СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ РЕНИЯ ИЗ МОЛИБДЕНСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ Российский патент 2015 года по МПК C22B61/00 C22B3/24 

Изобретение относится к области получения редких металлов, в частности к извлечению рения из молибденсодержащих растворов.

При переработке различных молибденовых ренийсодержащих продуктов пирометаллургическими или гидрометаллургическими способами образуются кислые растворы, содержащие молибден и рений. Причем концентрация молибдена в десятки раз выше содержания рения. Извлечение рения из-за сложности элементного состава растворов и близости физико-химических свойств молибдена и рения сопряжено со значительными трудностями.

Для разделения этих металлов применяют природные и синтетические сорбенты различной структуры и основности.

Предложен способ [1] разделения рения и молибдена из нейтральных или слабощелочных сред на угле КАД, модифицированном метиленовым голубым.

Недостатком предложенного способа является проявление селективности извлечения рения только при значениях рН=6.

При этом селективность обусловлена использованием дефицитного реагента - метиленового голубого, теряющегося безвозвратно при дальнейшей переработке элюатов.

Известно [2, 3] использование для разделения молибдена и рения различных марок активированных углей СКТ, СУ-ХУ, МКС, АГ-3, АГ-5, АР-3, АБД. Однако наличие в растворах сульфат-, хлорид-ионов редко снижает емкость углей и приводит к снижению степени разделения рения и молибдена.

По способу [4] из щелочных сред на амберлите IRA-400 сорбируются оба элемента. Недостатком данного способа является недостаточная селективность процесса при последующей десорбции элементов.

Для извлечения рения из растворов, получаемых при обжиге молибденитовых концентратов, применен высокоосновной анионит АВ-17 [5]. На этом анионите, с содержанием 8 мас. % ДВБ, сорбируются оба элемента, разделение которых достигается применением различных десорбентов: гидроксида натрия и роданида аммония. Однако использование даже 2-х элементов не позволяет осуществить разделение молибдена и рения. Кроме того, использование роданида аммония приводит к практически полному отравлению ионита при многократном проведении операций сорбция-десорбция.

Таким образом, аниониты высокой основности могут быть использованы для извлечения рения из кислых и щелочных молибденсодержащих растворов. Однако основным их недостатком является трудность элюирования, приводящая к потере селективности.

В качестве десорбирующих реагентов используют водные растворы хлорной, азотной кислот [6], а также растворы солей роданида и нитрата аммония [7].

Наиболее близким по сущности является способ извлечения рения из молибденсодержащих растворов [8], по которому сорбцию рения проводят на анионите гелевой структуры с содержанием ДВБ - 16 мас. % (АН-21НВ) слабокислых растворов. При этом основное количество молибдена переходит в фильтрат, а рений сорбируется анионитом. Фактор разделения рения и молибдена при проведении процесса в указанных условиях составил 6-6,2. Экспериментально установленные авторами размеры пор в ионите, использованном в прототипе, составили (10-12)*10^-10 м.

Недостатком указанного способа является недостаточно высокая степень разделения молибдена и рения, необходимость нейтрализации растворов, что требует больших растворов реагентов (щелочи, соды) и усложнения процесса подготовки исходных растворов.

Таким образом, в предложенных способах предусматривается либо коллективная сорбция обоих металлов с последующим разделением их на стадии десорбции, применяя различные элюенты; либо селективная сорбция молибдена на анионитах с высоким содержанием сшивающего агента - ДВБ. Однако авторы предложенных способов извлечения рения из молибденсодержащих растворов не учитывали размер пор анионитов и восстановительных свойств некоторых функциональных групп анионитов, что не позволило использовать эти факторы для повышения селективности сорбции рения.

Целью предлагаемого изобретения является повышение степени селективности извлечения рения.

Поставленная цель достигается тем, что в предлагаемом способе извлечения рения из молибденсодержащих растворов, включающем сорбцию на анионитах гелевой структуры, согласно заявляемому решению сорбцию ведут на анионитах с размером пор (2,5-6,0)*10^-10 м, не содержащих третичные аминогруппы и группы четвертичных аммониевых оснований.

