СЕЛЕКТИВНОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИОНОВ РЕНИЯ (VII) ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ КАТИОНОВ МЕТАЛЛОВ Российский патент 2010 года по МПК C22B61/00 C22B3/24 

Описание патента на изобретение RU2405846C2

Селективное извлечение ионов рения (VII) из водных растворов катионов металлов относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных стоков и для переработки отходов цветных металлов, содержащих рений (VII).

Известно, что из водных растворов можно выделить рений в виде труднорастворимого комплексного соединения с некоторыми металлами в аммиачной среде [Абишева З.С. и др. Цветные металлы №6, 2003. С.69-72].

Недостатком способа является большое число основных операций схемы получения перрената аммония.

Наиболее близким техническим решением является способ извлечения рения (VII) из растворов, содержащих цветные металлы [RU 2093596 С1, МПК С22В 61/00, опубл. 20.10.1997], включающий подготовку раствора, сорбцию рения (VII) анионитом АМП.

Недостатком способа является то, что не исследована сорбция рения из растворов цветных металлов анионитом марки АМ-2б или активированным костным углем (АУ).

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение эффективного способа селективного извлечения рения (VII) из растворов цветных металлов.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является высокая селективность извлечения ионов рения (VII) из растворов цветных металлов при одновременной простоте и сокращении стадий получения рения и его соединений.

Этот технический результат достигается тем, что в способе извлечения рения (VII) из растворов, содержащих цветные металлы, включающем подготовку раствора, сорбцию рения (VII), а сорбцию ведут из сульфатных растворов, содержащих катионы цветных металлов никеля, кобальта или меди, при перемешивании анионитом АМ-2б или активированным костным углем при величине рН растворов, меньшей величины рН гидролитического осаждения катионов цветных металлов.

Сущность способа поясняется чертежами, где на фиг.1-3 даны зависимости от времени сорбции обменной емкости сорбента ОЕ, мг/г по Re (VII), для сорбентов АМ-2б, АМП (для сравнения) или АУ (ОЕ, мг/г - обменная емкость сорбента, в мг сорбируемого иона металла на 1 г сорбента, в данный момент времени), а на фиг.4 дан вариант принципиальной технологической схемы переработки исходного раствора, и данными табл.1-3, где даны исходная и равновесная концентрации ионов металлов, а также степень их извлечения из раствора, и СОЕ, мг/г - сорбционная обменная емкость по Re (VII) в равновесном состоянии.

На фиг.1-3 обозначено:

1 - результаты сорбции Re (VII) из индивидуального раствора перрената калия.

2 - результаты сорбции Re (VII) из раствора сульфата никеля (II) и перрената калия,

3 - результаты сорбции Re (VII) из раствора сульфата кобальта (II) и перрената калия,

Сорбцию из растворов сульфатов металлов и перрената калия осуществляли в статических условиях при непрерывном перемешивании. Сорбцию Re (VII) осуществляли из 100 см3 исходного раствора перрената калия, масса сорбента 1 г. Концентрацию ионов рения определяли на фотоколориметре марки КФК-3, кислотно-основные характеристики раствора контролировали рН-метром марки рН-121.

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 и H2SO4. Заданное значение рН поддерживали в течение 2 часов от начала сорбции нейтрализацией раствора, в дальнейшем величина рН изменялась незначительно. Сорбцию осуществляли при комнатной температуре. Используя значения концентраций ионов рения в водном растворе исходном и после сорбции, рассчитывали СОЕ, мг/г.

В качестве сорбентов использовали:

1. Пористый анионит АМ-2б смешанной основности со сферическими гранулами получен аминированием ХМС стирола и ДВБ смесью диметил- и триметиламинов. Крупность гранул 0,63-1,60 мм; удельный объем набухшей смолы 2,7-3,2 см3/г; удельная поверхность 50-100 м2/г; общий объем пор 0,80-0,87 см3/г, механическая прочность 98-99%; ПОЕ 3,3-3,7 мг-экв/г. Обменные группы:

.

2. Гелевый высокоосновный анионит АМП со сферическими гранулами получен аминированием ХМС стирола и 3,5-4,0% ДВБ пиридином. Крупность гранул 0,63-1,60 мм; удельный объем набухшей смолы 2,7-2,9 см3/г; механическая прочность 98-99%; ПОЕ 3,3-3,7 мг-экв/г. Обменные группы:

.

3. Активированный уголь (АУ) получен карбонизацией костей домашних животных (отход мясоперерабатывающей промышленности) с последующей активацией водяным паром.

Влажность 14,5%, зольность 2,5%. Фракционный состав АУ:

Размер частиц, мм +2,2 +2,0 +0,8 +0,315 +0,125 +0,08 Вес, % 1,4 57,6 28,8 11,0 1,0 0,2

По данным спектрального анализа основными неорганическими компонентами АУ являются: Са, Mg и др, примесями: Мn и др.

