СЕЛЕКТИВНОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ МОЛИБДЕНА (VI) Российский патент 2005 года по МПК C22B34/34 C22B3/24 

Способ селективного извлечения молибдена (VI) из растворов катионов тяжелых металлов относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков и для переработки отходов цветных металлов, содержащих молибден (VI).

Известно, что из водных растворов можно выделить молибден в виде трисульфида [Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процессов, М.: Металлургия. - 1993. С.307-311].

Недостатком метода является то, что наряду с трисульфидом молибдена осаждаются сульфиды других металлов. Применяемый на практике метод осаждения трисульфида молибдена из растворов вольфрамата натрия не обеспечивает высокой селективности процесса, так как вместе с молибденом осаждается до 0,2-0,3% вольфрама. К тому же осаждение из кислых растворов приводит к выделению сероводорода.

Известен способ извлечения молибдена (VI) из растворов, содержащих катионы тяжелых металлов, включающий подготовку раствора, сорбцию молибдена (VI) на анионите при рН<7 [SU 1777369 А1, МПК С 22 В 34/34, опубл. 20.05.1996].

Недостатком способа является то, что не исследована сорбция анионитами АМ-2б и АМП, которая могла бы обеспечить высокую селективность извлечения молибдена (VI) из растворов, содержащих катионы тяжелых металлов.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение эффективного способа селективного извлечения молибдена (VI) из водного раствора катионов тяжелых металлов.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является высокая селективность извлечения ионов молибдена (VI) из растворов катионов тяжелых металлов при одновременной простоте и сокращении стадий получения чистого молибдена и его соединений.

Этот технический результат достигается тем, что в способе извлечения молибдена (VI) из растворов катионов тяжелых металлов, включающем подготовку раствора, сорбцию молибдена (VI) на анионите при рН<7, сорбцию ведут из растворов анионитами АМ-2б и АМП при величине рН раствора, меньшей величины рН гидролитического осаждения катионов тяжелых металлов и большей величины рН образования катионов молибдена (рН~1).

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг.1-8 даны зависимости остаточной концентрации молибдена (VI) от величины рН, времени сорбции и способа предварительной обработки сорбента, а на фиг.9 дан вариант принципиальной технологической схемы переработки исходного раствора, и данными таблиц 1-3, где даны остаточная концентрация катионов тяжелых металлов, а также степень их извлечения из раствора.

Сорбцию Мо (VI) осуществляли из 200 см³ исходного раствора Na₂MoО₄, масса сорбента 2 г. Макропористый анионит марки АМ-2б, содержащий обменные группы -CH₂-N(CH₃)₂, -СН₂-N(СН₃)₃,

а также гелевый анионит марки АМП, содержащий обменные группы

в течение суток выдерживали в дистиллированной воде (графики 1 - фиг.1-3, 5, 7-8), или в 0,1 н. растворе NaOH (графики 2 - фиг.1-3, 5, 7-8), или в 0,1 н. растворе НСl (графики 3 фиг.1-2, 7-8 и фиг.4-6).

Концентрацию ионов молибдена определяли на фотоколориметре марки КФК-3, кислотно-основные характеристики раствора контролировали рН-метром марки рН-121.

В процессе сорбции величина рН раствора изменялась, поэтому в процессе сорбции проводили коррекцию заданного значения рН при непрерывном перемешивании.

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 сорбента и раствора осуществляли не менее суток. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе сорбции в качестве нейтрализаторов использовали растворы NaOH или НСl. Заданное значение рН поддерживали в течение 5 часов от начала сорбции нейтрализацией раствора, в дальнейшем величина рН изменялась незначительно, поэтому коррекцию величины рН осуществляли один раз в сутки.

Сорбцию осуществляли при комнатной температуре.

Используя значения концентраций ионов молибдена в водном растворе исходном и после сорбции, рассчитывали СОЕ, мг/г.

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1 (фиг.1-2, табл.1)

Исходный раствор содержал, г/дм³: 12,8 Со (II), 6,5 Mo(VI).

Сорбент АМ-2б.

На фиг.1-2 даны результаты извлечения молибдена (VI) из раствора СоСl₂ сорбцией при рН 2,5 (фиг.1) и 4,0 (фиг.2).

Лучшие показатели извлечения через двое суток сорбции получены при рН 2,5 и водной обработке сорбента (СОЕ=530 мг/г, извлечение 81,5%).

