СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИНДИЯ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2004 года по МПК C22B58/00 C22B3/38 

Изобретение относится к области гидрометаллургии редких и рассеянных элементов. Оно может быть использовано для экстракционного извлечения и концентрирования индия из сульфатных цинковых растворов, сложных по химическому составу, получаемых при гидрометаллургической переработке концентратов и полупродуктов свинцово-цинкового производства. В настоящее время для извлечения индия из технологических растворов цинкового производства используется экстракционный способ, позволяющий провести концентрирование индия и очистку его от большинства примесей. При этом используются как индивидуальные экстрагенты, так и их смеси.

Известен способ извлечения индия из растворов цинкового производства экстракцией раствором 20-25% ди-2-этилгексилфосфорной кислоты (Д2ЭГФК) в керосине (А.с. СССР №684908, кл. С 22 В 58/00, 1978).

Недостатком данного способа является использование для реэкстракции индия из органической фазы растворов соляной кислоты.

Известен также способ извлечения индия из сульфатных цинковых растворов экстрагентом, содержащим смесь Д2ЭГФК и соли четвертичного аммониевого основания - метилтриалкиламмония в керосине (А.с. СССР №1261300, кл. С 22 В 58/00, 1985).

Недостатком этого способа экстракции индия является низкая селективность процесса по некоторым примесям, например сурьме и мышьяку, и необходимость использовать для реэкстракции индия смесь растворов серной и фосфорной кислот высокой концентрации. Кроме того, в связи с различной растворимостью компонентов смеси органических реагентов в водных растворах необходимо постоянно проводить корректировку состава экстрагента.

Известен способ извлечения индия из слабокислых сульфатных растворов экстрагентом, содержащим фосфорорганический реагент изододецил-фосфетановую кислоту (ИДДФК), растворенную в керосине. При этом для реэкстракции индия из органической фазы используют растворы 300-450 г/дм³ серной кислоты (Травкин В.Ф., Кубасов В.Л., Казанбаев Л.А. и др. // Цветная металлургия. - 2001. - №12. - с.22-25).

Недостатком этого способа является относительно низкое извлечение индия в органическую фазу.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения индия из сульфатных цинковых растворов, включающий экстракцию с использованием в качестве экстрагента смеси фосфорорганических реагентов, содержащей, например, ди-2-этилгексилфосфорную кислоту и фосфинооксиды, и реэкстракцию раствором серной кислоты (см. US 5344567 А, кл В 01 D 15/04, опубл. 06.09.1994, формула, колонки 1, 2 на с.1, всего 5 листов).

Недостатком указанного способа является низкое извлечение индия из сульфатных цинковых растворов.

Техническим результатом является повышение степени суммарного (по двум стадиям экстракции и реэкстракции) извлечения индия.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе извлечения индия из сульфатных цинковых растворов, включающем стадии экстракции с использованием в качестве экстрагента смеси фосфорорганических реагентов в органическом разбавителе и реэкстракцию раствором серной кислоты, согласно изобретению при экстракции используют смесь, содержащую ди-2-этилгексилфосфорную кислоту и изо-додецилфосфетановую кислоту, при соотношении компонентов в экстрагенте, об.%:

ди-2-Этилгексилфосфорная кислота (Д2ЭГФК) 20-30

изо-Додецилфосфетановая кислота (ИДДФК) 5-10

Органический разбавитель Остальное

а реэкстракцию ведут раствором серной кислоты с концентрацией 250-450 г/дм³.

Способ осуществляется следующим образом.

Исходный сульфатный цинковый раствор состава, г/дм³: цинк 80-120; индий 0,2-1,2; железо (+3) менее 0,1; железо общее 10-20; медь 2-10 поступает на экстракцию. Экстракция проходит при использовании органической фазы состава, об.%:

Д2ЭГФК 20-30

ИДДФК 5-10

Органический разбавитель

(СЖК фракции С₇-С₉ или

керосин) Остальное

Соотношение водной и органической фазы 2-3:1. Реэкстракцию проводят раствором 250-450 г/дм³ серной кислоты.

Предложенный способ испытан в лабораторных условиях.

