции при постадийном введении экстрагента за время 10 мин требуется O:B=1:5, а при разовом введении экстрагента за время 10 мин O:B=1:1.

4. Лучшие результаты экстракции получены при порционном введении экстрагента из растворов с концентрацией 3 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl и температурой t=20°С.

Пример 4 (табл. 11-12, фиг. 4)

Экстракция из раствора смеси солей Fe(III) и Zn(II)

На фиг. 4 дано сравнение результатов экстракции при порционной подаче ТБФ в виде зависимости извлечения от этапов экстракции при t=20 и 60°С и времени экстракции на каждой стадии 10 мин из растворов с концентрациями СНCl=2 н., 240 г/дм3 NaCl и Cисх, г/дм3: 80,13 Zn и 61,25 Fe, и из растворов с концентрациями СHCl=3 н., 240 г/дм3 NaCl и Cисх, г/дм3: 80,33 Zn и 61,25 Fe.

Из данных табл. 11-12 и фиг. 4 можно сделать следующие выводы:

1. Наибольшее извлечение железа осуществляется из растворов с концентрациями 3 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl и t=60°С.

2. Наименьшее извлечение железа осуществляется из растворов с концентрациями 3 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl и t=20°С и 2 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl и t=20°С.

3. Наибольшее извлечение цинка осуществляется из растворов с концентрациями 3 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl и t=20°С.

4. Наименьшее извлечение цинка осуществляется из растворов с концентрациями 2 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl и t=60°С.

5. На первых двух стадиях извлекается, в основном, железо, а после практически полного извлечения при относительно небольшом извлечении цинка начинается интенсивное извлечение цинка.

6. Наименьший коэффициент разделения βFe/Zn получен при экстракции из растворов с концентрациями 3 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl и t=20°С.

7. Наибольший коэффициент разделения βFe/Zn получен при экстракции из растворов с концентрациями 2 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl и t=60°С.

Пример 5 (табл. 13-16, фиг. 5)

Экстракция из раствора смеси солей золота и серебра

На фиг. 5 дано сравнение результатов экстракции при порционной и разовой подачах ТБФ ионов золота и серебра из водных растворов в виде зависимости извлечения от этапов экстракции, Vраств=0,1 дм3, температуры 20 и 60°С, концентрации 240 г/дм3 NaCl и Cисх, г/дм3:

а - 281,75 Au и 254 Ag, 3 н. HCl,

б - 218,75 Au и 254 Ag, 2 н. HCl.

Из данных табл.13-16 и фиг. 5 можно сделать следующие выводы:

1. При повышении температуры извлечение серебра на каждой стадии убывает в 2 раза, а золота - не изменяется. Извлечение золота не зависит, а серебра - слабо зависит, от температуры при заданной кислотности. При повышении концентрации HCl извлечение золота практически не изменяется, а серебра - убывает в 1,3-1,5 раза.

2. При заданной концентрации порционное введение экстрагента повышает извлечение серебра в 1,1 раза при СHCl=3 н. и в 1,03 раза при СHCl=2 н. на 5 стадии экстракции.

3. Порционное введение экстрагента сокращает расход экстрагента: для получения одинакового результата экстракции при постадийном введении экстрагента за время 40 мин требуется O:B=4:5, а при разовом введении экстрагента за время 10 мин O:B=1:1. При регенерации каждой порции экстрагента можно еще больше сократить расход экстрагента.

4. Лучшие результаты экстракции получены при порционном введении экстрагента из растворов с концентрацией 2 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl и температурой t=60°С для золота и с концентрацией 3 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl и температурой t=20°С для серебра.

1. Способ экстракции ионов металлов из водных растворов трибутилфосфатом, включающий подготовку исходного раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента и разделение фаз, отличающийся тем, что экстракцию осуществляют из хлоридных растворов, содержащих растворимые хлоридные комплексы ионов золота, серебра, цинка и железа, с концентрацией 2-3 н. HCl и 240 г/дм3 NaCl при стадиальной подаче порций экстрагента, с соотношением органической и водной фаз О:В=1:5, в течение 10 минут на каждой стадии.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию ионов золота и ионов железа ведут при температуре 60°C.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракцию ионов серебра и ионов цинка ведут при температуре 20°C.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу очистки никелевого электролита от примесей ионов Fe (III), Со (III) и Cu (II) экстракцией с селективным извлечением указанных ионов из электролита в органическую фазу.

Изобретение относится к способу выделения америция из жидких радиоактивных отходов с отделением его от редкоземельных металлов. Способ включает совместную экстракцию америция и редкоземельных металлов из азотнокислого радиоактивного раствора раствором нейтрального органического экстрагента в полярном фторорганическом растворителе, промывку насыщенной металлами органической фазы, селективную реэкстракцию америция.

Изобретение относится к области органической химии, а именно к диамидам 4,7-дизамещенных 1,10-фенантролин-2,9-дикарбоновых кислот, где R представляет собой радикал, выбранный из группы низший алкил или арил, содержащий 6 атомов углерода, а X представляет собой н-пентокси, хлор или фенил.