Поверхность АУ в значительной степени определяют мезо- и макропоры, диаметр пор составляет 0,42-0,84 мкм, расстояние между волокнами 4,2-16,8 мкм.

Обработка активированного угля значительно изменяет вид его поверхности по сравнению с необработанным воздушно-сухим АУ. По величине пористости подготовленной поверхности способы обработки располагаются в ряд: (НСl+HF)>H2SO42O>NaOH.

Примеры конкретного выполнения способа.

Пример 1 (фиг.1, табл.1).

Сорбент АМ-2б.

Исходный раствор содержал, г/дм3: 0,984-1,201 Re (VII), 11-13 Me (II), где Me = Ni, Co, Cu.

На фиг.1 даны результаты извлечения рения (VII) из индивидуальных водных растворов сульфатов NiSO4, Co SO4, Сu SO4 сорбцией при рН=2,2-2,5.

В табл.1 дано извлечение ионов металлов через сутки сорбции.

Пример 2 (фиг.2, табл.2).

Сорбент АМП.

Исходный раствор содержал, г/дм3: 0,984-1,201 Re (VII), 11-13 Me (II), где Me = Ni, Co, Cu.

На фиг.2 даны результаты извлечения рения (VII) из индивидуальных водных растворов сульфатов NiSO4, Co SO4, Сu SO4 сорбцией при рН=2,2-2,6.

В табл.2 дано извлечение ионов металлов через сутки сорбции.

Пример 3 (фиг.3, табл.3).

Сорбент АУ.

Исходный раствор содержал, г/дм3: 0,984-1,201 Re (VII), 11-15 Me (II), где Me=Ni, Co, Cu.

На фиг.3 даны результаты извлечения рения (VII) из индивидуальных водных растворов сульфатов NiSO4, Со SO4, Сu SO4 сорбцией при рН=2,4-2,6.

В табл.3 дано извлечение ионов металлов через сутки сорбции.

Из данных фиг.1-3 и табл.1-3 видно, что получены высокие показатели сорбции ионов рения (VII) из водных растворов сульфатов цветных металлов, содержащих примесь ионов рения (VII), извлечение рения мас.%: 48,1-58,3 на АУ и 71,1-98,0 на анионитах АМ-2б и АМП. Сорбция ионов Me (II), где Me=Ni, Со, Сu, незначительна, извлечение Me (II), мас.%: 0,2-3,8.

По сравнению с сорбцией ионов рения (VII) из индивидуального раствора сорбция из растворов катионов металлов меньше для сорбентов АМ-2б и АМП и больше для АУ.

При величине рН больше рН гидролитического осаждения катионов металлов наблюдается образование осадка гидроксида или гидроксосоли соответствующего катиона.

На фиг 4 дан вариант принципиальной технологической схемы переработки исходного раствора.

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

Таблица 1 Результаты извлечения ионов металлов через сутки сорбции на анионите АМ-2б Концентрация иона металла, г/дм3 Извлечение, мас.% СОЕ, мг/г Me (II) Re (VII) Me (II) Re (VII) Re (VII) исходная равновесная исходная равновесная Me=Ni 11,139 11,119 0,984 0,020 0,2 98,0 96,4 Me=Co 13,486 13,417 1,020 0,031 0,5 97,0 98,9 Me=Cu 12,771 12,280 1,201 0,184 3,8 84,7 101,7

Таблица 2 Результаты извлечения ионов металлов через сутки сорбции на анионите АМП Концентрация иона металла, г/дм3 Извлечение, мас.% СОЕ, мг/г Me (II) Re (VII) Me (II) Re (VII) Re (VII) исходная равновесная исходная равновесная Me=Ni 11,139 11,038 0,984 0,031 0,9 96,8 95,3 Me=Со 13,486 13,418 1,020 0,024 0,5 97,6 99,6 Me=Cu 12,771 12,525 1,201 0,347 1,9 71,1 85,4

Таблица 3 Результаты извлечения ионов металлов через сутки сорбции на АУ Концентрация иона металла, г/дм3 Извлечение, мас.% СОЕ, мг/г Me (II) Re (VII) Me (II) Re (VII) Re (VII) исходная равновесная исходная равновесная Me=Ni 11,139 11,050 0,984 0,510 0,8 48,2 47,4 Ме=Со 10,78 10,44 0,966 0,501 3,15 48,1 46,5 Me=Cu 15,521 15,375 0,984 0,410 0,9 58,3 57,4