Испытания показали, что проведение экстракции индия органической фазой состава, об.%:

Д2ЭГФК 20-30

ИДДФК 5-10

Органический разбавитель Остальное

а реэкстракции - раствором серной кислоты с концентрацией 250-450 г/дм³ позволяет повысить извлечение индия как на стадии экстракции, так и при реэкстракции.

Пределы изменения компонентов органической фазы на стадии экстракции определены полученными экспериментальными данными при проверке способа извлечения индия из сульфатных цинковых растворов.

Так, при содержании Д2ЭГФК в органической смеси менее 20% снижается извлечение индия на стадии экстракции. При содержании ИДДФК менее 5% снижается извлечение индия на стадии реэкстракции при ее проведении раствором серной кислоты без добавки хлорид-иона. При увеличении содержания Д2ЭГФК более 30% и ИДДФК более 10% наблюдается медленное расслаивание органической и водной фазы.

При уменьшении концентрации серной кислоты менее 250 г/дм³ реэкстракция индия резко ухудшается, а при увеличении кислотности более 450 г/дм³ реэкстракция индия не возрастает, а увеличиваются затраты на производство.

Таким образом, только при проведении экстракции индия смесью фосфорорганических реагентов при соотношении компонентов, об.%:

Д2ЭГФК 20-30

ИДДФК 5-10

Органический разбавитель Остальное

а реэкстракции раствором серной кислоты с концентрацией 250-450 г/дм³ достигается суммарный эффект повышения извлечения индия (на стадиях экстракции и реэкстракции).

Проверку способа осуществляли следующим образом.

Пример.

Исходный сульфатный цинковый раствор следующего состава, г/л: индий 0,3-1,5, цинк 80-120, железо общее 10-20, медь 3-10 подавали на стадию экстракции. В качестве ээкстрагента использовали смесь Д2ЭГФК и изо-додецилфосфетановую кислоту и смесь Д2ЭГФК с фосфиноксидом (прототип) в растворе органического растворителя синтетической жирной кислоты.

Соотношение органической и водной фазы на стадии экстракции составляло 1:2. Количество Д2ЭГФК составляло 25 об.%, ИДДФК 7,5 об.%, фосфиновый оксид 7,5 об.%, СЖК - остальное. Полученная после стадии экстракции насыщенная индием органическая фаза поступала на стадию реэкстракции. Реэкстракция проходила при соотношении о:в=10:1. В качестве реэкстрагента использовали раствор серной кислоты с концентрацией 350 г/дм³.

В таблице приведены варианты способов извлечения индия из сульфатных цинковых растворов. Как видно из приведенных в таблице данных, при использовании предлагаемого способа повышается извлечение индия как на стадии экстракции, так и реэкстракции, а суммарное извлечение возрастает на 2,6%.

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и рассеянных элементов и может быть использовано для экстракционного извлечения и концентрирования индия из сульфатных цинковых растворов. Изобретение позволяет повысить степень извлечения индия из водной фазы и упростить технологический процесс за счет использования для реэкстракции индия растворов серной кислоты без добавления хлорид-ионов. Способ включает экстракцию с использованием в качестве экстрагента смеси фосфорорганических реагентов в органическом разбавителе и реэкстракцию раствором серной кислоты. В качестве фосфорорганических реагентов при экстракции используют смесь, содержащую ди-2-этилгексилфосфорную кислоту и изо-додецилфосфетановую кислоту, при соотношении компонентов в экстрагенте, об.%: ди-2-этилгексилфосфорная кислота 20-30, изо-додецилфосфетановая кислота 5-10, органический разбавитель остальное, а реэкстрацию ведут раствором серной кислоты с концентрацией 250-450 г/дм³. 1 табл.

Способ извлечения индия из сульфатных цинковых растворов, включающий экстракцию с использованием в качестве экстрагента смеси фосфорорганических реагентов в органическом разбавителе, реэкстракцию раствором серной кислоты, отличающийся тем, что в качестве фосфорорганических реагентов при экстракции используют смесь, содержащую ди-2-этилгексилфосфорную кислоту и изо-додецилфосфетановую кислоту, при соотношении компонентов в экстрагенте, об.%:

Ди-2-этилгексилфосфорная кислота 20-30

Изо-додецилфосфетановая кислота 5-10

Органический разбавитель Остальное

а реэкстрацию ведут раствором серной кислоты с концентрацией 250-450 г/дм³.