ЭКСТРАГЕНТ НА ОСНОВЕ ЧАСТИЧНО ФТОРИРОВАННОГО ТРИАЛКИЛАМИНА И СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ И КИСЛОТ ИЗ ВОДНО-СОЛЕВЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2018 года по МПК C22B3/28 C22B11/00 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Изобретение относится к экстракции кислот, благородных металлов и других элементов с помощью фторированных алкиламинов, а также к способу извлечения из водно-солевых растворов, по крайней мере, одного элемента, выбранного из группы: рутений, родий, палладий, серебро, иридий, платина, золото, медь, железо, кобальт, никель, цинк, олово, свинец, сурьма, висмут, молибден, селен, теллур и/или, по крайней мере, одного аниона, выбранного из группы: хлорид, бромид, нитрат, сульфат, фосфат, хлорат, трифторметансульфонат, метансульфонат, толуолсульфонат.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Жидкостная экстракция - высокоэффективный метод извлечения, концентрирования и разделения близких по свойствам элементов. Множественность задач, возникающих в гидрометаллургических технологиях и в аналитической практике, обуславливает постоянную необходимость в разработке новых экстрагентов. Для решения ряда задач по выделению целевых продуктов широко применяются процессы экстракции органическими основаниями, главным образом, первичными, вторичными и третичными аминами с длинноцепочечными алифатическими заместителями. Несмотря на большой интерес и коммерческую доступность экстрагентов на основе аминов, их использование в технологических экстракционных процессах ограничено.

Известен способ извлечения палладия из хлоридных растворов экстракцией третичными аминами различного строения с модифицирующими кислородосодержащими добавками с последующей реэкстракцией сильными кислотами [US 3437431 А, 08.04.1969].

Несмотря на то, что степень извлечения палладия в данном примере превышала 99%, процесс был описан для растворов, содержащих только палладий, что не позволяет сделать вывод о селективности описанных экстрагентов.

Известно применение четвертичных аммониевых солей в качестве экстрагента для выделения благородных металлов [US 5158603 А, опубл. 27.10.1992]. В указанном изобретении описано экстракционное извлечение золота и серебра из смесей с медью, цинком и железом с помощью коммерчески доступного экстрагента - Aliquat® 336 - и его растворов со слабыми органическими кислотами, а также реэкстракция органической фазы с получением водных растворов ценных металлов.

Недостатками описанного способа являются низкие факторы разделения между целевыми элементами и неблагородными металлами как на стадии экстракции (к примеру, факторы разделения SF_Au/Zn=0.23, SF_Ag/Cu=0.95), так и при реэкстракции, а также использование в качестве экстрагента растворов с максимальной концентрацией аммониевой соли в разбавителе 0.01 М, что позволило эффективно экстрагировать только водные растворы с содержанием металлов не более 50 мг/л.

Известен процесс разделения и очистки платины и палладия с помощью коммерчески доступного третичного амина Alamine® 310 [GB 1533542 А, опубл. 29.11.1978].

Несмотря на высокие коэффициенты распределения для платины и палладия при экстракции из водных растворов с концентрацией металлов до 2 г/л и возможность использования 10% растворов амина в ароматическом разбавителе, реэкстракция металлов из органической фазы оказалась затруднена. Слабо выраженная зависимость коэффициентов распределения от кислотности водной фазы при экстракции, обнаруженная авторами, не позволила использовать растворы сильных кислот в качестве реэкстрагентов (извлечение платины при реэкстракции на 6 ступенях составило всего 75%). Другим существенным недостатком данной работы является низкая селективность амина при разделении платины, палладия и других металлов платиновой группы и неблагородных металлов на стадии реэкстракции.

Описана экстракция металлов платиновой группы из хлоридных растворов третичными аминами как линейного, так и разветвленного строения, а также полученными на их основе четвертичными аммониевыми солями [US 4382067 А, опубл. 03.05.1983]. Для улучшения растворимости экстрагента в органическом разбавителе и предотвращения расслаивания образующегося анионного комплекса авторами были использованы модифицирующие добавки - кислородсодержащие органические соединения (спирты, карбоновые кислоты, фенолы, эфиры). При введении модификаторов наблюдалось резкое падение коэффициентов распределения. Например, при экстракции платины раствором Alamine® 336 в органическом неполярном разбавителе коэффициент распределения составлял более 2000. Добавление алифатических спиртов как линейного, так и разветвленного строения в соотношениях 1:15-1:33 приводило к снижению D_Pt на несколько порядков до 5.3-110. К недостаткам данной работы можно также отнести и отсутствие данных по реэкстракции из органической фазы.