Похожие патенты RU2405846C2

название год авторы номер документа
СПОСОБ СОРБЦИИ ИОНОВ РЕНИЯ (VII) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА 2009
  • Воропанова Лидия Алексеевна
  • Гагиева Фатима Акимовна
RU2405845C2
СОРБЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА ИЗ КИСЛЫХ ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРОВ 2012
  • Воропанова Лидия Алексеевна
  • Вильнер Наталья Александровна
  • Гагиева Залина Акимовна
RU2514244C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ МЕДИ (II) ИЗ КИСЛЫХ РАСТВОРОВ 2008
  • Воропанова Лидия Алексеевна
  • Гагиева Залина Акимовна
  • Вильнер Наталья Александровна
RU2393245C2
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ РЕНИЯ (VII) ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА 2009
  • Воропанова Лидия Алексеевна
  • Гагиева Фатима Акимовна
RU2405847C2
СОРБЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИОНОВ КОБАЛЬТА ИЗ КИСЛЫХ ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРОВ 2012
  • Воропанова Лидия Алексеевна
  • Бедоева Джульетта Руслановна
  • Гагиева Залина Акимовна
RU2514242C1
СЕЛЕКТИВНОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ МОЛИБДЕНА (VI) 2003
  • Воропанова Л.А.
  • Гагиева З.А.
  • Гагиева Ф.А.
  • Тимакова Е.Е.
  • Алексеева С.Н.
  • Павлютина Е.А.
RU2247166C2
Очистка сточных вод от ионов хрома кожевенных, травильных и гальванических производств 2015
  • Воропанова Лидия Алексеевна
  • Гагиева Фатима Акимовна
  • Гагиева Залина Акимовна
RU2609470C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ МАРГАНЦА (VII) ИЗ РАСТВОРА 2005
  • Воропанова Лидия Алексеевна
  • Гагиева Фатима Акимовна
  • Гагиева Залина Акимовна
RU2288963C2
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ СВИНЦА Pb ИЗ КИСЛЫХ РАСТВОРОВ 2008
  • Воропанова Лидия Алексеевна
  • Гагиева Залина Акимовна
  • Пухова Виктория Петровна
  • Вильнер Наталья Александровна
RU2393244C1
СОРБЦИОННОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИОНОВ ЦИНКА ИЗ КИСЛЫХ ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРОВ 2008
  • Воропанова Лидия Алексеевна
  • Гагиева Залина Акимовна
  • Вильнер Наталья Александровна
RU2389551C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 405 846 C2

Реферат патента 2010 года СЕЛЕКТИВНОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ ИОНОВ РЕНИЯ (VII) ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ КАТИОНОВ МЕТАЛЛОВ

Изобретение относится к способу селективного извлечение ионов рения (VII) из водных растворов катионов цветных металлов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных стоков и для переработки отходов цветных металлов, содержащих рений (VII). Способ извлечения рения (VII) из растворов, содержащих цветные металлы, включает подготовку раствора и сорбцию рения (VII). Сорбцию ведут из сульфатных растворов, содержащих катионы цветных металлов никеля, кобальта или меди. Процесс осуществляют при перемешивании анионитом АМ-2б или активированным костным углем при величине рН растворов, меньшей величины рН гидролитического осаждения катионов цветных металлов. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности селективного извлечения рения (VII) из растворов цветных металлов. 4 ил., 3 табл.

Формула изобретения RU 2 405 846 C2

Способ извлечения рения (VII) из растворов, содержащих цветные металлы, включающий подготовку раствора, сорбцию рения (VII), отличающийся тем, что сорбцию ведут из сульфатных растворов, содержащих катионы цветных металлов никеля, кобальта или меди, при перемешивании анионитом АМ-2б или активированным костным углем при величине рН растворов, меньшей величины рН гидролитического осаждения катионов цветных металлов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2010 года RU2405846C2

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕНИЯ ИЗ НИТРАТНО-СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ 1996
  • Балмасов Г.Ф.
  • Блохин А.А.
  • Копырин А.А.
RU2093596C1
СЕЛЕКТИВНОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ МОЛИБДЕНА (VI) 2003
  • Воропанова Л.А.
  • Гагиева З.А.
  • Гагиева Ф.А.
  • Тимакова Е.Е.
  • Алексеева С.Н.
  • Павлютина Е.А.
RU2247166C2
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕНИЯ 2005
  • Трошкина Ирина Дмитриевна
  • Ушанова Ольга Николаевна
  • Сербин Александр Михайлович
RU2294391C1
Малогабаритный теодолит 1957
  • Бесчасный Г.К.
  • Орловский С.В.
SU113912A1
US 4557906 A, 10.12.1985
JP 59207842 A, 26.11.1984
Воздухораспределительное устройство рекуператоров 1984
  • Медиокритский Евгений Леонидович
  • Гапонов Владимир Лаврентьевич
  • Картопольцев Леонид Владимирович
  • Горецкий Григорий Григорьевич
  • Юращик Игорь Георгиевич
  • Литошенко Анатолий Константинович
SU1245804A2

RU 2 405 846 C2

Авторы

Воропанова Лидия Алексеевна

Гагиева Фатима Акимовна

Даты

2010-12-10Публикация

2009-01-21Подача