СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МОЛИБДЕНА ИЗ ВОЛЬФРАМСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ Российский патент 2014 года по МПК C22B3/16 C22B34/34 

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов (в частности, молибдена и вольфрама) и может быть использовано для мембранного извлечения, концентрирования, разделения и очистки этих металлов как в технологии, так и в аналитической практике.

Известные методы разделения молибдена и вольфрама в водных растворах основаны на различном поведении соединений этих металлов при осаждении, экстракции и ионообменной сорбции.

Метод осаждения трисульфида молибдена эффективен при высоком содержании молибдена в растворах и позволяет удалить основную его часть, но не обеспечивает глубокой очистки, так как вместе с молибденом соосаждается большое количество вольфрама. Экстракционный метод разделения вольфрама и молибдена для получения высоких его показателей сопровождается необходимостью осуществления многоступенчатого процесса, пожароопасностью, загрязнением водных растворов токсичными экстракционными реагентами. Сорбционное разделение вольфрама и молибдена - медленный процесс, который ограничивается селективностью ионообменных материалов.

Среди мембранных методов извлечения и концентрирования металлов из растворов можно выделить отличающийся невысокими энергозатратами способ комплексообразовательной ультрафильтрации (КОУФ), основанный на предварительном введении в раствор полиэлектролита (ПЭ) (водорастворимого высокомолекулярного полимера), связывающего целевой компонент (металл), и последующей ультрафильтрации образующегося соединения. При этом низкомолекулярные компоненты раствора проходят через мембрану, а задерживает высокомолекулярное соединение ПЭ с металлом задерживается [Избирательное концентрирование металлов в растворах с помощью полимерного связывания и ультрафильтрации / Токарева Г.И., Токарев Н.И., Дытнерский Ю.И., Волчек К.А., Жилин Ю.Н. -(Лаб. и технол. исслед. и обогащ. минер, сырья: Обзор / ВНИИ экон. минер, сырья и геол. - развед. работ (ВИЭМС). - М., 1988. - С.60.].

Информация по разделению молибдена и вольфрама методом комплексообразовательной ультрафильтрации отсутствует.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату при использовании является способ концентрирования микрограммовых количеств молибдена из водных растворов с использованием гуанидинсодержащего водорастворимого полиэлектролита полиметакрилатгуанидина [Хашарова С.Ю. Мирзоев Р.С, Шетов Р.А, Малкандуев Ю.А, Лигидов М.Х, Пахомов С.И. Ультрафильтрационное концентрирование молибдена(УТ) с применением гуанидинсодержащего водорастворимого полимера // Известия ВУЗов. Химия и химическая технология, 2008. Т. 51. Вып.10. - С.108-112]. Метод позволил сконцентрировать и определить молибден в речных водах.

Недостатками этого способа являются извлечение микрограммовых количеств молибдена при большом расходе гуанидинсодержащего полиэлектролита (полиметакрилатгуанидина), а также отсутствие производства этого полиэлектролита, что снижает возможности использования его для извлечения молибдена и сопровождается повышенными затратами на процесс комплексообразовательной ультрафильтрации при извлечении миллиграммовых содержаний молибдена в растворах.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является обеспечение высокой очистки молибдена от вольфрама.

Технический результат достигается тем, что в раствор, содержащий молибден и вольфрам, вводят водорастворимый катионный азотсодержащий полиэлектролит при массовом соотношении молибден: полиэлектролит, равным 2:1-2:3, затем проводят ультрафильтрацию полученного раствора через полупроницаемую мембрану при значении pH раствора 10-12 с получением молибденсодержащего концентрата.

При соотношении молибден: полиэлектролит, большем в сторону содержания молибдена, падает селективность мембраны по молибдену из-за недостаточной степени связывания его полиэлектролитом.

При соотношении молибден: полиэлектролит, большем в сторону полиэлектролита, увеличиваются затраты на полиэлектролит, что вызывает удорожание процесса ультрафильтрации.

Уменьшение значения pH раствора менее 10 приводит к связыванию вольфрама полиэлектролитом, что вызывает уменьшение селективности мембраны по молибдену с одновременным ухудшением разделительных параметров.

