Способ экстракции меди
8123
Союз Советских
Социалистических
Респубпик (61) Дополнительный к пате (22) Заявлено 26.01.77 (И) Кл, 2
2 В 15/ОО
1О 11/О (23) Приоритет — (32) (3>) 3788/76 (33) Гесудврственный кемнтет
С ССР нв делам нйооретеннй н открытнй
Опубликовано 15.02.79
Дата опубликования on
669.ЭЗ4 (088.8) Иностранец
Рэймонд Фредерик Дальтон (Великобритания) (72) Автор изобретения
Иностранная фирма
Империал Кемикап Индастриз Лимитед (Вел и кабрита ния) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ЭКСТРАДИЦИИ МЕДИ
Изобретение относится к гидрометаллургий, в частности к извлечению металлов экстракцией из водных растворов.
Известен способ экстракции меди из водных растворов ее солей смесью органических эистрагентов с последующей реэкстракцией неорганической кислотой (!).
По этому способу экстракцию проводят смесью ди-2-этилкексилфосфорной кислоты и реагента fix 62 в несмешиваемом с водой органическом растворителе. Однако способ тр не позволяет достичь высокой степени извлечения меди.
Предложенный способ отличается тем, что в качестве смеси органических экстрагентов используют раствор одного или более орто-оксиарилоксимов, содержащий не менее трех алнфатическнх или алнциклических углеродных атомов, и одного или более алкнлфенолов в несмешиваемом с водой органическом растворителе, Кроме т >го, исполь-зукэт несмешнваемый с водой органический растворитель, содержащий 5 — 200 г/л орто-оксиарилоксима. Отношение в смеси алкилфенола к орто-оксиарилокснму составляет (0,1 — 30): 1, Алкилфенол содержит один
2 атом хлора или одну цианогруппу. Все эло позволяет повысить степень извлечения ме ди.
Способ включает следующие этапы: контактирование водного раствора с раствором в несмешиваемом с водой органическом растворителе одного или нескольких орто-окгиарилоксимов, содержащих не менее трех алифатических илн алициклических углеродных атомов, которые являются сильными экстрагентами металла, и одно о илн нескольких алкилфенолов, которые по желанию могут содержать один атом хлора или одну цианогруппу; отделение от водной фазы фазы растворителя, содержащей металл в форме комплексного соединения с орто-оксиарилоксимом; контактирование фазы растворителя с водным раствором неорганической кислоты; отделение-фазы растворителя от водной фазы, содержащей металл в форме соли с неорганической кислотой.
Для обеспечения требуемой растворимости оксима и его соединений с металлом s органических растворителях эти оксимы должны включать такие группы, как алкил; алкилен или циклоалкил, содержащие не ме6 д нее трех углеродных атоМов и преимущественно не более 20 углеродных атомов. Обычно растворимость еше больше повышается при использовании смесей оксимов, Из укаэанных орто-оксиарилоксимов в описываемом способе используются лишь те, которые являются сильными экстрагентами металлов. В качестве примеров орто-оксиарилоксимов, являющихся сильными эктрагентами металлов, можно назвать орто-оксиарилкетоксимы, содержа цие отнимающие электрон за местители в З-положении, например 3-хлор-5-нонилбензофеноноксим и аналогичные ему соединения.
Наиболее ценными вследствие способности применения в водных растворах, имеющих высокие концентрации меди, и высоких
15 скоростей переноса металлов являются алкилсалицилальдоксимы, особенно такие, в приводят к слишком большой вязкости для обычного применения, а слишком низкие концентрации соли вызывают необходимость использования нежелательно больших объемов растворителя, При работе с водными растворами, содержащими 5 г или более металла, такого как медь, на литр желательно использовать от
20 до 200 г оксима на литр органического раствора в сочетании с алкилфенолом в количестве от 10 до 300 0 от весового количества оксима, особенно в количестве от
30 до 200%. Действие фенола является более сильным при более высокой концентрации оксима и требуются сравнительно низкие количества алкилфенола относительно оксима для достижения необходимого увеличения эффективности извлечения металла при высоких концентрациях. которых алк..льные группы представляют собой разветвленные алкильные цепи, содержащие не менее пяти атомов углерода, и их смеси, например смешанные 5-нонилсалицилальдоксимы и смешанные 5-гептилсалицилальдокснмы, особенно смеси 5-нонилсалицилальдоксимов, в которых отдельные составляющие компоненты отличают я друг от друга конфигурацией разветвленных цепей нонильных групп, полученных путем формили.рования и оксимнрования иэ смешанных пара нонилфенолов, которые, в свою очередь, Получены путем конденсации фенола с пропиленовым тримером, и смеси 5-гептилсалицилальдоксимов, в которых составлякнцие компоненты отличаются друг от друга конфигурацией гептильных групп, полученных аналогичным образом иэ фенол-гептиленового конденсата.