Кроме того, известен способ разделения и очистки металлов платиновой группы и золота жидкостной экстракцией с помощью широко распространенного коммерчески доступного третичного амина Alamine® 336 и его четвертичной соли Aliquat® 336 [GB 1418391, опубл. 17.12.1975, прототип], в котором показана возможность экстракции металлов платиновой группы из концентратов, обогащенных платиной и палладием (до 6 г/л) и содержащих следовые количества сопутствующих элементов (не более 0.6 г/л), а также многоступенчатая реэкстракция полученных органических растворов.

Несмотря на возможность проведения селективной реэкстракции для разделения платины и палладия, количественное извлечение платины после реэкстракции удалось достичь только при использовании в качестве реэкстрагента дорогостоящей хлорной кислоты или растворов ее солей, что делает предложенный метод неприменимым в промышленном масштабе. Альтернативный путь реэкстракции более дешевым реагентом - раствором тиоцианата натрия - не позволил достичь высоких значений извлечения платины: 26% платины оставалось в органическом слое после пятиступенчатого реэкстракционного каскада. Кроме того, процесс реэкстракции оказался чувствительным к условиям проведения: даже вышеупомянутая эффективность могла быть достигнута только в узком диапазоне значений pH и концентраций металлов в органической фазе.

Поскольку строение заместителей в амине оказывает влияние на его экстракционные характеристики, направленное изменение структуры этих заместителей позволит получить соединения с желаемыми свойствами. В частности, введение электроноакцепторных групп вместо одной из алкильных цепей в структуре амина приведет к изменению основности и селективности реагента. Введение атомов фтора в структуру также увеличит стабильность экстрагента в агрессивных средах и уменьшит его вязкость.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей заявленного изобретения является разработка экстрагента и способа извлечения элементов, выбираемых из списка: рутений, родий, палладий, серебро, иридий, платина, золото, медь, железо, кобальт, никель, цинк, олово, свинец, висмут, сурьма, молибден, теллур, селена, а также извлечения анионов, выбираемых из списка: хлорид, бромид, нитрат, сульфат, фосфат, хлорат, трифторметансульфонат, метансульфонат, толуолсульфонат.

Техническим результатом изобретения является увеличение степени извлечения и коэффициентов распределения благородных металлов по отношению к другим элементам, увеличение селективности экстрагента в отношении некоторых цветных металлов и элементов, а также увеличение степени и селективности извлечения анионов кислот.

Указанный технический результат достигается за счет использования в качестве экстрагента фторированных алкиламинов общей структурной формулы I:

,

где R¹ - алкильные углеводородные заместители нормального или разветвленного строения с числом атомов углерода от 2 до 8; R² - алкильные углеводородные заместители нормального или разветвленного строения с числом атомов углерода от 2 до 8; X-CF₃- или C_nF_2nH-, в котором n=1-10, например, выбираемых из списка: N,N-диэтил-2,2,2-трифторэтанамин (1), 2-этил-N-изопентил-N-(2,2,3,3-тетрафторпропил)гексан-1-амин (2), N,N-диэтил-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-додекафторгептан-1-амин (3), N-изобутил-2-метил-N-(2,2,2-трифторэтил)пропан-1-амин (4), N-изопентил-3-метил-N-(2,2,2-трифторэтил)бутан-1-амин (5), 2-этил-N-(2-этилгексил)-N-(2,2,2-трифторэтил)гексан-1-амин (6) и другие амины, отвечающие формуле I; либо их растворов в органических разбавителях с содержанием разбавителей 0.01-95 масс. %, либо смесей этих алкиламинов с реагентами - оксимами общей структурной формулы II:

,

в которой R³-С₉Н₁₉-С₁₂Н₂₅; R⁴-Н- или СН₃-, например, выбираемыми из группы: оксим 2-гидрокси-5-нонилбензальдегида (7), оксим 2-гидрокси-5-додецилбензальдегида (8), оксим 1-(2-гидрокси-5-нонилфенил)этанона (9) и другие оксимы, отвечающие формуле II, при концентрации реагента 0.01-95 масс. %, либо растворов этих смесей в органических разбавителях с содержанием разбавителей 0.01-95 масс. %.