Сущность способа заключается в следующем. Исследованиями авторов установлено, что при разделении молибдена и рения на анионитах гелевой структуры основным фактором, определяющим селективность, являются различия в радиусах гидратированных ионов молибдена и рения, позволяющие, используя эффект молекулярных сит и регулируя размер пор ионитов при синтезе, повысить степень селективного извлечение рения из молибденсодержащих растворов. Кроме того, повышение селективности извлечения рения в значительной мере зависит от содержания присутствующей в растворах системы мокрого газоулавливания коллоидной взвеси - «молибденовой сини», легко сорбирующейся на анионитах и снижающей степень извлечения рения, а следовательно, ведущей к снижению селективности. Отсутствие в составе ионогенных групп анионита третичных аминов и четвертичных аммониевых оснований, являющихся восстановителями, позволяет поддерживать в окисленном состоянии Mo (VI) и предотвращает образование «молибденовой сити».

При этом следует отметить, что Mo (VI) - ион с большим размером радиуса гидратированной частицы, который превышает размер пор ионитов, не сорбируется и тем самым повышает селективность извлечения рения.

Повышение размера пор ионитов выше 6*10^-10 м приводит к уменьшению эффекта молекулярных сит, то есть ионы молибдена будут сорбироваться совместно с рением и селективность процесса сорбции рения уменьшится.

Уменьшение размера пор ниже 2,5*10^-10 м приводит к снижению сорбции рения, уменьшению емкости анионита по рению, а следовательно, и снижению селективности разделения рения и молибдена.

Примеры осуществления способа.

В стеклянные колонки загружали по 10 мл анионита гелевой структуры (например, АН-21; АН-18, АН-82) с размером пор (2,5-6)*10^-10 м, не содержащих третичных аминогрупп и групп четвертичных аммониевых оснований.

Растворы, содержащие, г/л: 0,55 рения, 5,0 молибдена и 58,5 серной кислоты пропускаем со скоростью 2 уд.об./ч.

Процесс насыщения всем до полного проскока рения в фильтрат. Полученные результаты приведены в таблице.

Влияние размера пор аммонитов на показатели сорбции молибдена и рения

Таблица

Размер пор анионитов,
10^-10 м Пропущено раствора, уд.об./об. Полная динамическая обменная емкость анионитов Фактор разделения рения и молибдена рений молибден 2,5 504 17,4 0,62 28,0 4,5 428 17,1 0,80 21,4 6,0 393 16,8 1,40 12,0

Источники информации

1. А.с. СССР №10288, от 1959 г.

2. Луканина Л.A., Береза С.Д. Цветные металлы, 1988, №1, 85-87 с.

3. Гинзбург Л.Б., Шкробот Э.П. Анализ руд цветных металлов и продуктов их переработки. Труды Гинцветмета, М., т. 12, 89 с.

4. Phicher S.A., Melsche V.W/Anel. Chem., 1952, 24 c.

5. Холмогоров А.Г., Падерина H.B. Рений. Химия. Технология. Анализ. М.: Наука, 1976, 63-66 с.

6. А.с. СССР №1244095.

7. Пат.США №4572823, оп.25.02.86.

Лебедев К.Б., Казанцев Е.И. и др. Иониты в цветной металлургии. М., 1975, 216 с.

Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, в частности к способу извлечения рения из молибденсодержащих растворов. Способ включает сорбцию рения из молибденсодержащих растворов анионитами гелевой структуры. При этом сорбцию осуществляют на анионитах с размером пор 2,5-6,0·10^-10 м, не содержащих третичные аминогруппы и группы четвертичных аммониевых оснований. Техническим результатом является повышение селективности извлечения рения. 1 табл., 1 пр.

Способ извлечения рения из молибденсодержащих растворов, включающий сорбцию на анионитах гелевой структуры, отличающийся тем, что сорбцию осуществляют на анионитах с размером пор 2,5-6,0·10^-10 м, не содержащих третичные аминогруппы и группы четвертичных аммониевых оснований.