Способ извлечения висмута из азотнокислых растворов Советский патент 1984 года по МПК C22B30/06 B01D11/04 

Изобретение относится к гидрометаллургии висмута и может быть использовано в технологии выделения висмута из растворов сложного состава.

Извешозеи способ вццеления висмута, включающий экстракцию четвертичными аммониевыми основаниями С

Недостатками способа являются низкая степень очистки висмута от примесей (коэффициенты распределения серебра и сурьмы 0,2-0,6 меди, мышьяка и ртути - 0,1 I, а также, использование для ре экстракции концентоиоованной (8-12 моль/л/ азотной кислоты.

Наиболее близким по Технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ извлечения висмута из азотнокислых pacTBOtOB, включающий экстракцию смесью ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и трибутилфосфата, промывку органической фазы раствором азотной кислоты и реэкстракцию из органической фазы 2.

Недостатками известного способа являются низкая степень, очистки от примесей (содержание свинца в продукте 2-10 %, железа 1-10 %), а также низкая (Г40%) степень извлечения висмута из кислых (/2 моль/л ) растворсэв азотной .кислоты.

Цель изобретения - повышение степени извлечения и степени очистки висмута от примесей.

Поставленная цель достигается тем что согласно способу включения висмута из азотнокислых растворов, включающему экстракцию смесью ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и трибутилфосфата, промывку органической фазы раствором азотной кислоты и реэкстракцию из органической фазы, экстракцию ведут из растворовс концентрацией Э.ЗОТНОЙ кислоты 2 4 моль/л при объемом соотношении ди-2-этилгекси-лфосфорной кислоты и трибутилфосфата 1: (О,5-2,0), а реэкстракцию ведут раствором смеси минеральной кислоты и ее аммониевой соли.

Кроме того, реэкстракцию ведут раствором, содержащим 0,5-2 моль/л соляной кислоты и 4-6 моль/л хлористого аммония, или раствором, содержащим 2-3 моль/л азотной кислоты и 6-10 моль/л азотнокислого аммония.

Использование исходных растворов с концентрацией HNOj 2-4 моль/л обеспечивает при экстракции висмута смесью Д2ЭГФК {ди-2-этилгексилфосфорнойкислоты) и ТЗФ (трибутилфосфата повышение коэффициентов разделения -пар висмут - свинец, висмут - железо и, соответственно, степени очистки от этих примесей.

в табл. 1 приведены данные экстракции висмута из азотнокислых растворов Д2ЭГФК, ТБФ и их смесью (,, 20 г/л, Т 2 минJ.

Из табл. 1 видно, что по сравнению с экстракцией висмута индивидуальными экстрагентами и с условиями прототипа, соотношение Д2ЭГФК : ТБФ 1: (0,5-2,0 I обеспечивает высокое извлечение висмута при экстракции

из растворов с концентрацией HNOj У/2 моль/л. При концентрации HNO в исходном растворе 2 моль/л происходит частичный гидролиз висмута с образованием осадка основного нитрата

что затрудняет очистку от примесей, а при концентрации НМОз 4 моль/л снижается степень извлечения висмута.

В табл. 2 приведены данные реэкстракции (100-R) висмута хлоридсодержащими растворами (33%-ная Д2ЭГФК и 67%-ный ТБФ при их соотношении 1:2,

СвОоисх -- - 2 мин ), а в табл. 3 - данные реэкстракции (100-R) висмута нитратсодержащими растворами (33%-ная Д2ЭГФК, 33%-ный ТБФ при их соотношении 1:1, CSiJo 31 г/л Т 2 мин ).

Из органической -фазы висмута может быть реэкстрагирован, как видно

ИЗ табл. 2 и 3, концентрированными ;(б-12 н.) растворами соляной или азотной кислот, а также смесью минеральной кислоты и ее аммониевой соли (0,5-2 м/л нес и 4-6 моль/л NH4C или 2-3 моль/л HNO и 6 10 моль/л ). Применение в качестве реэкстрагента раствора смеси минеральной кислоты и ее аммониевой соли позволяет дополнительно повы сить степень очистки висмута от примесей на стадии реэкстракции. Использование реэкстрагента с концентрацией кислоты или аммониевой соли ниже указанных значений снижает степень

5 извлечения висмута в реэкстракт, а при значениях концентрации кислоты в реэкстрагенте больше указанных снижается степень очистки висмута от примесей ввиду их совместной ре0 экстракции. I

Пример 1. Исходный раствор

(60 л, полученный в результате растворения висмута марки Ви 2 в азотной кислоте, содержит, г/л : висмут

