СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ ОЛОВА ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2002 года по МПК C22B3/26 C22B25/00 

Изобретение касается извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, при переработке шламов и отходов металлургических производств, а также для очистки шахтных и рудничных вод, промышленных сточных вод.

Известно, что в металлургии олова используется технологическая схема [Свойства элементов. Cправочник под редакцией Дрица М.Е., книга 1, М.: Металлургия, ГУП "Журнал Цветные металлы", 1997 г., с. 280], включающая в себя предварительную очистку от примесей обжигом (для удаления серы и мышьяка), выщелачивание соляной кислотой (для удаления железа, висмута, сурьмы и мышьяка) с последующим отделением магнетита и вольфрамита, восстановительной плавкой и рафинированием (огневым, вакуумным, электролитическим).

Основными недостатками являются многостадийность и использование дорогостоящих реагентов.

Наиболее близким техническим решением является способ [Р. Рипан, И. Читяну. Неорганическая химия, т.1. Химия металлов,-М.: Мир, 1971 г., с. 398] извлечения олова из его солей, образующихся при химической обработке его концентратов, ионообменной смолой (Na-катионит).

Недостатком способа является использование дорогостоящих реагентов.

Задачей изобретения является создание эффективного, недорогого и селективного способа извлечения олова из водных растворов с использованием менее летучего и легкодоступного экстрагента.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в высокой степени извлечения олова из водных растворов с одновременной экономичностью и безопасносностью процесса.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения, включающем введение реагента, контакт реагента и раствора, в качестве реагента вводят смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, которая экстрагирует олово при рН≤3 при непрерывном регулировании оптимальной величины рН в течение не более 1-3 ч.

Для экстракции можно использовать технологическую смазку марки СП-3 (ГОСТ 5702-75), в своем составе содержащую инертный разбавитель, при следующем соотношении компонентов, мас.%: олеиновая кислота 10-12, триэтаноламин 4,5-6,0, машинное масло (инертный разбавитель) - остальное. Использование для экстракции отработанной технологической смазки удешевляет процесс.

Сущность способа поясняется таблицей, в которой представлены результаты экстракции ионов олова (II) из водных растворов его солей.

В таблице указаны величины рН растворов исходных и в процессе экстракции, концентрации ионов олова в исходном растворе и рафинате, коэффициент распределения D, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций ионов олова в экстракте и рафинате, время регулирования величины рН и время экстракции.

Пример конкретного выполнения способа.

Экстракцию осуществляли из водного раствора хлорида олова (II) объемом 190 см³ с концентрацией исходного раствора 300-800 мг/дм³ Sn. Для приготовления исходного раствора использовали соль SnCl₂ марки х.ч. В качестве экстрагента использовали технологическую смазку марки СП-3. Экстрагент добавляли к водному раствору соли олова в количестве, обеспечивающем образование водно-масляной эмульсии с содержанием 5 мас.% смазки марки СП-3.

Экстракцию осуществляли при различных значениях рН растворов. В процессе экстракции величина рН раствора изменялась, поэтому осуществляли ее регулирование до заданного исходного значения кислотой НСl или щелочью NaOH. Регулирование осуществляли в пределах 1-3 ч, по прошествии этого времени в дальнейшем кислотно-основные характеристики раствора менялись незначительно. Величину рН раствора контролировали рН-метром марки рН-121. Через сутки и более после завершения экстракции и разделения фаз масляную фазу отделяли от водной, после чего последнюю пропускали через фильтр средней плотности. В отфильтрованной водной фазе определяли концентрацию ионов олова. По разности между концентрациями ионов олова в исходном растворе и в отфильтрованной водной фазе определяли концентрацию олова в органической масляной фазе.

Экстракция исследовалась при комнатной температуре.

Из данных таблицы следует, что экстракция ионов олова (II) из солянокислого раствора исследована в интервале -1≤рН≤10. Лучшие показатели экстракции (минимальная концентрация в рафинате после экстракции 6,3-8,0 мг/дм³ Sn (II), D= 890-999) получены в интервале -0,4≤рН≤2,78. Экстракия и разделение фаз осуществляются при рН≤3, при рН>3 эмульсия не разделялась в течение семи суток.

Высокий коэффициент распределения D ионов олова при рН≤3 указывает на возможность глубокого извлечения олова из водных растворов при использовании 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 извлечения ионов олова (II) может быть применен при обработке технологических растворов, стоков промышленных предприятий (например, гальванических) шахтных и рудничных вод, растворов кучного и подземного выщелачивания, при переработке вторичных отходов.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом повышает извлечение олова при одновременной экономичности и безопасности процесса.

Изобретение относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии. В способе экстракции олова из водных растворов в качестве экстрагента используют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, которая экстрагирует олово из водного раствора при рН ≤ 3 при непрерывном регулировании оптимальной величины рН в течение не более 1-3 ч. Для экстракции можно использовать технологическую смазку марки СП-3 (ГОСТ 5702-75), в своем составе содержащую инертный разбавитель, при следующем соотношении компонентов, мас.%: олеиновая кислота 10-12; триэтаноламин 4,5-6,0; машинное масло (инертный разбавитель) - остальное. Создан эффективный недорогой способ извлечения олова из водных растворов с использованием менее летучего и легкодоступного экстрагента. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Способ экстракции олова из водных растворов его солей, включающий введение экстрагента, контакт экстрагента и раствора, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина и экстракцию осуществляют при рН ≤ 3 и непрерывном регулировании его величины в течение не более 1-3 ч. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, представляющую собой технологическую смазку, дополнительно содержащую инертный разбавитель - машинное масло, при следующем соотношении компонентов, мас. %:
Олеиновая кислота - 10-12
Триэтаноламин - 4,5-6,0
Инертный разбавитель - машинное масло - Остальное