Экстракцию ведут из растворов, содержащих по крайней мере один элемент, выбираемый из группы: рутений, родий, палладий, серебро, иридий, платина, золото, медь, железо, кобальт, никель, цинк, олово, свинец, сурьма, висмут, молибден, селен, теллур. Содержание металлов в исходных растворах составляет от 0.001 до 100.0 г/л, предпочтительно, для рутения, родия, палладия, серебра, иридия, платины, золота - от 0.001 до 1.0 г/л, а для меди, железа, кобальта, никеля, цинка, олова, свинца, сурьмы, висмута, молибдена, селена, теллура - от 10.0 до 50.0 г/л.

Экстракцию ведут из растворов, содержащих по крайней мере один анион, выбираемый из группы: хлорид, бромид, нитрат, сульфат, фосфат, хлорат, трифторметансульфонат, метансульфонат, толуолсульфонат. Содержание ионов в исходных растворах составляет от 0.5 до 6 моль/л.

В качестве органического разбавителя используют по крайней мере один разбавитель, выбираемый из группы: деароматизированный керосин, ароматизированный керосин, хлорбензол или диалкилсульфоны нормального или разветвленного строения с суммарным числом атомов углерода от 8 до 10.

В качестве основы для растворов реэкстрагентов и промывочных агентов используют соединения, выбираемые из группы: вода, карбонат натрия, нитрит натрия, гидросульфит натрия, гидроксид натрия, формиат натрия, тиоцианат калия, тиомочевина.

Экстракцию проводят с помощью одного или нескольких последовательных контактов водной (раствор, подаваемый на экстракцию) и органической (экстрагент) фаз. Реэкстракцию или промывку проводят с помощью одного или нескольких последовательных контактов органической (раствор, подаваемый на реэкстракцию или промывку) и водной (реэкстрагент или промывочный агент) фаз.

Процессы экстракции, промывки и реэкстракции проводят по непрерывной противоточной схеме с использованием различного массообменного оборудования. Под непрерывной противоточной схемой понимают экстракционные, промывочные и реэкстракционные каскады, в которых происходит движение несмешивающихся жидкостей в противоположных направлениях. Извлечение и разделение элементов проводят с использованием последовательных каскадов экстракции, промывки и реэкстракции.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Изобретение будет более понятным из описания, не имеющего ограничительного характера и приводимого со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых изображено:

Фиг. 1. Структурные формулы аминов (1)-(6) и оксимов (7)-(9).

Фиг. 2. Схема процесса выделения и разделения благородных металлов и других элементов при использовании последовательных каскадов экстракции, промывки и реэкстракции.

Фиг. 3. Схема процесса выделения и разделения благородных металлов, меди и других элементов при использовании последовательных каскадов экстракции, промывки и реэкстракции.

ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Способ синтеза аминов известен из литературы [US 3419595, опубл. 31.12.1968] и заключается в обработке вторичного амина трифторметансульфонатом фторированного спирта при нагревании. Методика получения 2-этил-N-изопентил-N-(2,2,3,3-тетрафторпропил)гексан-1-амина (2) приведена в Примере 1, остальные амины были синтезированы аналогичным способом.

В качестве экстрагента используют по крайней мере один амин, представленный на фиг. 1: N,N-диэтил-2,2,2-трифторэтанамин (1), 2-этил-N-изопентил-N-(2,2,3,3-тетрафторпропил)гексан-1-амин (2), N,N-диэтил-2,2,3,3,4,4,5,5,6,6,7,7-додекафторгептан-1-амин (3), N-изобутил-2-метил-N-(2,2,2-трифторэтил)пропан-1-амин (4), N-изопентил-3-метил-N-(2,2,2-трифторэтил)бутан-1-амин (5), 2-этил-N-(2-этилгексил)-N-(2,2,2-трифторэтил)гексан-1-амин (6) - либо их растворы в органических разбавителях, являющихся углеводородами, галогенсодержащими углеводородами или сульфонами, либо смеси этих растворов с реагентами, представленными на фиг. 1: оксимом 2-гидрокси-5-нонилбензальдегида (7), оксимом 2-гидрокси-5-додецилбензальдегида (8), оксимом 1-(2-гидрокси-5-нонилфенил)этанона (9).