5 -70; свинец 2,4; железо 1,310.медн 1,2 мышьяк SjlO ; серебро 0,3; олово - цинк 1, и азотная кислота 130. Экстракционную очистку осуществляют в экстрак0 торе типа.смеситель-отстойник, содержащем три ступени стадии экстракции, две ступени промывки и три ступени реэкстракции. В качестве экстра гента используют смесь Д2ЭГФК и ТБФ

5 при их объемном соотношении 1:2 (33%-ная Д2ЭГФК и 67%-ный ТБФ ) и между органической и водной фазами при соотношении 2:1 экстракт промывают 2 н. раствором, азотйой кислоты йисМут реэкстрагируют раствором 1,2 моль/л нее и 4 моль/л при О:В 4:1. Получают 35 л реэкстракта с концентрацией висмута 120 г/л. К реэкс ракту добавляют NH.OH (1:1) и дово дят рН раствора до 4-5. Выпавший осадок оксихлорида висмута обрабаты вают 10%-ным раствором NaOH, промывают водой и сушат трехокись висмута при 100-110 С. В результате трех окиоь висмута имеет, следующий соста вес.%: железо 6-10 , ванадий 8-10 марганец 3 -Ю, медь 4-10 ; хром 1-10, никель 6-10 кобальт титан . алюминий 6-10 1 -ЮЛ кремний , кальций 1 -КГ, магний 1 . Пример 2. Экстракционную очистку азотнокислого исходного раствора осуществляют так же, как и в примере 1, с тем лишь отличием, что в качестве экстрагента использу ют смесь,Д2ЭГФК и ТВФ при их объемном соотношении 1:1 (33%-ная Д2ЭГФК .33%-ннй ТБФ и 34%-ный раствор керосина) , а висмут реэкстрагируют раст

Таблица ,вором 3 моль/л HNO, и 8 моль/л . при 0:8 2,4-1, Получают 50л реэкстракта с концентрацией висмута 82 г/л. Основной нитрат висмута осаждают из реэкстракта его нейтрализацией раствором аммиака до рН 3/ промывают азотнокислым раствором рН 2, csraiaT йри IpO-llO C и прокалывают при до окиси. В результате трехокись висмута имеет следугадий состав, вес.%:.железо 8-ICT, ванадий 110, марганец 1-10 медь 510, хром 1-10 , кобальт 1-10, титан , алюминий 1-10 V кремний 3-10, кальций I-IO, магний 1 -10. В табл. 4 приведены данные экстракционного извлечения висмута из азотнокислых растворов. Предлагаемый способ позволит повысить степень очистки висмута от примесей более чем на порядок и получать соединения висмута квалификации осч (базовый объект позволяет получать лишь соединения квалификации чда), многократно использовать экстрагент и реэкстрагент, а также получить экономический эффект за . счет повышения чистоты продукта 270360 тыс. руб. в год.

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВИСМУТА ИЗ АЗОТНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ, включающий экстракцию смесью ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и трибутилфосфата, промывку органической фазы раствором аэотйой кислоты и реэкстракцию из органической фазы, о тличаю.щийся тем, что, с целью повышения степени извлечения и степени очистки висмута от примесей, экстракцию ведут из растворов с концентрацией азотной кислоты 24 моль/л при объемном соотношении ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и трибутилфосфата 1:

96,2

80,7

29,1

9,9

4,2

1/2

98,9

98,7 97,8 98,1 93,0 94,8 85,8 90,2 73,9 80,1 29,0 51,2

б МО ль/л НС С

28,3

1:1

12 моль/л НС

1:1

30,9

2 моль/л HCf

4 моль/л HNOj

1:1 -18,0 13,0 6 моль/л HN03 1:122,8 12 моль/л HNOj1:129,2 1,8

2 моль/л HNOg 10 моль/л

1:123,8

3 моль/л HN03

Таблица 2

0,095

8,791,3

0,003

0,399,7

Табл. ица 3.

0,7241,9

58,1 8,2

73,5

97,9

0,3023,3

76 7

0,1311,3

88,7 0,3626,5 0,062,1

1Z±

III

3 моль/л HNOj

8 моль/л NH NOj2:155,2

3 моль/л HNOj

8 моль/л NH4NO;j 3:1 82,5

10,5

1:2 2:1 0,5 б - - . 3:1

70

33

1:1 1:1 2 4-50

35

1:0,8 2:1 - - 2 10 2,5-1

25

70

1:0,5 1:1 - - 3 б

40

35

Продолжение табл. 3

:r

lEiizi:::.:

81,1

0,1219,9

72,3

0,13 27,7

Таблица 4

99,1

104

98,9

138

4:1

96,0

84

66,7 98,2

2:1