Способ удаления моновалентных неорганических кислот из водного раствора

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАУЕНту

Союз Советских >

Социапистических

Респубп (()) 862819 (61.) Дополнительный к патеиту—

3 (51) М. Кл. (22) Заявлено 24.01.73 {21) 1879421/23-26 (23) -Приоритет — (32} 24.01.72

C 02 Е 1/26

ВеуаерстеенныМ кемнтет

СССР яе делам нзевретеыый н еткрмтнй (31) 760/72 (33) Швеция

Опубликовано 07.09.81. БюллЕтень №33 (53) УДК 66;061..315 (088.8) Дата опубликования онисания 07.09.81

Иностранцы 1

Ян-.Олов Лильенцин, Ганс Рейнгардт и Хельга Ян. Арнольд:Мдфррг (Швеция)

Иностранная фирма

tt

"Стора Коннарбергс Бергелагс Актиеболаг (Швеция) (72) А.втоРь| изобретения (7l) Заявитель (54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ МОНОВАЛЕНТНЫХ

НЕОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ ИЗ ВОДНОГО . РАСТВОРА

Изобретение относится к способу, посредством которого, используя экстракцию- жидкос1 ти, можио удалять моновалентиые неорганические кислоты иэ водного раствора, содержащего металлические соли кислот, Это изобретение может быть использовано и для обработки различных .промышленных сточных вод, например травильных ванн, а также для гидрометаллургических процессов.

В промышленности многие жидкие стоки

Представляют собой водные растворы, содержащие металлические соли кислот.

В тех случаях, когда такие промышленные стоки содержат в основном сульфаты или серную кислоту, используются достаточно эффек-. тивные способы извлечения металлов из растворов. Однако. если эти жидкие стоки содержат большие или меньшие количества моновалентных неорганических кислот, особенно азотной кислоты или талогенной кислоты, или их соли, то возникают значительные проблемы изэа вредности этих составов (например азотной кислоты, фторидов, нитратов), их коррозионной способности (например хлоридов) или же из-за трудностей, связанных с извлечением кист

2 лот или металлов (например фтористоводородная кислота — это соединение, которое исключительно трудно осадить с многими металлами) °

Наиболее близким по технической сущности является способ удаления моновалентных кислот (например НИОКР) .из водного раствора эк-. стракцией органической жидкой фазой (трибутилфосфат в керосине), не смешивающейся с раствором и образующей аддукты с моновалентными кислотами, с последующим разделением органической и водной фаз и.выделением мо° новалентных неорганических кислот (1).

С целью повышения степени удаления и воэможности удаления моновалентных кислот из растворов их солей, s раствор вводят серную кислоту в количестве, эквивалентном содержанию ионов металла в растворе.

Добавление Н SO< к обрабатываемому раствору перед экстрзгироваиием значительно улучшает селективность извлечения моновалентных

KN(;JtoT и металлов ° При отсутстВии Н SO4 из влеченная кислая фракция содержит почти в 8 раэ больше Fe u Ni и в 5 раз больше Cr, чем соответствующая кислая фракция при добавлении Н2 $Оа °

862819 го

HX+9 HXQ(npr.), 0

HXQ (орг.) Сравнительные данные приведены в табл. 1.

Моновалентные неорганические кислоты, преимущественно азотную кислоту и галогенную кислоту, удаляют из водного раствора металлических солей этих кислот следующим образом.

Содержание серной кислоты в растворе устанавливают таким образом, чтобы оно было по меньшей мере эквивалентно содержанию ионов металла в растворе, после чего моиовалентные неорганические кислоты экстрагируют приведе. нием раствора в контакт с органической фазой, содержащей соединения, образующие аддукты с моновалентными кислотами. Водный раствор может содержать растворимые в воде соли одной или нескольких моновалентных кислот и один или больше ионов металла, начиная с

Конов щелочных металлов до ионов тяжелых металлов. Если же раствор содержит сильные окислительные вещества, например хромовую кислоту, хлор или окиси хлора, то может оказаться желательным восстановление их перед экстракцией. Органическая фаза состоит из разбавителя и образующего аддукт агента. Она должна обладать высокими коэффициентами разделения моновалентных кислот НХ относи25 тельно серной кислоты н ионов металла. Коэф. фициент разделения — соотношение между коэффициентами распределения Д органической и .водной фазы соответствующей среды.

Органические фазы, пригодные для экстракции моновалентных кислот, приведены в табл. 2.

В ходе экстракции образуется аддукт в виде органической фазы в соответствии с реакциями:

ВЕ +ZX+Р!2)Н2504

%e +(Z/2-)SO4 +2НХ

35 где X — ион галогена или ион нитрата в водной фазе; органическая фаза; аддукт, образующийся в органической фазе.

