СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ НИКЕЛЯ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2003 года по МПК C22B3/26 C22B23/00 

Способ извлечения никеля 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 никеля экстракцией с использованием в качестве экстрагентов ароматических карбоновых кислот [С.И. Хита, Я.М. Васютин, Я. Н. Пирогин и др. Извлечение ионов никеля из водной среды ароматическими карбоновыми кислотами. ЖПХ, т.67, вып. 2, 1994, с. 332-336], в частности, салициловой кислотой (HSal) с трибутилфосфатом в качестве разбавителя и с добавкой триэтаноламина, оптимальная величина рН 6,5.

Недостатком способов является низкая эффективность экстракции.

Наиболее близким техническим решением является экстракция никеля технологической смазкой, содержащей смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, а в качестве инертного разбавителя машинное масло [патент РФ 2114199 от 2.04.1997, БИ 18, 1998], экстракцию осуществляют при рН 8 и регулировании величины рН раствора в течение не более 2 ч.

Недостатком способа является длительность процесса экстракции и узкий интервал рН раствора, при котором возможна экстракция.

Задачей изобретения является создание эффективного и селективного способа извлечения никеля из водных растворов.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в высокой степени извлечения никеля из водных растворов, быстрота процесса экстракции и широкий интервал рН экстракции.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе экстракции никеля из водных растворов, включающем контакт раствора и экстрагента, содержащего смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, в качестве инертного разбавителя используют керосин или бензин, а экстракцию осуществляют при рН 5-9 в течение не более 5 мин.

Сущность способа поясняется данными таблицы, в которой указаны время контакта фаз при заданной величине рН, концентрация никеля и величина рН в осветленной водной фазе, коэффициент распределения D, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций никеля в органической и водной фазах, указана также окраска органической и водной фаз по окончании процесса.

Экстрагент добавляли к исходному раствору сульфата никеля объемом 190 см³ в количестве 10 см³ (5 об.%). Перемешивание и поддержание заданного значения рН 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 рН и остаточную концентрацию никеля. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе извлечения никеля в качестве нейтрализаторов применяли растворы щелочи NaOH и кислоты H₂SО₄.

Используя значения концентраций никеля в водном растворе - исходном и после экстракции, рассчитывали коэффициент распределения никеля между органической и водной фазами.

Примеры практического применения.

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал сульфат никеля с концентрацией 500 мг/дм³ по никелю и рН 5,6.

Заданное значение рН поддерживали в течение 5 мин, в дальнейшем величина рН изменялась незначительно.

Объемы органической и водной фаз изменяются по сравнению с исходными незначительно: объем органической - не изменяется, водной - в пределах 0,8-1,0.

Пример 1 (таблица, разбавитель - керосин).

Лучшие результаты экстракции получены при рН 6-9 при времени экстракции не более 5 мин, максимальное значение коэффициента распределения D=451,5 и минимальная остаточная концентрация С=17 мг/дм³ Ni(II) получены при рН 9 и времени экстракции не более 5 мин.

При рН>9 в течение суток система не разделялась на водную и органическую фазы.

Пример 2 (таблица, разбавитель - бензин).

Лучшие результаты экстракции получены при рН 5,5-8,5 при времени экстракции не более 5 мин, максимальное значение коэффициента распределения D=65,8 и минимальная остаточная концентрация С=119 мг/дм³ Ni(II) получены при рН 8,3 и времени экстракции не более 5 мин. При рН 9 из раствора через сутки контакта экстрагента и раствора выпадает осадок соединений никеля.

Пример 3 (таблица, разбавитель - машинное масло).

Для сравнения в таблице даны результаты экстракции никеля, указанные в прототипе.

Лучшие результаты экстракции получены при рН 8 при времени экстракции не более 2 часов, максимальное значение коэффициента распределения D=78,9 и минимальная остаточная концентрация С=97 мг/дм³Ni(II).

При рН>8 в течение суток система не разделялась на водную и органическую фазы.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом повышает извлечение никеля из водного раствора в широком интервале рН раствора в процессе экстракции и ускоряет процесс экстракции.

Предлагаемый способ извлечения никеля может быть применен при обработке технологических растворов, сточных вод промышленных предприятий, шламов после осаждения тяжелых металлов гальванических производств, шахтных и рудничных вод, растворов кучного и подземного выщелачивания и т.п.

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть применено для очистки промышленных и бытовых стоков. В предложенном способе, включающем контакт водного раствора и экстрагента, содержащего смесь олеиновой кислоты, триэтаноламина и инертного разбавителя, их перемешивание, отстаивание и разделение фаз, согласно изобретению в качестве инертного разбавителя используют керосин или бензин, а экстракцию осуществляют при рН 5-9 в течение не более 5 мин. Обеспечивается повышение извлечения никеля в широком интервале рН и ускорение процесса. 1 табл.

Способ извлечения никеля из водного раствора экстракцией, включающий контакт раствора и экстрагента, содержащего смесь олеиновой кислоты, триэтаноламина и инертного разбавителя, их перемешивание, отстаивание и разделение фаз, отличающийся тем, что в качестве инертного разбавителя используют керосин или бензин, а экстракцию осуществляют при рН 5-9 в течение не более 5 мин.