Способ извлечения рения из водных растворов

Способ извлечения рения из водных растворов относится к области аналитической химии, химической технологии, в частности к способам применения полимерных материалов для извлечения из водных растворов перренат-ионов, в том числе для их последующего определения. Процесс проводят в присутствии кислоты органическим сорбентом с последующим отделением сорбента фильтрованием через фильтр или центрифугированием с последующей декантацией осадка. Реакция сорбции протекает в статических условиях при кислотности среды рН=3÷0,1. В качестве сорбента используют сорбент N-2-(2-пиридил)этилхитозан. Процесс ведут при соотношении фаз Т:Ж=1:500, а в качестве среды при извлечении рения используют ацетатный буферный раствор из смеси NaOH и СН3СООН. Техническим результатом является повышение степени извлечения перренат-ионов из водных растворов N-2-(2-пиридил)этилхитозаном с высокой степенью извлечения и высокими кинетическими характеристиками. 3 ил., 1 табл., 3 пр.

 

Изобретение относится к области аналитической химии, химической технологии, в частности к способам применения полимерных материалов для извлечения из водных растворов перренат-ионов, в том числе для их последующего определения.

Известен способ извлечения редкоземельных элементов из растворов, содержащих железо(III) и алюминий, включающий сорбцию редкоземельных элементов на сорбенте. В качестве сорбента используют амфолит с иминодиацетатными функциональными группами и сорбцию проводят после предварительной нейтрализации или подкисления раствора до рН=4÷5 любым щелочным или кислым агентом с дальнейшим введением амфолита в полученную пульпу без отделения твердой части, при соотношении амфолит : пульпа 1:50÷150, времени контакта фаз 3÷6 часов и в присутствии восстановителя (RU, патент №2484162, МПК С22В 59/00, С01F 17/00, С22В 3/24, опубл. 10.07.2012).

Недостатками данного способа являются длительность процесса сорбции, которая составляет несколько часов для достижения высоких степеней извлечения; а также необходимость введения дополнительных реагентов - восстановителей для устранения депрессирующего влияния примеси железа(III) на сорбцию.

Также известен способ извлечения ионов рения(VII) из водного раствора, где в качестве сорбента используют предварительно обработанный водой или кислотой активированный костный уголь (RU 2405847, МПК С22В 61/00, С22В 3/24, опубл. 10.12.2010). Сорбцию осуществляют при рН<5. Предварительно сорбент в течение суток выдерживают в 0,1 н растворах H2SO4 (кислая обработка) или NaOH (щелочная обработка), либо в дистиллированной воде (водная обработка). Объем раствора 100 см, масса сухого сорбента 1 г.

Недостатками данного способа являются невысокая сорбционная емкость по рению (36,2-50 мг/г) и длительное время сорбции от 20 мин до 2 ч, необходимость выдерживания сорбента перед сорбцией в течение суток в воде или растворе кислоты.

Известен также способ извлечения рения из растворов, включающий сорбцию рения на сорбционном материале, представляющем собой импрегнированный хитозаном углеродный волокнистый материал с высокоразвитой поверхностью, полученный электрохимической обработкой углеродного волокнистого материала в растворе хитозана в условиях анодной поляризации (RU, патент №2303639, МПК С22В 61/00, С22В 3/24, опубл. 27.07.2007). Сорбционная емкость по рению для образцов составила 16-19 мг/г, степень извлечения - 82,5-97%. Время контактирования с раствором рения, необходимое для максимального извлечения рения, составляет 30 мин.

Недостатками данного способа являются низкая сорбционная емкость по рению и длительное время сорбции.

Наиболее близким к заявляемому способу является способ извлечения рения хитозаном (Kim Е., Benedetti М.F., Boulegue J. Removal of dissolved rhenium by sorption onto organic polymers: study of rhenium as an analogue of radioactive technetium // Water Res. 2004. V. 38. №2. P. 448-454). Сорбция проводилась при pH 3-6,5, для концентраций рения 0,2-2 мг/дм3 с добавлением хитозана (соотношение фаз при сорбции Т:Ж=1:250) в присутствии 0,1-0,01 М KNO3 - прототип.

Основным недостатком способа является большая продолжительность этого процесса и невысокая степень сорбции. Степень сорбции достигает не более 50% в течение 7 суток.

Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение степени извлечения перренат-ионов из водных растворов сорбентом с высокой степенью извлечения и высокими кинетическими характеристиками.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе извлечения рения из водных растворов путем сорбции в присутствии кислоты органическим сорбентом с последующим отделением сорбента фильтрованием через фильтр или центрифугированием с последующей декантацией осадка, где реакция сорбции протекает в статических условиях до получения кислотности среды рН=3±0,1, в качестве сорбента используют сорбент N-2-(2-пиридил)этилхитозан, при соотношении фаз Т:Ж=1:500, а в качестве среды по извлечению рения используют ацетатный буферный раствор из смеси NaOH и СН3СООН.

Сущность изобретения заключается в использовании N-2-(2-пиридил)этилхитозана (ПЭХ) для достижения высокой степени сорбции рения из растворов.

Использование в качестве сорбента N-2-(2-пиридил)этилхитозана, соотношение фаз Т:Ж=1:500 и использование в качестве буферного раствора смесь NaOH и СН3СООН позволяет извлекать рений из водных растворов со степенью сорбции выше 97%, за 3-5 мин контактирования фаз.

Рисунок 1. Зависимость степени извлечения перренат-ионов сорбентами от рН ацетатного буферного раствора: 1- ПЭХ, 2-хитозан.

Рисунок 2. Зависимость степени извлечения перренат-ионов от времени сорбции, (mсорбента = 0.5-1 г, C(Re) = 50 мг/л, Vраствора = 250 см3; рН=2.9±0.2): 1-ПЭХ, 2-хитозан.

Рисунок 3. Зависимость количества сорбированного рения (а, моль/г) от равновесной концентрации рения в растворе (Сравн).

Способ осуществляют следующим образом.

В колбу объемом 25 мл помещают аликвотную часть 2,5; 5; 10 мл раствора рения с концентрацией 50 мг/л. Добавляют ацетатный буферный раствор из смеси 1 мл NaoH и 58 мл СН3СООН или HCl + NaOH. Получают раствор с концентрацией рения 5; 10; 20 мг/л и кислотностью рН=3±0,1. В полученный раствор помещают сорбент N-2-(2-пиридил)этилхитозан массой 0,05 г, при этом соотношение сорбента и объема раствора составляет Т:Ж=1:500. Сорбция рения протекает в статических условиях при Т=20-25°С.

Растворы с сорбентом оставляют на 5-30 мин с периодическим помешиванием. Далее раствор отделяют от сорбента фильтрованием через фильтр или центрифугированием с последующей декантацией осадка.

Пример 1. Зависимость сорбции рения от рН среды. Навеску сорбента (0,05 г или 0,1 г) контактируют при периодическом перемешивании в статическом режиме с 25 мл раствора перренат-иона при комнатной температуре (20-25°С) в течение суток при рН от 2,8 до 5,1. Значение рН растворов устанавливают ацетатным буферным раствором (1 М NaOH + 1 М СН3СООН). Концентрация металла в растворе до сорбции составляет 5 мг/л. Раствор отделяют от сорбента центрифугированием с последующей декантацией осадка.

Содержание рения в растворах определяют с помощью атомно-эмиссионного спектрометра «Optima 2100 DV» (Perkin Elmer). Степень извлечения (R) рения рассчитывают как отношение разницы между исходным и остаточным содержанием рения в растворе к исходному содержанию.

Установлено, что исследуемое производное хитозана проявляет хорошую сорбционную способность по отношению к перренат-ионам (Таблица 1). На рисунке 1 представлена зависимость степени извлечения перренат-ионов ПЭХ от кислотности раствора. Установлено, что максимальная степень извлечения перренат-ионов исследуемым сорбентам, как и хитозаном, достигается в кислой среде, при рН=2,8-3,1 (для хитозана R=89%, для ПЭХ R=97.4%). При рН=3 большая часть аминогрупп хитозана и ПЭХ находится в протонированной форме, поэтому взаимодействие с анионами ReO4- осуществляется путем ионного обмена. Высокую степень сорбции сорбентом ПЭХ по сравнению с исходным хитозаном можно связать также наличием пиридинового атома азота в гетероцикле, который является дополнительным ионообменным центром и может принимать участие в связывании перренат-ионов.

Пример 2. Зависимость сорбции рения от времени контакта сорбента с раствором.

Навеску сорбента 0,5 г контактируют при периодическом перемешивании в статическом режиме с 250 мл раствором рения при рН=2,8, установленным с помощью ацетатного буферного раствора. Начальная концентрация рения составляет 50 мг/л. Через определенные промежутки времени (0, 1, 3, 5, 10, 20, 30, 40, 60, 90 мин) из раствора отбирают по 2 мл раствора и определяют содержание рения в этих аликвотных частях. По полученным результатам получают кинетическую кривую сорбции.