Универсального агента, образующего аддукты

45 с моновалентными кислотами, не существует, поэтому состав органической фазы определяется составом обрабатываемого раствора, Наряду с моиовалентными кислотами в органическую фазу могут экстрагироваться и некоторые неорганические кислоты, такие как фосфорная и борная, В некоторых случаях определенные тяжелые металлы, такие как молибден и вольфрам, также обнаруживают тенденцию к переходу в органическую фазу.

Способ извлечения моновалентных неорганических кислот из водного раствора осуществляют в -обычной аппаратуре, используемой для экстракции жидкостей. Контакт между фазами

4 осуществляется в смесителе, после чего происходит разделение фаз в отдельной аппаратуре. Экстракцию удобно осуществлять в несколько стадий, обеспечив при этом противоток.между фазами.

Желательно расщепить образовавшийся аддукт в органическом экстракте, полученном при экстракции, и таким образом регенерировать органическую фазу для повторного применения.

Известно множество разных способов осуществления этого типа расщепления. Например, кислоты можно вьпцелачивать в виде металлических солей, с помощью щелочей.

После экстракции органическую фазу и водный раствор обрабатывают раздельно известны- . ми способами.

Пример 1. Травильная ванна, используемая для травления нержавеющей стали, имеет следующий состав .

НИОэ — 150 г/л; HF — 30 г/л; Fe ЗОг/л;

CN — 4,8 г/л; М + — 7,5 г/л; Мо — 1,2г/л.

H SO4 добавляется в количестве. 54 г/л. Это количество эквивалентно содержанию металла в растворе. Травильная ванна охлаждается до нормальной температуры, экстракция осуществляется при помощи органической фазы, состоящей иэ 25% керосина и 75% трибутилфосфата, Азотная кислота, плавиковая кислота, молибден переходят в органическую фазу. Кислоты в органической фазе экстрагируются водой и рециркулируют в травильную ванну. Любые остаточные количества кислот в органической фазе и молибден экстрагируютея раствором гидроокиси натрия, причем тяжелые металлы осаждаются в виде гидроокисей, которые регенерируются в качестве исходных материалов.

П р " м е р 2. Сульфидную руду с содержанием 20,6% меди выщелачивают кислотной смесью, содержащей 6 моль на литр азотной кислоты и 4.5 моль на литр серной кислоты.

Полученные азотные газы окисляются и рециркулируют s качестве азотной кислоты. Выщелачивающий раствор содержит 18 4 г/л меди, 2,1 г/л железа и 147 г/л азотной кислоты вместе с серной кислотой, получаемой как из добавленной кислоты, так .и из окисленной супьфидной серы. Вьпцелачивающий раствор экстрагируется с помощью органической фазы, содержащей 25% керосина и 75% трибутилфосфата.

Органическая фаза удаляет 999% азотной кислоты, которая регенерирует из органической фазы выщелачиванкем и рециркулирует в процессе. После экстракции вищелачивающий раствор состоит из раствора серной кислоты е ""îдержанием 25,5 г/л меди, 2,9 г/л железа и топь ко 0,05 г/л азотной кислоты. Медь можно экстрагировать из раствора селективно экстракцией органическим реагентом при помощи извест ного способа.

862819 б

Таблица 1

Ni Cr

С добавлением Н $0, мг металла/л

3,3

0,9

0,4

Без добавления Нт$04 мг металла/л

26,0

7,1

2,1

7,9

Селектнвность

5,3 Реагент.

Органическая фаз»

Водная . фаза

НХ (0) 1,1 0 — (CU 10 2 ) Н О3

100% 1М Н,$04 гекМетилизобутилкетон (гек сон) -О . 0

HF сон

02 4 10 3 (cU 0103) HCI

100 o бм Нэ$04 диэтилового

Диэтиловый эфир

Формула изобрeòеиия

:зз

Способ удаления моновалеитных неорганичес- ких кислот из водного раствора, включающий экстракцию органической жидкой фазой, не смешивающейся с раствором и образующей agдукты с моновалентными кислотами, с последующим разделением органической и водной фаз и вьщелением моновалентных неоргашческих кислот, о т л и ч а ю ш и и с я тем, Составитель 6;Вилинская

Хехред А . Бабииец. . Koppexiop Г.Назарова

Редактор Т. Колодцева

Заказ 6646/56 Тираж 1007 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретеийй и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент",, т. ужгород; ул, Проектная, 4

: Трибутил- 75% 2М Нг$04 фосфат ТБФ в (ТБФ) кероси7,9

Та.блица 2 н $44 Ме501

r. что, с целью повышения степени удаления и возможности удаления моновалентных кислот из растворов их солей, в водный раствор вводит серную кислоту в количестве, эквивалентном содержанию ионов металла в растворе.

Истошики информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Журнал неорганической химии, т. 5, У 6, 1960,: с. 1337.