СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ МОЛИБДЕНА (VI) И ВОЛЬФРАМА (VI) ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2001 года по МПК C22B34/30 C22B3/40 

Способ экстракции Mo (V) и W (VI) 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 извлечения молибдена экстракцией нейтральными органическими растворителями, например трибутилфосфатом [Бубнов В.К. и другие. Теория и практика добычи полезных ископаемых для комбинированных способов выщелачивания. Алма-Ата, 1992, стр. 488-490]. В этой схеме молибденсодержащий раствор, имеющий избыточную кислотность 100 г/дм³ HCl, поступает на экстракцию органическим разбавителем. Концентрация экстрагента 50-70%, разбавитель - керосин.

Недостатками способа являются относительная дороговизна используемых экстрагентов, их летучесть и способность к воспламенению.

Наиболее близким техническим решением является способ экстракции молибдена (VI) и вольфрама (VI) из солянокислых растворов аминами [Зеликман А.Н., Никитина Л.С. Вольфрам, М., "Металлургия", 1978, с. 73-74].

Недостатками способа являются относительная дороговизна используемых экстрагентов, их летучесть и способность к воспламенению.

Задачей изобретения является создание эффективного, недорогого и селективного способа извлечения молибдена (VI) и вольфрама (VI) из водных растворов с использованием менее летучего экстрагента.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в эффективности селективного извлечения молибдена (VI) и вольфрама (VI) из водных растворов с одновременной экономичностью и безопасностью процесса.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе экстракции из водных растворов с помощью аминсодержащих экстрагентов в качестве экстрагента используют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, а в качестве инертного разбавителя - машинное масло, экстракцию осуществляют в интервале 0 ≅ pH ≅ 3 при непрерывном регулировании оптимальной величины pH в течение не более 1 часа.

В частности, в качестве экстрагента можно использовать смесь олеиновой кислоты, триэтаноламина и машинного масла, представляющую собой технологическую смазку при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олеиновая кислота - 10 - 12,
Триэтаноламин - 4,5 - 6,0,
Машинное масло - Остальное
обычно используемую в качестве смазочно-охлаждающей жидкости в прокатных и кузнечно-прессовых производствах.

Сущность способа поясняется данными табл. 1-3, в которых представлены результаты экстракции ионов Mo(VI) и W(VI) из водных растворов их солей.

В таблицах указаны концентрации молибдена (VI) и вольфрама (VI) в исходных растворах и рафинатах, величина pH в процессе экстракции и при разделении фаз, время регулирования pH раствора в процессе экстракции до заданного исходного значения и время разделения фаз, коэффициенты распределения D, рассчитываемые как отношение равновесных концентраций молибдена (VI) или вольфрама (VI) в органической и водной фазах, коэффициент разделения β = D_Mo/D_W, рассчитываемый как отношение коэффициентов распределения молибдена D_mo и вольфрама D_W при их совместном присутствии.

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал Na₂MeO₄ с концентрацией 600 мг/дм³ по Me (Me = Mo, W).

В качестве экстрагента использовали технологическую смазку марки СП-3.

Экстрагент добавляли к исходному раствору соли или смеси солей объемом 190 см³ в количестве 10 см³ (5% объем.). Перемешивание и поддержание заданного значения pH осуществляли до тех пор, пока в дальнейшем кислотно-основные характеристики системы изменялись незначительно, однако для большей гарантии достижения равновесия контакт органической и водной фаз осуществляли не менее суток. По достижении равновесия между органической и осветленной водной фазами органическую фазу отделяли от водной, в последней определяли величину pH и остаточную концентрацию экстрагируемых ионов Mo(VI) и W(VI). Для поддержания заданного значения pH раствора в процессе экстракции в качестве нейтрализаторов использовали растворы щелочи NaOH и кислоты HCL. Используя значения концентраций Mo (VI) и/или W (VI) в водном растворе - исходном и после экстракции, рассчитывали коэффициент распределения Mo (VI) и/или W (VI) между органической и водной фазами.

Экспериментальные данные представлены в табл. 1-3 при комнатной температуре.

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1 (табл. 1).

