Способ извлечения тяжелых цветных металлов из водных растворов Советский патент 1983 года по МПК C22B3/00 

СО Ф М Ч

СП Изобретение относится к процессам выделения тяжелых цветных металлов и водных растворов сорбцией солями гетерополимислот и может быть использо вано в области очистки сточных вод, а также при переработке технологических растворов предприятий цветной металлургии. Известен способ концентрирования ионов тяжелых цветных металлов из водных растворов сорбцией 12-молибдофосфатом аммония Cll. В этом способе процесс .извлечения ионов тяжелых металлов осуществляют при рН 3,0. В этих условиях мелкокристаллический осадок 12-молибдофосфата аммония пептизируется и пере хсдит в. коллоидное состояние, что . затрудняет последующее отделение твердой фазы от раствора. Кроме того для разделения твердой и жидкой фаз в сорбционных системах с участием аммониевых солей гетерополикислот обычно .применяют такие трудоемкие способы, как ультрафильтрация, центрифугирование, а также нанесение осадков сорбентов на асбест,- селикагель, стеклоткань и др. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения тяжелых цветных металлов из водных растворов сорбцией солями гетерополикислот с последующим отделением сорбента от раствора. Для устранения эффекта пептизации осадка концентрирование тяжелых цвет ных металлов ведут из 0,1 М растворов нитрата аммония. Навеску осадка |12-малибдофосфата аммония, полученного при взаимодействии 12-мапибдофоофорной кислоты со стехисметрическйм количествен нитрата аммония, приводят в контакт с кислым ( 0,1 М раствором нитрата аммония, содержащим 0,01 моль/л ионов тяжелых цветных металлов. Твердуюфазу выдерживают в контакте с раствором в течение времени, необходимого для установления сорбционного равновесия (около часа) после чего осадок отделяют от маточного раствора отстаиванием или фильтрованием 2. Недостатком известного способа яв ляется недостаточно высокая степень извлечения тяжелых цветных металлов из водных растворов. Целью изобретения является повыше ние степени извлечения металлов. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения тяжелых.цветных металлов из водных растворов сорбцией солями гетерополикислот с последующим отделением сорбента от раствора сорбцию ведут в присутствии алкилтриметиламмонийхлорида. Кроме того, с целью упрощения отделения сорбента от раствора, отделение осуществляют продувкой раствора диспергированным воздухом. . Способ осуществляют следующим овразом. В кислый () 0,1 М раствор нитрата аммония, содержащий ионы тяжелых цветных металлов, вводят 1.2-молибдофосфс эную кислоту и стехиометрическое количество алкилтриметиламмонийхлорида (tRCCH J NJCl, где ,, ; п 10-Гб, средняя молекулярная масса 235). Образующуюся твердую фазу выдерживают в контакте с раствором в течение 1 ч. В результате реакции (NH4),PMq, (CH),N3Cl«± R (CH.J ) N РМО, образующийся после добавления к раствору нитрата аммония 12-молибдофоСфорной кислоты сорбент в аммониевой форме переходит в присутствии четвертичной аммониевой соли в алкилтриметиламмониёвую фирму. Вследствие присутствия в составе сорбента поверхностно-активного вещества осадок с поглощенными ионами тяжелых цветных метсшлов приобретает гидрофобноСть и при пропускании через раствор снизу пузырьков диспергированного воздуха самопроизвольно переходит на поверхность раствора в пеносборник. Значения коэффициентов распределения (Kd) ионов тяжелых цветных ме таллов при осуществлении предлагаемого способа в сравнении с известным приведены.в таблице. По сравнению с известным предлагаемый способ обеспечивает существенно более высокий эффект извлечения ионов тяжелых цветных металлов. Коэффициенты распределения ионов тяжелых цветных металлов между твердой и жидкой фазами в среднем увеличиваются в 1000 раз. В состав сорбента, применяемого в предлагаемом способе концентрирования, входит поверхностно-активное вещество, поэтому он гидрофобен и самопроизвольно переходит на границу раздела фаз раствор - воздух. Флотационный вариант отделения осадка от раствора более эффективен и экономичен по сравнению с отстаиванием и фильтрованием, так как позволяет с наименьшими затратами сконцентрирог вать микродисперсные частицы оорбента. Пример 1.К 100 мл ОД М раствора ; ,0 и концентрацией ионов тяжелых цветных металло (Си, Zn, Gd) 0,01 моль/л добавляют 0,6 мл 5,5 10 М раствора и 0,3 мл 4,2icr М раствора LRxCHj)N3Cl. Раствор в кон такте с осадке выдерживают в течение часа. Через очищаемый раствор продувают диспергировакный воздух в количестве 0,1 л/мин. Образующийся осадок f содержащий ионы тяжелых цвет ных металлов, переходит в пеносборник. Величины Kd для Си, Ni , и равны 2.830, 1830, 3 10 и 1 200 соответственно, П р и М ер 2. К 100 мл 0,1 М раствора NH4NO-i с ,0 и концентрацией ионов тяжелых цветных металлов (, Ni, , Cd2+) 0,01 моль/л добавляют 0,6 мл 5,5«10 раствора Н,РКо.- 04-0 и о ,3 мл 4 ,2 -М раствора :R(CH3),,N3C1. Раствор в контакте с осадком выдерживают в течение часа. Через очищаемый pacfвор продувают диспергированный воздух в количестве 0,1 л/мин. Образующийся осадок, содержащий ионы тяжелых цветных металлов, переходит в пеносборник. Величины Kd для Си , Ni Zn; и Cd равны 3000, 2 370,3..300 и 1300 соответственно. П р и М е р 2. К 100 мл 0,1 П За базовый объект при экономичес-. кой оценке предлагаемого способа принимают способ концентрирования ионов тяжелых цветных металлов с применением в качестве сорбента 12-молибдофосфата аммония. Сопоставление стоимости известного и предлагаемого спосо-. бов проводки по стоимости сорбента. Коэффициенты распределения ионов в предлагаемом способе /v в 1000 раз превышают Kd в известном. Следов а-. :тельно, в равных условиях концентрирования для получения одного и того же эффекта в предлагаемом способе расход сорбента в « 1000 раз меньше, чем в известном. При расходе сорбента 1 кг экономический эффект изобретения составит 0,666,28+0,333; 0,5-0,001СО,666;28+ +0,333;1)18,8 руб. Высокий социальный эффект изобретения - охрана водоемов от загрязнения такими токсичными веществами, как ионы тяжелых цветных металлов.

1. СИОШБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТйЛЛОВ ИЗ ЮДНЫХ РАСТВОРОВ сорбцией солями гетеропопикислот с последукяф1М отделении сорбента от раствора, о т л и ч а к щ и и с я тем, что, с целью повышения степени извлечения металлов, ведут в присутствии апкйлтриметиламмонийхлорида. 2. Способ по п,1, о т Л и ч а ю , М и и с я тем, что;, с цель упровйения отделения сорбента от растворд, отделение осув ствлй1от продувкой раствора диспергированным воздухом.