Результаты представлены на рисунке 2, который демонстрирует, что достижение сорбционного равновесия для ПЭХ происходит за 3-5 мин сорбции, по сравнению с хитозаном, для которого время сорбции составляет 15-30 мин.

Пример 3. Зависимость сорбции рения от его концентрации в растворе. Навеску сорбента 0,05 г контактируют с 25 мл раствора рения различной концентрации при оптимальном значении рН=3±0,1 и продолжительности не более 30 мин. Содержание рения в растворах до и после сорбции определяют как в примере 1. Результаты представлены на рисунке 3.

Сорбент имеет сорбционную емкость по ионам рения(VII) 200 мг/г при соотношении фаз Т:Ж=1:500, рН=2,8-3,0, что выше, чем у ряда известных промышленных ионитов и активированных углей, сорбционная емкость на которых не превышает 100 мг/г [Копырин А.А., Балмасов Г.Ф. Применение ионообменных материалов в гидрометаллургии рения // Металлы; 1998, №1, С. 28-32; Гольц Л.Г., Колпакова Н.А. Сорбционное концентрирование и определение методом инверсионной вольтамперометрии перренат-ионов в минеральном сырье // Известия Томского политехнического университета. 2006, №6, Т. 309, С. 77-80].

Способ извлечения рения из водных растворов, включающий сорбцию рения в присутствии кислоты органическим сорбентом, последующее отделение сорбента фильтрованием через фильтр или центрифугированием с последующей декантацией осадка, отличающийся тем, что сорбцию ведут в статических условиях при кислотности среды рН=3±0,1, с использованием в качестве сорбента N-2-(2-пиридил)этилхитозана при соотношении фаз Т:Ж=1:500, при этом в качестве среды при сорбции рения используют ацетатный буферный раствор из смеси гидроксида натрия (NaOH) и уксусной кислоты (СН3СООН).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к сорбционной гидрометаллургии урана и рения и может быть использовано для селективного извлечения рения из растворов. Способ извлечения рения из урансодержащих растворов включает сорбцию рения слабоосновным наноструктурированным ионитом на стиролакрилатной матрице, содержащим функциональные группы циклогексиламина в количестве 1,9-3,0 мг-экв/г.

Изобретение относится к способу извлечения рения и других ценных сопутствующих элементов из вулканических газов. Способ включает сбор вулканического газа, его охлаждение и улавливание полученных соединений.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения рения при переработке технологических и продуктивных растворов, и может быть использовано в технологии получения аммония рениевокислого.

Изобретение относится к области гидрометаллургии, а именно к способу сорбционного извлечения селена, теллура и мышьяка из растворов. Сущность способа заключается во введении растворимых соединений индия в раствор извлекаемых элементов перед сорбцией.

Группа изобретений относится к переработке высокотемпературных вулканических газов. Повышают давление собранных газов низкого давления из фумарольных трещин и каналов вулкана, затем охлаждают их с обеспечением конденсации сульфидных соединений рассеянных и редких элементов, полученную смесь охлаждают до температуры, превышающей температуру плавления серы, смешивают с распыленной жидкой серой и проводят очистку с обеспечением получения расплава, содержащего серу и твердые и жидкие сконденсированные сульфидные соединения рассеянных и редких элементов, и охлажденных очищенных вулканических газов.
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.
Изобретение относится к регенерации вторичного металлического сырья, в частности к переработке металлических отходов ренийсодержащих жаропрочных сплавов на основе никеля.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к переработке шламов электролитического рафинирования меди. Способ переработки медеэлектролитного шлама включает обезмеживание, обогащение и выщелачивание селена из обезмеженного шлама или продуктов его обогащения в щелочном растворе.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к переработке концентратов флотации шламов электролиза меди, содержащих селенид серебра, и может быть использовано при производстве серебра и солей селена из шламов медного производства.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов. Медеэлектролитный шлам обезмеживают.

Изобретение относится к переработке сульфидных золотосодержащих флотоконцентратов биовыщелачиванием золотосодержащих флотоконцентратов. Процесс биовыщелачивания золотосодержащих флотоконцентратов проводят одновременно с процессом сорбции сурьмы из биопульпы, сорбцию сурьмы проводят анионообменной смолой Lewatit MonoPlus марки МР-64, заряженной в сульфатную форму 5% раствором серной кислоты, при расходе смолы не более 5% от объема биопульпы в реакторе и продолжительности процесса сорбции не менее 24 часов, подачу смолы осуществляют по принципу противотока.