Для подтверждения достижения технического результата после каждого цикла экстракции и реэкстракции проводилось определение коэффициентов распределения целевых металлов и анионов, расчет степени извлечения и факторов разделения некоторых элементов. Коэффициент распределения для процесса экстракции или реэкстракции определяется отношением равновесной концентрации элемента в органической фазе к равновесной концентрации элемента в водной фазе по формуле: , где С_орг. - концентрация вещества в органической фазе (мг/л), С_водн. - концентрация вещества в водной фазе (мг/л).

Степень извлечения для процесса экстракции показывает отношение концентрации вещества, перешедшего в органическую фазу, к общей начальной концентрации вещества в водной фазе, выраженное в процентах, и определяется по формуле: , где С_орг. - концентрация вещества в органической фазе (мг/л), С_общ. - начальная концентрация вещества в водной фазе (мг/л). Для процесса реэкстракции степень извлечения показывает отношение концентрации элемента, полученной в водной фазе, к первоначальной концентрации элемента в органической фазе в процентах: .

Фактор разделения показывает отношение коэффициентов распределения двух разделяемых элементов и определяется по формуле: , где D_A - коэффициент распределения вещества A, D_B - коэффициент распределения вещества В.

Для достижения технического результата была проведена однократная экстракция водно-солевого концентрата, содержащего металлы платиновой группы наряду с неблагородными металлами и другими элементами (состав концентрата приведен в таблице 1), экстрагентом, состоящим из одного из вышеприведенных аминов при концентрации 30 масс. % и хлорбензола, и показано, что со степенью извлечения больше 98% происходит извлечение цинка, олова и висмута (таблица 2). Также с высокой степенью извлечения в органическую фазу переходит железо (61-68%). При этом сурьма, никель, кобальт и медь остаются в рафинате. В отличие от селена теллур переходит в органический слой со средними коэффициентами распределения (степени извлечения - 10-30%), что может быть использовано для разделения этой пары элементов: при использовании амина (5) фактор разделения составил 68.7. Среди благородных металлов количественно экстрагируются платина, палладий и золото (степени извлечения >99% для Pt и Au). Иридий, серебро и рутений экстрагируются на 55-70% за один контакт водной и органической фаз, что позволяет предположить количественное извлечение этих элементов в экстракционном каскаде из нескольких ступеней. Родий при экстракции фторированными триалкиламинами полностью остается в рафинате.

Обнаруженные закономерности справедливы для всех изученных аминов и могут быть распространены на другие соединения подобного строения. Увеличение длины фторированного радикала в амине снижает коэффициенты распределения некоторых элементов (железа, свинца, серебра), а увеличение длины алкильных заместителей при атоме азота улучшает извлечение благородных металлов. Степени извлечения металлов уменьшаются при использовании амина (4), содержащего два 2-метилпропильных заместителя. Вероятно, это связано со стерическими затруднениями, которые возникают из-за наличия разветвления при втором атоме углерода. Короткий амин (1), содержащий по два атома углерода в каждом заместителе, оказался наименее эффективным из-за высокой растворимости в водной фазе, а амин (2) с разветвленными углеводородными заместителями и с коротким фторированным радикалом показал наилучшие степени извлечения целевых элементов.

Реэкстракция полученных органических фаз проводилась в две ступени. На первой ступени происходила промывка органического слоя водой. При этом в водную фазу переходили неблагородные элементы: медь, железо, цинк, олово, свинец, висмут, молибден, теллур. Металлы платиновой группы (серебро, иридий, платина, золото) преимущественно оставались в органическом слое, за исключением рутения и палладия, для которых степень извлечения составила 50%. Дальнейшая реэкстракция 10% водным раствором карбоната натрия привела к получению водного раствора благородных металлов, извлечение которых происходило почти количественно (степени извлечения - 95.7-99.7%). На второй ступени реэкстракции в водную фазу количественно был переведен селен, что позволяет использовать этот процесс для селективного разделения пары селен/теллур. Степени извлечения элементов после промывки водой и реэкстракции 10% раствором карбоната натрия приведены в таблице 3.

Достижение технического результата показано при экстракции концентрата №1 раствором амина (2) в хлорбензоле различной концентрации. Влияние изменения концентрации амина в экстрагенте на степень извлечения элементов отражено в таблице 4. Из представленных данных видна прямая зависимость степени извлечения элементов от концентрации амина. Наибольшие значения были достигнуты при использовании чистого амина (100 масс. %), а экстрагент, содержащий 5 масс. % амина в хлорбензоле, оказался менее эффективным. Однако при увеличении содержания амина с 30 масс. % до 100 масс. % извлечение благородных металлов растет незначительно, а для некоторых неблагородных элементов коэффициенты распределения существенно повышаются, что делает концентрацию в 30 масс. % оптимальной для проведения процесса.