Экстракцию осуществляли из водного раствора Na₂MoO₄, С_исх = 600 мг/дм³ Мо (VI), в интервале 0 ≅ pH ≅ 4, при этом коэффициент распределения D = 9-28. Лучшие результаты получены при pH 2,55: коэффициент распределения составил D = 28,22 при времени регулирования величины pH раствора 15 мин и времени разделения фаз 3 ч.

Пример 2 (табл.2).

Экстракцию осуществляли из водного раствора Na₂WO₄, C = 600 мг/дм³ W(VI), в интервале 0 ≅ pH ≅ 3, при этом коэффициент распределения D = 97,80 - 2200,20. Лучшие результаты получены при pH 3,25: коэффициент распределения составил D = 2200,20 при времени регулирования величины pH раствора 30 мин и времени разделения фаз 3 ч.

Пример 3 (табл.3).

Экстракцию осуществляли из водного раствора смеси солей Na₂MoO₄ и Na₂WO₄ с концентрацией исходного раствора по сумме металлов 1 г/дм³ Me(VI) при массовом соотношении Mo:W = 1:1 в интервале 0 ≅ pH ≅ 3. Лучшие результаты экстракции Mo(VI) получены при pH 2,25: коэффициент распределения составил D_Mo = 27,94 при времени регулирования величины pH раствора 15 мин и времени разделения фаз 1 ч. Лучшие результаты экстракции W(VI) получены при pH 0: коэффициент распределения составил D_W = 140,6 при времени регулирования величины pH раствора 15 мин и времени разделения фаз 15 мин. Лучшие показатели разделения молибдена и вольфрама получены при pH 0: коэффициент разделения составил β = D_Mo/D_W = 0,03.

Высокие коэффициенты распределения ионов Mo(VI) и W(VI) при pH 0-4 указывают на возможность глубокого извлечения молибдена и вольфрама при использовании данного экстрагента. Высокие показатели разделения ионов Mo(VI) и W(VI) при их совместном присутствии свидетельствуют о возможности селективного извлечения молибдена и вольфрама при их совместном присутствии в водном растворе с использованием данного экстрагента.

Смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, технологическая смазка марки СП-3, используемые в качестве экстрагента, по сравнению с обычно применяемыми экстрагентами легко доступны и недороги.

Машинное масло, содержащееся в составе смазки и используемое при экстракции в качестве инертного разбавителя, менее летуче и, следовательно, менее пожароопасно по сравнению с обычно применяемыми.

Предлагаемый экстракционный способ селективного извлечения и разделения Mo(VI) и W(VI) может быть применен при обработке технологических растворов, стоков промышленных предприятий, шахтных и рудничных вод, растворов кучного и подземного выщелачивания.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом повышает селективное извлечение молибдена и вольфрама при одновременной экономичности и безопасности процесса.

Изобретение относится к извлечению веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии. В качестве экстрагента Мо(VI) и W(VI) используют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, а в качестве инертного разбавителя - машинное масло, экстракцию осуществляют в интервале 0 ≅ pH ≅ 3 при непрерывном регулировании оптимальной величины рН в течение не более 1 ч. В качестве экстрагента можно использовать смесь олеиновой кислоты, триэтаноламина и машинного масла, представляющую собой технологическую смазку при следующем соотношении компонентов, мас.%: олеиновая кислота 10-12, триэтаноламин 4,5-6,0, машинное масло - остальное. Разработан эффективный, недорогой и селективный способ извлечения ионов молибдена и вольфрама с использованием менее летучего и легкодоступного экстрагента. 1 з.п.ф-лы, 3 табл.

1. Способ экстракции молибдена (VI) и вольфрама (VI) из водных растворов с помощью аминосодержащих экстрагентов, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют смесь олеиновой кислоты, триэтаноламина и в качестве инертного разбавителя - машинное масло, экстракцию осуществляют в интервале 0 ≅ pH ≅ 3 при непрерывном регулировании оптимальной величины pH в течение не более 1 ч. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют смесь олеиновой кислоты, триэтаноламина и машинного масла, представляющую собой технологическую смазку при следующем соотношении компонентов, мас.%:
Олеиновая кислота - 10 - 12
Триэтаноламин - 4,5 - 6,0
Машинное масло - Остальноев