В табл.1 дано извлечение Со (II) в растворе после трех суток контакта раствора и сорбента.

Таблица 1Предварительная обработка сорбентаКонцентрация Со (II), г/дм³Извлечение, мас.% от исходногоисходнаяостаточнаярН 2,5H₂O
NaOH
НСl12,75
12,75
12,7512,70
11,65
11,470,4
8,6
10,0рН 4,0Н₂О
NaOH
HCl12,75
12,75
12,7512,70
12,70
11,650,4
0,4
8,6

Пример 2 (фиг.3-6, табл.2)

Исходный раствор содержал, г/дм³: 12,1-13,6 Ni (II), 0,85 и 6,6 Mo (VI).

Сорбент АМ-2б.

На фиг.3-6 даны результаты извлечения молибдена (VI) из раствора NiCl₂ сорбцией при рН 2,5 (фиг.3-4) и 4,0 (фиг.5-6).

Лучшие показатели извлечения через двое суток сорбции получены при рН 4 и кислой обработке сорбента (СОЕ=494 мг/г, извлечение 74,4%).

В табл.2 дано извлечение Ni (II) в растворе после четырех суток контакта раствора и сорбента.

Таблица 2Предварительная обработка сорбентаКонцентрация Ni (II), г/дм³Извлечение, мас.% от исходногоисходнаяостаточнаярН 2,5Н₂O
NaOH
HCl12,06
12,06
13,6011,96
10,46
13,520,8
8,6
12,1рН 4,0Н₂O
NaOH
HCl13,60
13,60
12,8613,55
13,39
11,810,4
1,5
8,2

Пример 3 (фиг.7-8, табл.3)

Исходный раствор содержал, г/дм³: 15,6-16,0 Мn (II) и 6,6 Mo(VI).

Сорбент АМ-2б.

На фиг.7-8 даны результаты извлечения молибдена (VI) из раствора МnСl₂ сорбцией при рН 2,8 (фиг.7) и 4,0 (фиг.8).

Лучшие показатели извлечения через 2 суток сорбции получены при рН 4 и водной обработке сорбента (СОЕ=499 мг/г, извлечение 97,5%).

В табл.3 дано извлечение Мn (II) в растворе после четырех суток контакта раствора и сорбента.

Таблица 3Предварительная обработка сорбентаКонцентрация Мп (II), г/дм³Извлечение, мас.% от исходногоисходнаяостаточнаярН 2,8Н₂O
NaOH
НСl15,60
15,60
15,6015,55
11,20
12,400,6
28,2
26,9рН 4,0Н₂О
NaOH
НСl16,00
16,00
14,4714,40
12,40
12,2110,0
22,5
15,6

Пример 4

Исходный раствор содержал, г/дм³: 12,75 Ni (II) и 6,6 Mo (VI).

Сорбент АМП

Через сутки сорбции при кислой обработке сорбента получены следующие результаты:

Время сорбции, чОстаточная концентрация Мо (VI), г/дм³,СОЕ, мг/г244,8184

После сорбции Мо (VI) катионы Me (II) (Me=Со, Ni, Mn) могут быть выделены из раствора сорбцией, гидролитическим осаждением, электролизом и др. способами.

На фиг.9 дан вариант принципиальной технологической схемы переработки исходного раствора.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ обеспечивает высокую селективность извлечения ионов молибдена (VI) из растворов катионов тяжелых металлов при одновременной простоте и сокращении стадий получения чистого молибдена и его соединений.

Изобретение относится к области извлечения молибдена из растворов, содержащих катионы тяжелых металлов, сорбцией. Способ включает подготовку раствора, сорбцию молибдена (VI) на анионите при рН<7. Сорбцию ведут из растворов анионитами АМ-2б и АМП при величине рН раствора меньше рН гидролитического осаждения катионов тяжелых металлов и больше величины рН образования катионов молибдена (рН~1). Техническим результатом является высокая селективность извлечения ионов молибдена при одновременной простоте и сокращении стадий получения чистого молибдена. 9 ил., 3 табл.

Способ извлечения молибдена (VI) из растворов, содержащих катионы тяжелых металлов, включающий подготовку раствора, сорбцию молибдена (VI) на анионите при рН<7, отличающийся тем, что сорбцию ведут из растворов анионитами АМ-2б и АМП при величине рН раствора меньше величины рН гидролитического осаждения катионов тяжелых металлов и больше величины рН образования катионов молибдена (рН~1).