На примере амина (2) было подтверждено достижение технического результата при использовании разбавителей различной природы (таблица 5). Показано, что хлорсодержащие разбавители (хлороформ, хлорбензол, 1,2-дихлорэтилен) незначительно отличаются от углеводородов (деароматизированный и ароматизированный керосины, толуол) при использовании их в смеси с амином (2) при концентрации 5 масс. %. Деароматизированный керосин оказался наиболее эффективным разбавителем при экстракции иридия (степень извлечения - 61%), а ароматизированный керосин показал наилучшую степень извлечения серебра (степень извлечения - 32%). Экстрагент, содержащий в качестве разбавителя 1,2-дихлорэтилен, в значительно меньшей степени извлекает иридий, но коэффициент распределения меди возрастает в несколько раз. Смесь сульфонов также оказалась эффективным разбавителем для экстракции металлов.

Достижение технического результата было продемонстрировано на примере экстрагента, состоящего из амина (2) и деароматизированного керосина с концентрацией 33 масс. %, при экстракции растворов различных кислот (таблица 6). При однократной экстракции водных растворов, содержащих кислоты с концентрацией 1 моль/л, происходит эффективное извлечение трифторметансульфоната (степень извлечения - 47%), хлорат и толуолсульфонат экстрагируются в меньшей степени (22% и 12% соответственно), а нитрат, сульфат, хлорид, бромид, фосфат и метансульфонат практически не переходят в органическую фазу (степени извлечения <2%). Реэкстракция органических экстрактов проводилась водой при соотношении водной и органической фаз 1:1. Полученные результаты приведены в таблице 7.

Использование экстрагента, содержащего амин (2) и коммерчески доступный оксим (9) в деароматизированном керосине, позволило увеличить степени извлечения следующих анионов: нитратов, бромидов, хлоридов и метансульфонатов практически в 10 раз - до 17-27% - при однократной экстракции растворов кислот с концентрацией 3 моль/л (таблица 8). Степени извлечения хлоратов, толуолсульфонатов и трифторметансульфонатов также остаются высокими (21-28%), а сульфаты и фосфаты экстрагируются незначительно (2-7%). Реэкстракция органических экстрактов проводилась 10% водным раствором карбоната натрия при соотношении водной и органической фаз 1:1. Полученные результаты приведены в таблице 9.

Смесью фторамина, отвечающего формуле I, и коммерчески доступного оксима (9) можно эффективно извлекать из водно-солевых концентратов не только медь, но и драгоценные металлы. Из данных, приведенных в таблице 10, следует, что смеси амина (2) и оксима (9) различного состава в деароматизированном керосине экстрагируют медь с высокими степенями извлечения (25-35%), которые увеличиваются с ростом концентрации оксима в экстрагенте. Помимо меди в органический слой извлекаются также драгоценные металлы и некоторые неблагородные элементы. Причем степень извлечения прямо пропорциональна концентрации реагентов в растворе.

Для селективного выделения меди из полученных органических экстрактов была проведена трехступенчатая реэкстракция. На первой ступени проводилась промывка органического слоя водой, что позволило количественно удалить примесные элементы: железо, цинк, олово, свинец, висмут, молибден и теллур. На второй стадии была проведена реэкстракция 30% раствором серной кислоты, в результате чего был получен водный раствор, содержащий преимущественно медь (степень извлечения составила 96.4%). Заключительной ступенью была реэкстракция 10% водным раствором карбоната натрия, в результате которой в водную фазу с высокими степенями извлечения перешли палладий, серебро, иридий, платина и золото. Среди неблагородных элементов водным раствором карбоната натрия нацело реэкстрагируется только селен. Результаты, полученные на каждой стадии трехступенчатой реэкстракции и подтверждающие достижение технического результата, приведены в таблице 11.

Было показано, что использование смесей амина (2) с другими коммерчески доступными оксимами (7) и (8) также приводит к извлечению меди и драгоценных металлов, наряду с некоторыми неблагородными элементами (таблица 12).

