Способ извлечения металлов Советский патент 1983 года по МПК B01D11/04 C22B3/00 

i

СП

1 4 1 Изобретение относится к метаЛлур .гии редких металлов, а именно к способам иавлечения металлов. MsBecteH способ экстракционного извлечения металлов из кислых водны растворов катионообмейным экстрагентом в Н -форме в одну ступень при добавлении в процессе экстракции суспензии СаО для постоянного поддержания оптимального значения рН раствора с образованием трехфазной системы, состоящей из насыщенного металлом экстрагента, рафината и осадка гипса lj. К недостаткам способа относится невозможность проведения его в непр рывном многоступенчатом варианте бе Значительного усложнения аппаратурного оформления процесса и увеличения эксплуатационных затрат, а такж Потери экстрагента с твердой фазой и практические затруднения .в поддер жании нерастворимых в воде неорганических нейтрализующих 1эеагентов, обладающих большой инерционностью реакции нейтрализации. , Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения металлов из водных растворов, включаюи(ии экстракцию экстрагентом в Н -форме с введением основания в процессе экстракции 2J, Недостатком способа является невысокий коэффициент распределения. Цель изобретения - повышение коэ фициента распределения. Поставленная цель достигается те что, в способе извлечения металлов из водных растворов,.включающем экс тракцию экстрагентом в -форме с введением основания в процессе экстракции, экстракцию осуществляют с использованием в качестве водорастворимого органического основания. Регулирование величины рИ раствора в процессе экстракции осущест вляют введением в него водорастворимого органического основания, кот рое не может накапливатьсяв органической фазе, Так как будет постоя но выводится с рафинатами (водной фазой) экстракцией, а также при отмывке водой насыщенного экстрагента от примесей перед операцией реэкстракции и в процессе самой операции реэкстракции металла водными раство рами реагентов. JU Указанное основание при реакции с-, освободившейся кислотой образует менее диссоцирующую соль, чем в известном. Конкурирующее дейстиае катионов этой соли по отношению к катионам металлов при межфазном с мене с катионом Нкислотсодержащего экстрагента значительно понижается. . Пример 1.В экспериментах используют технические Д2ЭГ(1Ж и третичный алифатический амин, сод ержащий 80 триоктиламина (ТОА /согЛас- г но Ty-95-t51-73/ с примесями соответственно моно -2-этилгексилфосфорной кислоты и вторичных аминов; аммиак 25%-ный водный раствор, едкий натр и мочевина.марки х.ч. Примеси из технических Д2ЭГФК и ТОА вымывают многократным контактированием их в керосине с водой . до постоянного знанения рН водной фазы. Исходный раствор молибдена готовят из парам9 145дата аммония марки х.ч. Молибден в водной фазе анализируют калориметрическим методом. Все опыты ведут в делительных воронках емкостью 100 м при соотношении органической и водной фаз 1:1. Время контакта составляет 2 мин. В качестве экстрагента используют смесь 20%-ого раствора Д2ЭГФК и 5%-ого ТОА в керосине. Исходный водный раствор с содержанием молибдена 9,66 г/л подкисляют серной кислотой до рН 2,. Постоянное значение этой величины поддерживают в процессе экстракции добавлением необходимого количества основания через каждые 10 с. Для определения .истинного значения коэффициента распределения (Кр молибдена в случае использования органического основания для корректировки величины рН, такое же количество ocJ oвaния переводят в серно- кислую соль и добавляют в раствор до начала экстракции в контрольных опытах. В табл. 1 приведены показатели . экстракции молибдена при корректировке величины рН- водной фазы. Как видно из представленных данных поддержание исходного оптимального значения рН водной фазы по известному с помощью неорганического основания (NH ОН, NaOH)повышает Кр молибдена всего в 1,5-2 раза по сравнению с контрольным опытом. В случае использования для этой цели органических оснований (мочевины) Кр молибдена возрастает в раз по сравнению с контрольными опытами с использованием их сернокислых солей. Для поддержания возможности распространения сущности предлагаемого изобретения также и на другие металлы, кроме Мо, ниже приведен второй пример экстракционного извлечения сернокислого окисного железа смесь Д2 ЭГФК и TQA с регулированием величины рН водного раствора путем введения в него анилина в котором также прослеживается аналогичный эффект. . П р и м е р 2. В предварительных опытах найдено, что при экстракции Fe {М I) оптимальная кислотность раст вора состава, г/л: РеОМ) Ю п. Fed I) 1,7; A.2,if; ,8; Са 0,95; НО t,1 соответствует рН 1Л5-1,5. В экспериментах используют техни ческий, триалкиламин ТАА , содержащий 86 ТОА и Д2ЭГФК, отмытые от при месей низкомрлекулярных продуктов 3-х кратной попеременной обработкой их в керосине водными растворами 0,1 NHg,C,j и 0,1 N NaOH, а также 251-ный волннй аммиак (), едкий натр (NaOH ), основание анилина (C HgNHg). Эксперименты проводят в делительных воронках емкостью 100 с При соотно 1ении органической и водной фаз 1:2 и комнатной температуре В качестве зкстрагента используют смесь 0,18 М ТАА и П,1 М Д2ЭГФК в керос««е. Для поддержания исходного значения рИ водного раствора в про2,i 2,i 2,Ц

2,i 2,i ы I

iSi

0,052 27 0,035

331 0,029, 688 0,01

228,5

0, O цессе экстракции через каждые 15с, вводят необходимое количество соотвв тствукнцего основания. Для огределения влияния катиона ()на экстракцию Fe (50)38 специальном эксперименте нужное для регулировки рН раствора основание анилина переводят в сернокислую соль и вводят в исходный водный раствор. Время контакта фаз сосч авляет 2 мин. В табл. 2 приведена кинетика из менения коэффициента расоределенил (Кр) Fe(lfl) и величины рН водного раствора в процессе экстракции, (C pFedll) 10,1 г/л, рН 1,7 необходимая для расчета потребного количества основания. Из .таблицы видно, что величина рН водного раствора в процессе экстракции отклоняется от исходного значения на 19%, а величина Ко за 2 мин, контакта составляет 0,132. В табл.3 приведены результаты экспериментов по добавке расчетного количества основания для поддержания исходного Знамения рН раствора ; за 2 мин контакта фаз, а также влияние корректировки рН водного раствора путем введения основания на Кр Ре(1И) в процессе экстракции. Из табл.3 видно, что поддержание исходного значения рН водного раствора путем введения в него основания анилина повышает KnFe(lll) в 1,,7 раза по сравнению с неорганическими, основаниями. Экономический эффект от промышленного внедрения данного способа составляет 100 тыс.руб . в год. Таблица 1 Кр-10 3,7 5.1 б, 7,1 1,38 1,32 1,28 1,25 РН Вводимое основание Изменение величины . раствора Начало опыта

1 ,A7 1,7 1, 1, 1.A7

Таблице 2

Таблица 3

13,2 27, 23,9 ЬЗ 13,i 10,7 11,7 12,5 13,2 1,22 1,21 1,20 1,20 рН водного Коэффициент, распределекия-К-10f Конец опыта