В качестве алкилфенолов можно назвать любой креэол и их смеси, особенно фенолы, содержащие от 3 до 15 углеродных атомов алкильной группы, например пара-третичиый-бутилфенол, пара-гептилфенол, 4-амнл-5-метилфенол, 2-хлор-4- ион илфенол, 2-циано-4-нонилфенол, пара-додецилфенол, мета-пентадецилфенол и пара-нонилфенол н их смеси. Фенолы, включающие алкильные группы, crдержагцие более !5 атомов углерода, не являются наиболее желательными соединениями, поскольку они способны вызывать эмульгнрование. Наиболее предпочтительными фенолами являются такие, которые включают алкильные группы, содержа. щие от 4 до !2 атомов углерода, особенно смешанные пара-нонилфенолы, полученные путем конденсации фенола и пропиленового тримера.
Количество используемого оксима зависит от концентрации соли металла в водном растворе и от конструкции установки.
Однако наиболее желательно использовать от 5 до 200 г оксима на литр органического раствора. Более высокие концентрации соли
ЗО
При работе с более разбавленными растворами, содержащими, например, от 0,5 до
3 г металла иа литр, желательно использовать растворы оксима, содержащие от 5 г, преимущественно от !Î r до 20 r оксима на лигр, при этом желательно, чтобы количество используемого алкилфенола в 2 — 10 раз превышало количество оксима (весовое); если нужно, оно может превышать в 20 раз количество оксима.
Данный способ можно испольэовать яля экстрагирования любого металла, способного обраэовыеать лиофильные комплексные соединения с оксимом, например кобальта, иикеля, ванадия, хрома, цинка, олова, кадмия, золота, серебра, ртути и в особенности м с. 1 и.
Первый и второй этапы описываемого способа макн0 легко осуществлять путем контактирования друг с другом водного раствора и раствора оксима в органическом растворителе при соответствующей температуре, обычно при комнатной температуре, хотя при желании могут быть использованы и несколько более высокие температуры; перемешнвания или, иначе говоря, возмущения смеси жидкостей так, чтобы плошадь граничного слоя на поверхности раздела вода — растворитель была увеличена для ускорения комплексообразования и экстракции; последующего снижения перемешивания или возмущения так, чтобы произошло отстаивание водного слоя и слоя растворителя и чтобы они могли быть легко отделены друг от друга. Данный процесс можно проводить отдельными партиями„или, что еще более желательно, непрерывно.
Количество используемого органического растворителя выбирают так, чтобы оно соответствовало необходимому объему водного раствора, подвергаемого экстрагиро- ванив, требуемой концентрации металлов и было пригодным для известной установки для осуществления данного процесса. Же648!23 лательно, особенно при непрерывном проведении процесса, осуществлять контактирование практически равных объемов органического раствора и водного раствора.
Условия (в частности величина рН), при которых осуществляют первый и второй этапы данного способа, выбирают в соответствии с металлом или металлами, присутствуюшими в водном растворе. Как правило, желательно, чтобы при заданных условиях любые другие металлы, присутствующие в растворе, не могли образовывать стойкие комплексные соединения с оксимом для того, чтобы из водного раствора экстрагировался лишь необходимый металл. Поскольку образование комплексного соединения может включать выделение в свободном состоянии кислоты, в ходе данного процесса может оказаться необходимым добавление,l например, щелочи для поддержания величины рН в таких пределах, при которых комплексное соединение металла является стойким, но обычно желательно избегать этого, особенно при непрерывном осуществлении данного способа. Предлагаемый способ особенно применим в случае содержания меди в растворах, поскольку этот металл образует комплексное соединение с орто-оксиарилокснмами, являющееся стойким при низких величинах рН, и в ходе осуществления процесса при величине рН менее 3 может быть экстрагирована медь, практически не содержащая железо, кобальт и никель.
В качестве органических растворителей могут быть использованы л>обые органиче>.кие растворители или смеси растворителей, которые не смешиваются с водой и при заданных значениях рН ин»ртны по отношению к воде, металлам и оксиму, в особенности алифатические, алициклнческие и ароматические углеводород.,> и смеси этих углеводородов, в частности смеси, включающие небольшое количество ароматического углеводородного компонента или вовсе его не содержащие, и галогеинрованные, в особенности хлорированные углеводороды, включающие более плотные, чем вода, высоко галогенированные углеводороды, такие как перхлорэтилен, трихлорэтан, трихлорэтилен и хлороформ.