Установлено, что эффективными реэкстрагентами драгоценных металлов, кроме карбоната натрия, являются нитрит натрия, гидросульфит натрия, гидроксид натрия, формиат натрия, тиоцианат калия, тиомочевина. Возможность применения указанных реэкстрагентов для достижения технического результата показана на примере реэкстракции органической фазы, полученной при экстракции водного раствора хлорида платины (пример 9) и водного раствора хлорида палладия (пример 10) раствором амина (2) в хлорбензоле с концентрацией 30 масс. %. Степени извлечения платины и палладия, полученные при реэкстракции различными реэкстрагентами, приведены в таблицах 13-14.

На фиг. 2 приведена принципиальная схема процесса выделения и разделения драгоценных металлов и других элементов из водно-солевых растворов методом жидкостной экстракции с использованием экстрагента, содержащего амин и органический разбавитель, и последующими стадиями промывки и реэкстракции. Согласно приведенной схеме, в экстракционный каскад подается исходный водный раствор. В результате нескольких последовательных контактов с экстрагентом происходит извлечение драгоценных металлов и некоторых других элементов в органическую фазу, которая подается в промывочный каскад. Рафинат из экстракционного каскада поступает в блок отмывки от экстрагента, в котором смешивается с чистым разбавителем для извлечения растворенного амина с целью уменьшения его потерь. В промывочном каскаде органическая фаза в результате нескольких последовательных контактов с промывочным раствором очищается от примесей нецелевых элементов, которые экстрагируются попутно с драгоценными металлами, и далее поступает в реэкстракционный каскад. Поток реэкстрагента извлекает драгоценные металлы из органической фазы с получением водного раствора очищенных драгоценных металлов. Далее экстрагент поступает в ректификационную колонну, в которой высококипящий амин отделяется от разбавителя с меньшей температурой кипения. Разбавитель поступает в блок отмывки рафината от экстрагента и затем в смеситель, а чистый амин подается в смеситель напрямую. На выходе из смесителя получается готовый экстрагент, который подается в экстракционный каскад, тем самым замыкая экстракционный цикл.

На фиг. 3 приведена принципиальная схема процесса выделения и разделения драгоценных металлов, меди и других элементов из водно-солевых растворов методом жидкостной экстракции с использованием экстрагента, содержащего амин, оксим и органический разбавитель, и последующими стадиями промывки и реэкстракции. Процесс ведется аналогично описанному выше. Экстракт, полученный в результате прохождения через промывочный каскад и очищенный от примесных элементов, подается в первый реэкстракционный каскад. В результате нескольких последовательных контактов с раствором серной кислоты происходит извлечение меди в водную фазу. Далее органический экстракт подается во второй реэкстракционный каскад на реэкстракцию драгоценных металлов. В ректификационной колонне происходит разделение оксима и амина от разбавителя, который поступает в блок отмывки рафината от экстрагента, а амин и оксим подаются в смеситель напрямую.

Частные признаки изобретения, описанные выше, позволяют осуществить технологию выделения и разделения драгоценных металлов от неблагородных элементов из водно-солевых растворов с высокой степенью извлечения и селективности в оптимальных условиях, а последующая селективная реэкстракция приводит к быстрому выведению драгоценных металлов, очищенных от других элементов, из экстракционного цикла.

Вышеуказанные преимущества и сущность заявленного способа более наглядно описываются следующими примерами.

Пример 1. В круглодонную колбу, снабженную механической мешалкой, капельной воронкой и обратным холодильником, помещают 238 г (1.2 моль) изо-амилоктиламина и при перемешивании и комнатной температуре добавляют по каплям в течение 20 минут 180 г (0.7 моль) 2,2,3,3-тетрафторпропилтрифторметансульфоната. После окончания экзотермической реакции смесь нагревают до 130°С в течение 1.5 часов, затем промывают водой и насыщенным раствором NaCl. Продукт отгоняют в вакууме, собирая фракцию с Т. кип. 111-112°С при 2-5 мм рт.ст. Выход 2-этил-N-изопентил-N-(2,2,3,3-тетрафторпропил)гексан-1-амина (2) составляет 120 г (56%).

Пример 2. На экстракцию подают 3.5 мл концентрата, состав которого приведен в таблице 1. Раствор смешивают с экстрагентом, состоящим из амина (30 масс %), отвечающего формуле I, и хлорбензола, при соотношении О:В=1:1. После однократного контакта в течение 3 минут фазы разделяют, водный слой анализируют и рассчитывают степень извлечения элементов (таблица 2). Полученный органический экстракт направляют на промывку. Для этого 2.5 мл органического экстракта смешивают с водой при соотношении О:В=1:2 в течение 10 мин. После разделения фаз оставшийся органический экстракт объемом 2 мл смешивают с 10% водным раствором карбоната натрия при соотношении O:В=1:2 в течение 10 мин. Содержание металлов в промывных водах и реэкстракте приведено в таблице 3.