Изобретение относится к экстракционной технологии извлечения и разделения ниобия и сурьмы и может найти применение при получении высокочистых соединений ниобия.

Изобретение относится к способу выделения целевого легкого редкоземельного элемента из водного раствора, содержащего два или более элемента из La, Ce, Pr и Nd, путем контактирования органической фазы, содержащей экстрагент, с водным раствором в противоточном многоступенчатом смесителе-осадителе.

Изобретение относится к химической технологии получения соединений редкоземельных элементов (РЗЭ) при комплексной переработке апатитов и может быть использовано в технологии извлечения и концентрирования РЗЭ.

Изобретение относится к технологии получения редкоземельных металлов из низкоконцентрированного или вторичного сырья на стадии разделения суммы лантаноидов. Способ разделения эрбия, самария и празеодима из нитратно-хлоридных растворов включает контакт экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, использование олеиновой кислоты в качестве экстрагента в инертном разбавителе.

Изобретение относится к металлургии рассеянных элементов и представляет собой способ извлечения галлия из щелочно-карбонатных алюминийсодержащих растворов. Способ включает экстракцию галлия раствором азотсодержащего экстрагента N-(2-гидрокси-5-нонилбензил)-β,β-дигидроксиэтиламина в смеси разбавителей, содержащей октан с добавкой 25 об.% октанола.

Изобретение относится к получению редкоземельных металлов (РЗМ) или их оксидов из бедного или техногенного сырья с помощью метода флотоэкстракции. Способ извлечения гольмия (III) из водных фаз включает флотоэкстракцию с использованием органической фазы и собирателя.
Изобретение относится к области металлургии редких металлов. Способ очистки скандия от тория, циркония и железа включает их экстракцию путем контактирования водного раствора, содержащего скандий, торий, цирконий и железо, азотную кислоту и хлорид лития с экстрагентом, в качестве которого используют трибутилфосфат (ТБФ) или триизоамилфосфат (ТиАФ).
Изобретение относится к гидрометаллургической переработке труднообогатимых свинцово-цинковых руд. Сущность способа состоит в направлении рудного материала на отсадку с получением первого готового свинцового концентрата, хвостов и промпродукта отсадки, который после измельчения обогащают на концентрационных столах с выделением второго готового свинцового концентрата, отвальных хвостов и промпродукта столов.
Изобретение относится к цветной металлургии. Способ переработки полупродуктов свинцового производства, содержащих свинец, медь и цинк, включает загрузку в шахтную печь упомянутых полупродуктов, кокса в качестве восстановителя, сульфидизатора и кварцевой руды в качестве флюса и их плавку при подаче кислородсодержащего дутья с получением чернового свинца, медного штейна и цинксодержащего шлака.

Изобретение относится к способам отделения цинка от сырьевого материала, содержащего смесь металлов и соединений металлов. Осуществляют выщелачивание цинксодержащего сырьевого материала концентрированным неорганическим раствором для образования суспензии, содержащей нерастворенные вещества и маточный раствор с растворенными в нем веществами, отделение нерастворимых веществ от маточного раствора и осаждение оксида цинка из маточного раствора.

Изобретение относится к переработке отходов, содержащих цветные металлы (цинк и кадмий), агломерационного, доменного, прокатного, сталеплавильного производств и может быть использовано в черной и цветной металлургии.

Изобретение относится к способу селективного извлечения ионов Fe(III) и Zn(II) из водных растворов смеси их солей экстракцией трибутилфосфатом (ТБФ). Способ включает обработку раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента.
Изобретение относится к цветной металлургии и может быть использовано при переработке серебросодержащих цинковых кеков, образующихся при извлечении цинка из сульфидных концентратов.

Изобретение относится к способу извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов. Способ включает экстракцию с использованием в качестве экстрагента растительных масел, содержащих жирные кислоты, при величине рН водных растворов, равной 9-11.

Изобретение относится к области утилизации отходов гальванического производства, например шламов, путем переработки последних и может быть использовано на предприятиях цветной металлургии и предприятиях, использующих в своем производственном цикле соединения цветных металлов.

Изобретение относится к получению наноструктурированных порошков металлических сплавов. Наноструктурированный порошок твердого раствора кобальт-никель состоит из первичных частиц в виде кобальтоникелевых наноблоков размерами 5-20 нм, агломерированных во вторичные частицы размерами 100-200 нм сферической формы.

Группа изобретений относится к получению металлического цинка из его рудных пород. Способ получения металлического цинка из водной суспензии частиц, содержащих соединения цинка руды, включает генерацию в объеме сырья физических «треугольных» магнитных полей, напряженность которых составляет 8·104÷1,0·105 А/м.
Изобретение относится к способу извлечения золота из золошлаковых отходов, включающее контакт исходного сырья в виде золы от сжигания угля с растворяющей средой. При этом используют золу от сжигания угля при температуре, превышающей температуру плавления золота, и которая обеспечивает содержание частиц золота в золе ультратонких и наноразмеров.
Наверх