Третий и четвертый этапы описываемого способа можно легко осуществлять путем контактирования друг с другом содержащего металл раствора оксима в органическом растворителе, полученного во второй стадии процесса, и водного раствора неорганической кислоты при соответствующей температуре, обычно при комнатной температуре, хотя при желании могут быть использованы и несколько более высокие температуры; перемешивания или,иначе говоря,возмущения смеси жидкостей так, чтобы площадь граничного слоя поверхности раздела
Смеси орто-оксиарнлоксимoв и алкнлф»иолов, полученные, например, путем перемец>ивания этих компонентов лк>бым обпи ринятым способом, могут использоваться в виде раствора в несмешиваемых с водой органических растворителях; растворы таких смесей в несмешиваемых с водой органических растворителях являются отличительной особенностью предлагаемого способ4з. Такие рас45
50 творы могут иметь концентрацию, требуему>О для oc) ùáñòÂIÐIIHß Описываемого способа, или для удобства хранения и транспортировки они могут иметь более высокую
55 концентрацию, чем необходимо для осуществления процесса, и перед непосредственным использова н нем их нуж но разбавлять.
Пример (. 20 ч. раствора, содержащего
20О г/л 5-нонилсалицилальдоксима и !00 г/л водный раствор -- растворитель увеличивалась для ускорения разложения компл ксного соединения и извлечения металла; уменьшения перемецшвания и возмущ»ння так, чтобы водный слой и слой растворителя отстаивались; последующего отделения этих слоев.
Используемые в данном случае относительные объемы водной и органической фаз являются такими, какие обычно применяк>тся в процессах экстракции, например 1:!.
Указанный процесс можно осуществлять отдельцыми партиями илн, что наиболее желательно, непрерывно. Отделенный органический слой, содержа>цнй регенерированный оксим, алкнлфенол и некоторое количество остаточной меди, можно снова использовать в первом этапе способа. Водный слой, содержащий соль металла, может быть подвергнуг Обработке любым известным способом, на пример электролизу, с целью получения
20 металла.
В качестве неорганической кислоты применяется преимущественно серная кислота, причем копн»итра цпя кислоты соста вляет от !
>!О до 2 >0 г/л. После удаления желаемой части металла путем электролиза р»г»нери25 рова нный води>>>Й раствор кис 10Tbl, содержащий остаточную соль металла, может быть снова использг>ван в третьем этапе данного проц»с< а.
При ж»лании наряду с оксимами приме30 няк>т я друl Hp лиганды и други» соедине>шя, такие как кондиционируюьци» присадки, например алифатическне л нрты с длинной цепью, такис как каприловый спирт, изод»канол, I ðèä»èè.lI>âûé спирт или 2-этилгексанол, желательно в количестве от 0,5 до !0 в»с.% от количества органического растворителя.
Иногда желательно введение анионных поверхностно-активных вени ств, таких как органические сульфокислоты или сложные эфиры фосфорной кислоты, с целью увелич»ния скорости комплексообра «>I>>I>I>Is и переноса металлов между водной и органической фазами.
8 экстрагентов с последующей реэкстракцией неорганической кислотой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения меди, в качестве смеси органических экстрагентов используют раствор одного или более орто-оксиарилоксимов, содержащий не менее трех алнфатических или алициклических углеродных атомов, и одного или более алкилфенолов в несмешнваемом с водой органическом растворителе.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют несмешиваемый с водой органический растворитель, содержащий 5 — 200 г/л орто-оксиарилоксима.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отношение в смеси алкилфенола к ортооксиарилоксиму составляет (О,! — 30): I.
4, Способ по п. 1, отличающийся тем, чт о алкилфенол содержит один атом хлора илн одну цианогруппу.
° - к с
6481 2 паранонвлфенола в Эскэйд 100 (растворитель типа 80%-ного алифатического керосина), интенсивно перемешивают при 20 С с 40 ч . водного раствора, содержащего 15 г/л меди в виде сульфата меди, и с серной кислотой для доведения величины рН до 2,0. Через 15 мин перемешивание прекращают, фазы отстаивают и фазу растворителя удаляют и анализируют на содержание меди.
Затем 15 ч. фазы растворителя интенсивно перемешивают в течение 15 мин с 50 ч. водного подвергаемого извлечению раствора, содержащего 30 г/л меди в виде сульфата, и со !50 г/л серной кислоты. Эти фазы отстаивают и органическую фазу анализируют на содержание меди.
Фаза растворителя после экстрагирова- 1а ния содержит 21,10 г/л меди, а после отделения 10,99 г/л меди. Извлечение меди на литр раствора оксима 10,11 г. формула изобретения
1. Способ экстракцни меди из водных 20 растворов ее солей смесью органических
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
I. РЖМ, 6 Г 148, 1966.
Составитель А. Важина
Редактор Н. Корченко Техред О. Луговая Корректор Е. Папп
Заказ 365/58 Тираж 726 Подписное
0НИИПИ Государственного конитета СССР по делам изобретений и откр ьгтнй
l 3035. Москва, Ж.35, Раушская иаб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», r. Ужгород, ул. Проектная, 4