Пример 3. На экстракцию подают 3.5 мл концентрата, состав которого приведен в таблице 1. Раствор смешивают с экстрагентом, состоящим из амина (2) различной концентрации, приведенной в таблице 4, и хлорбензола, при соотношении O:В=1:1. После однократного контакта в течение 3 минут фазы разделяют, водный слой анализируют и рассчитывают степень извлечения элементов (таблица 4).

Пример 4. На экстракцию подают 3.5 мл концентрата, состав которого приведен в таблице 1. Раствор смешивают с экстрагентом, состоящим из амина (2) (5 масс %) и разбавителя, приведенного в таблице 5, при соотношении O:В=1:1. После однократного контакта в течение 3 минут фазы разделяют, водный слой анализируют и рассчитывают степень извлечения элементов (таблица 5).

Пример 5. На экстракцию подают 3.5 мл растворов кислот с концентрацией, приведенной в таблице 6. Раствор смешивают с экстрагентом, состоящим из амина (2) (33 масс %) и деароматизированного керосина, при соотношении O:В=1:1. После однократного контакта в течение 3 минут фазы разделяют, водный слой анализируют и рассчитывают степень извлечения кислот (таблица 6). Полученный органический экстракт направляют на реэкстракцию. Для этого 2.5 мл органического экстракта смешивают с водой при соотношении О:В=1:1 в течение 10 мин. Степень извлечения кислот после реэкстракции водой приведена в таблице 7.

Пример 6. На экстракцию подают 3.5 мл растворов кислот с концентрацией, приведенной в таблице 8. Раствор смешивают с экстрагентом, состоящим из амина (2) (33 масс %), оксима (9) (33 масс %) и деароматизированного керосина, при соотношении О:В=1:1. После однократного контакта в течение 3 минут фазы разделяют, водный слой анализируют и рассчитывают степень извлечения кислот (таблица 8). Полученный органический экстракт направляют на реэкстракцию. Для этого 2.5 мл органического экстракта смешивают с 10% водным раствором карбоната натрия при соотношении О:В=1:1 в течение 10 мин. Степень извлечения кислот после реэкстракции приведена в таблице 9.

Пример 7. На экстракцию подают 3.5 мл концентрата, состав которого приведен в таблице 1. Раствор смешивают с экстрагентом, состоящим из амина (2) различной концентрации, оксима (9) различной концентрации и деароматизированного керосина, при соотношении О:В=1:1. Содержание амина и оксима в экстрагенте приведено в таблице 10. После однократного контакта в течение 3 минут фазы разделяют, водный слой анализируют и рассчитывают степень извлечения элементов (таблица 10). Полученный органический экстракт направляют на промывку. Для этого 2.5 мл органического экстракта смешивают с водой при соотношении O:В=1:2 в течение 10 мин. После разделения фаз оставшийся органический экстракт объемом 2 мл смешивают с 30% раствором серной кислоты при соотношении О:В=1:2 в течение 10 мин. Образовавшийся органический слой объемом 1.5 мл смешивают с 10% водным раствором карбоната натрия при соотношении O:В=1:2 в течение 10 мин. Степени извлечения элементов на каждой стадии промывки и реэкстракции приведены в таблице 11.

Пример 8. На экстракцию подают 3.5 мл концентрата, состав которого приведен в таблице 1. Раствор смешивают с экстрагентом, состоящим из амина (2) (25 масс. %), оксимов (7)-(9) (25 масс. %) и деароматизированного керосина, при соотношении O:В=1:1. После однократного контакта в течение 3 минут фазы разделяют, водный слой анализируют и рассчитывают степень извлечения элементов (таблица 12).

Пример 9. На экстракцию подают 12 мл концентрата, содержащего 9649 мг/л хлорида платины. Раствор смешивают с экстрагентом, состоящим из амина (2) (30 масс. %) и хлорбензола, при соотношении О:В=1:1. После однократного контакта в течение 3 минут фазы разделяют, водный слой анализируют. Степень извлечения платины составляет 92.4%, концентрация платины в органической фазе - 8915 мг/л. Полученный органический экстракт разделяют на равные объемы (по 2 мл) и смешивают с реэкстрагентами, приведенными в таблице 13, при соотношении O:В=1:2 в течение 10 мин. Содержание платины в реэкстрагентах приведено в таблице 13.