Изобретение относится к технологии извлечения индия из сульфатных цинковых растворов с повышенным содержанием кремнезема. Способ селективного извлечения индия из сульфатных цинковых растворов включает стадию сорбции индия на минеральном алюмосиликатном ионите - монтмориллоните, модифицированном ди(2-этил-гексил)фосфорной кислотой (Д2ЭГФК), и последующую стадию десорбции индия раствором соляной кислоты.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к области извлечения редкоземельных элементов (РЗЭ) при комплексной переработке технологических и продуктивных растворов, и может быть использовано в технологии получения концентратов РЗЭ.
Способ переработки растворов после карбонатной переработки вольфрамовых руд включает вскрытие вольфрамового концентрата автоклавным содовым выщелачиванием вольфрама из вольфрамового концентрата, регенерацию вскрывающего реагента и возвращение его на стадию выщелачивания, концентрирование вольфрама с помощью ионного обмена на твердом анионите, десорбцию с получением десорбата десорбата и регенерацию анионита.
Изобретение относится к способу переработки фторсодержащих концентратов редкоземельных элементов (РЗЭ) и может быть использовано в гидрометаллургии. Иттрофлюоритовый концентрат, содержащий в мас.
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к извлечению скандия из красных шламов - отходов глиноземного производства. Способ включает выщелачивание красного шлама карбонатными растворами при одновременной газации шламовой пульпы газовоздушной смесью, содержащей СO2.

Изобретение относится к сорбционной гидрометаллургии урана и рения и может быть использовано для селективного извлечения рения из растворов. Способ извлечения рения из урансодержащих растворов включает сорбцию рения слабоосновным наноструктурированным ионитом на стиролакрилатной матрице, содержащим функциональные группы циклогексиламина в количестве 1,9-3,0 мг-экв/г.

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения урана из сложносолевых растворов и пульп. Способ сорбционного извлечения урана из сернокислых растворов и пульп заключается в том, что сорбцию урана проводят на анионите смешанной основности.

Изобретение относится к извлечению ценного металла из материала. При этом применяется нанофильтрация, при которой ценный металл извлекают из руды или отходов посредством выщелачивания с помощью подходящего выщелачивающего средства.

Изобретение относится к способам извлечения микроколичеств благородного металла, такого как палладий, из разбавленных растворов. Cпособ извлечения палладия из многокомпонентных растворов включает перемешивание дитиооксамидированного полисилоксана с раствором, в котором при помощи ацетатной буферной системы создана кислотность среды в диапазоне pH 2.0-4.0, в течение 30 минут.

Изобретение относится к области аналитической химии платиновых металлов, в частности к методам разделения и концентрирования, и может быть использовано для разделения платины, меди и цинка в солянокислых растворах сорбционным методом. Способ включает сорбцию платины (II, IV), меди (II) и цинка (II) и последующую десорбцию этих ионов из растворов. Сорбцию проводят из свежеприготовленных растворов в статических условиях путем выдерживания ионита в растворе в течение 6 ч. При этом происходит переход платины (II, IV), меди (II) и цинка (II) в фазу ионита. Десорбцию меди и цинка проводят 0,5 М раствором HNO3 в течение 6 ч при температуре 18°С, десорбцию платины проводят раствором тиомочевины в течение 6 ч при температуре 18°С. Медь, цинк и платина десорбируют на разных этапах. Техническим результатом, на достижение которого направлено изобретение, является практически полное отделение платины от меди и цинка за один цикл сорбции-десорбции в солянокислых растворах, увеличение степени извлечения ионов металлов, уменьшение трудоемкости процесса разделения. 1 ил., 3 табл., 2 пр.

Способ извлечения рения из водных растворов относится к области аналитической химии, химической технологии, в частности к способам применения полимерных материалов для извлечения из водных растворов перренат-ионов, в том числе для их последующего определения. Процесс проводят в присутствии кислоты органическим сорбентом с последующим отделением сорбента фильтрованием через фильтр или центрифугированием с последующей декантацией осадка. Реакция сорбции протекает в статических условиях при кислотности среды рН3÷0,1. В качестве сорбента используют сорбент N-2-этилхитозан. Процесс ведут при соотношении фаз Т:Ж1:500, а в качестве среды при извлечении рения используют ацетатный буферный раствор из смеси NaOH и СН3СООН. Техническим результатом является повышение степени извлечения перренат-ионов из водных растворов N-2-этилхитозаном с высокой степенью извлечения и высокими кинетическими характеристиками. 3 ил., 1 табл., 3 пр.

Наверх