При увеличении значения pH раствора более 12 начинает падать селективность по молибдену, что приводит к снижению параметров разделения молибдена и вольфрама.

Осуществление процесса разделения молибдена и вольфрама в водных растворах в составе анионов иллюстрируют следующие примеры.

Пример 1.

Ультрафильтрационное извлечение молибдена из вольфрамсодержащих растворов проводили при пропускании через полупроницаемую полисульфоновую мембрану 100 мл раствора (pH 10), содержащего 10 мг/дм³ молибдена, 65 мг/дм³ вольфрама и катионный азотсодержащий полиэлектролит Praestol 658 при массовом соотношении молибден:

полиэлектролит - 2:1. Селективность по молибдену составила 78,5%. Массовое отношение молибдена к вольфраму в вольфрамсодержащем фильтрате составляет 4,8%. Пример 2.

Ультрафильтрационное извлечение молибдена из вольфрамсодержащих растворов проводили при пропускании через полупроницаемую полисульфоновую мембрану 100 мл раствора (pH 11), содержащего 10 мг/дм³ молибдена, 65 мг/дм³ вольфрама и катионный полиэлектролит Praestol 658 при массовом соотношении молибден: полиэлектролит - 1:1 (2:2). Селективность по молибдену составила 93,8%. Массовое отношение молибдена к вольфраму в вольфрамсодержащем фильтрате составляет 1%. Пример 3.

Ультрафильтрационное извлечение молибдена из вольфрамсодержащих растворов проводили при пропускании через полупроницаемую полисульфоновую мембрану 100 мл раствора (pH 12), содержащего 10 мг/дм³ молибдена, 65 мг/дм вольфрама и катионный полиэлектролит HengFloc 88010 при массовом соотношении молибден: полиэлектролит - 2:3. Селективность по молибдену составила 69,5%. Массовое отношение молибдена к вольфраму в вольфрамсодержащем фильтрате составляет 5%.

Заявляемый процесс в сравнении с прототипом обладает значительно лучшими ультрафильтрационными характеристиками, что обеспечивает:

- высокую степень разделения молибдена и вольфрама;

- меньшее количество катионного полиэлектролита, необходимого для осуществления процесса;

- высокую степень очистки вольфрамовых растворов от молибдена.

Вышеперечисленное позволяет улучшить технико-экономические показатели ультрафильтрационного процесса разделения молибдена и вольфрама в водных растворах:

- сокращение расхода реагентов;

- уменьшение количества технологического оборудования;

- снижение капитальных и текущих затрат на процесс ультрафильтрации.

Таким образом, предложенный способ позволяет осуществить непрерывный процесс разделения молибдена и вольфрама методом комплексообразования-ультрафильтрации с использованием в качестве высокомолекулярного связующего соединения полиэлектролита катионного типа.

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для мембранного извлечения, концентрирования и очистки молибдена от вольфрама как в технологии, так и в аналитической практике. Способ извлечения молибдена из вольфрамсодержащих растворов осуществлен посредством метода комплексообразовательной ультрафильтрации путем введения в раствор водорастворимого полиэлектролита катионного типа при массовом соотношении молибден:полиэлектролит, равном 2:1-2:3, и пропускания через полупроницаемую мембрану образующегося раствора, имеющего значение pH 10-12, с получением вольфрамсодержащего фильтрата, в котором отношение молибдена к вольфраму менее 5 мас.%. Способ обеспечивает улучшенные ультрафильтрационные показатели, высокую очистку молибдена от вольфрама, повышение технико-экономических показателей мембранного разделения молибдена и вольфрама в водных растворах. 2 з.п. ф-лы.

1. Способ извлечения молибдена из вольфрамсодержащих растворов, присутствующих в водных растворах в составе анионов, включающий введение в раствор водорастворимого полиэлектролита с последующей ультрафильтрацией раствора через полупроницаемую мембрану и получением молибденсодержащего концентрата, отличающийся тем, что в качестве полиэлектролита используют полиэлектролит катионного типа, а процесс проводят при значении pH раствора 10-12 и массовом соотношении молибден:полиэлектролит, равном 2:1-2:3.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что процесс проводят преимущественно при значении pH раствора 11.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве полиэлектролита используют азотсодержащий полиэлектролит катионного типа.