Пример 10. На экстракцию подают 10 мл концентрата, содержащего 3785 мг/л хлорида палладия. Раствор смешивают с экстрагентом, состоящим из амина (2) (30 масс. %) и хлорбензола, при соотношении O:В=1:1. После однократного контакта в течение 3 минут фазы разделяют, водный слой анализируют. Степень извлечения палладия составляет 46.8%, концентрация палладия в органической фазе - 1772 мг/л. Полученный органический экстракт разделяют на равные объемы (по 2 мл) и смешивают с реэкстрагентами, приведенными в таблице 14, при соотношении O:В=1:2 в течение 10 мин. Содержание палладия в реэкстрагентах приведено в таблице 14.

Изобретение было раскрыто выше со ссылкой на конкретный вариант его осуществления. Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как оно раскрыто в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения.

Изобретение относится к экстракции ионов в виде анионов кислот, в виде ионов драгоценных металлов и других элементов с помощью фторированных алкиламинов. Технический результат достигается за счет использования в качестве экстрагента амина общей структурной формулы: , где R¹ - алкильные углеводородные заместители нормального или разветвленного строения с числом атомов углерода от 2 до 8; R² - алкильные углеводородные заместители нормального или разветвленного строения с числом атомов углерода от 2 до 8; X - CF₃- или C_nF_2nH-, в котором n=1-10, либо его растворов в органических разбавителях, которые дополнительно содержат реагент, представляющий собой оксим общей формулы: , в которой R₁ - C₉H₁₉-C₁₂H₂₅; R₂ - Н- или СН₃-, с последующей реэкстракцией. Техническим результатом изобретения является увеличение степени извлечения и коэффициентов распределения благородных металлов. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил., 14 табл.

1. Экстрагент для извлечения из водно-солевых растворов ионов, представляющий из себя фторированный алкиламин общей структурной формулы:

,

где R¹ - алкильные углеводородные заместители нормального или разветвленного строения с числом атомов углерода от 2 до 8; R² - алкильные углеводородные заместители нормального или разветвленного строения с числом атомов углерода от 2 до 8; X - CF₃- или C_nF_2nH-, в котором n=1-10.

2. Экстрагент по п. 1, отличающийся тем, что он дополнительно содержит органический разбавитель с концентрацией 0,01-95 мас. %.

3. Экстрагент по п. 2, отличающийся тем, что в качестве разбавителя используют по крайней мере один из следующих растворителей, включающих деароматизированный керосин, ароматизированный керосин, хлорбензол или диалкилсульфоны нормального или разветвленного строения с суммарным числом атомов углерода от 8 до 10.

4. Экстрагент п. 2 или 3, отличающийся тем, что он дополнительно содержит оксим общей структурной формулы:

,

в которой R³ - C₉H₁₉-С₁₂Н₂₅; R⁴ - Н- или СН₃-, при концентрации оксима 0,01-95 мас. %.

5. Способ извлечения из водно-солевых растворов ионов, заключающийся в экстракции исходного раствора экстрагентом по любому из пп.1-4 с последующей реэкстракцией из органической фазы реэкстрагентом, причем в качестве извлекаемых ионов выбирают по крайней мере один ион из группы, включающей рутений, родий, палладий, серебро, иридий, платину, золото, медь, железо, кобальт, никель, цинк, олово, свинец, сурьму, висмут, молибден, селен и теллур, или по крайней мере один ион в виде аниона, выбранного из группы, включающей хлорид, бромид нитрат, сульфат, фосфат, хлорат, трифторметансульфонат, метилсульфонат и толуолсульфонат.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что при извлечении из группы ионов, содержащей рутений, родий, палладий, серебро, иридий, платину, золото, медь, железо, кобальт, никель, цинк, олово, свинец, сурьму, висмут, молибден, селен и теллур, реэкстракцию ведут с помощью реэкстрагента, выбранного из группы, включающей воду, карбонат натрия, нитрит натрия, гидросульфит натрия, гидроксид натрия, формиат натрия, тиоцианат калия и тиомочевину.

7 Способ по п.5, отличающийся тем, что при извлечении анионов реэкстракцию ведут с помощью реэкстрагента, выбиранного из группы, включающей: воду, гидроксид натрия и карбонат натрия.