Экстрагент для извлечения цветных металлов Советский патент 1984 года по МПК C22B3/00 

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, в частности к извлечению металлов из суль фатных и сульфатно-аммиачных растворов. Известны в качестве экстрагента для извлечения и разделения цветных металлов из слабокислых сульфатных растворов карбоновые кислоты. Наиболее дешевыми из таких экстрагентов являются нафтеновые кислоты Cl К недостаткам нафтеновых кислот следует отнести высокую их раствори мость в нейтральных и щелочных раст ворах, что приводит к большим потерям и загрязнению сточных вод органическими примесями. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаем му результату является экстрагент для извлечения цветных металлов на основе нафтеновых кислот С2. Недостаток этого зкстрагента заключается В незначительном уменьшен (на 5-10%) растворимости нафтеновых кислот, что происходит только из-за сдвига рН экстракции в более кислую область. При этом образование взвесей в области наиболее полной экстр ции не устраняется. Цель изобретения - повышение эффективности извлечения металлов за счет уменьшения потерь экстрагента и гидратообразования. Поставленная цель достигается тем, что экстрагент для извлечения цветных металлов на основе нафтеновых кислот дополнительно содержит триалкиламин при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нафтеновые кислоты 12-20 Триалкиламин10-20 КеросинОстально Установлено, что растворимость компонентов экстрагента в воде (а следовательно, и потери со сточными и промывными водами) при их совместном присутствии значительно ниже, чем у каждого в отдельности (см.таблицу). Как видно из приведенной таблицы суммарная растворимость нафтеновых кислот и третичных аминов минимальна при соотношении: кислота:амин -1:(0,25-1). На основании полученных данных проводят сравнение экстракционных свойств 1 М раствора нафтеновой кис лоты (средняя.молекулярная масса 230) в керосине без добавок и предлагаемого экстрагента - раствора в керосине 1 М нафтеновой кислоты и 0,5 М технического третичного амина с радикалами C-j- Cg (средняя молекулярная масса 350). В делительных воронках в течение 3-5 мин смешивают равные объемы (по 50 мл) каждого из этих экстрагентов с водной фазой, содержащей О,1 М сульфата меди, никеля или кобальта. Равновесный рН устанавливают раствором аммиака. Извлечение рассчитывают по результатам анализа водной фазы после 10 мин отстаивания. При использовании смеси нафтеновой кислоты с амином обеспечивается практически полное извлечение меди в интервале рН 4,5-8,5, никеля и кобальта - при рН 6,5-8,0, т.е. интервал рН наиболее полной экстракции металлов расширяется по сравнению с известным экстрагентом на 1-2 единицы рН в сторону щелочных растворов. Расслаивание фаз хорошее, образование взвесей не обнаруживается. Экстракцию проводят по общепринятым методикам в делительных воронках, время перемешивания 3-5 мин, рН среды устанавливают добавлением аммиака или серной кислоты. Экспериментальные данные по извлечению меди и никеля нафтеновой и (для сравнения) каприловой кислотами в присутствии и отсутствии аминов представлены на фиг.1 и 2. На фиг.1 - экстракция меди и никеля 1 М раствором каприловой кислоты а гексане (1) и с добавкой 0,5 М триэтиламина (2), исходная концентрация металлов О,1 М; на фиг.2 - экстракция меди и никеля 1 М раствором нафтеновой кислоты в керосине (1) и с добавкой 0,5 М триалкиламина (2), исходная концентрация металлов 0,1 М). В соответствии с катионообменным характером реакций извлечение металлов увеличивается при повьш1ении рН среды. Медь начинает извлекаться при и практически полностью переходит в органическую фазу при ,5, никель (кобальт) - соответственно при ,5 и ,5. В щелочной области экстракция снижается вследствие растворения карбоновых кислот в водной фазе, а также снижения устойчивости карбоксилатных омплексов и повьш1ения устойчивоети аммиачных и гидроксокомплексов металлов. Введение аминов несколько повышает рН начала экстракции металлов и резко расширяет область рН практически полного из течения металлов в сторону щелочных растворов. Это особенно заметно в случае экстракци меди нафтеновой кислотой: при добавлении триалкиламина интервал рН наиболее полной экстракции увелич.шся примерно на 2 единицы рН. Это свидетельствует об образовании более прочных аминонафтенатных комплексов. Рассчитанные по этим данным концентрационные константы экстракции металлов в виде аминонафтенатов состав ляют: для меди - (3,6+0,7)-ICT,для никеля и кобальта - (1,4+0,6ЛЮ . Пример. К 50 мл водного раствора, содержащего 4,94 г/л меди с рН 4,16, добавляют 50 мл 1 М раствора нафтеновой кислоты в керосине (система 1); к 50 мл такого же водно го раствора добавляют 50 мл раствора,25 содержащего 1 М нафтеновой кислоты и 0,5 М технического третичного ами123 на в керосинь- (система И). Затем в обе системы добавляют по нескольку капель раствора аммиака для корректировки рН. После 5 мин интенсивного перемешивания и 1 ч отстаивания найдено: в рафинате I - 0,26 г/л нафтеновой кислоты, 0,02 г/л меди, рН 4,85; в рафинате И - 0,010 г/л нафтеновой кислоты, 0,002 г/л амина, 0,03 г/л меди, рН 4,95 Таким образом, преимуществом предложенного экстрагента является техническая возможность его использования для извлечения металлов из нейтральных и слабощелочных (аммиачных) растворов. Экономическая эффективность его применения обеспечивается вдвое меньшей (по сравнению с нафтеновыми кислотами) растворимостью в водной фазе и, соответственно, вдвое меньшими потерями со сточными водами. Кроме того, уменьшается загрязнение сточных вод и снижаются затраты на их очистку. Улучшается также эффективность извлечения за счет отсутствия взвесей гидроокисей металлов в нейт- ральной и слабощелочной среде.

ЭКСТРАГЕНТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ на основе нафтеновых кислот в керосине, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности извлечения металлов за счет уменьшения потерь, экстрагента и гидратообразования, он дополнительно содержит триалкиламин при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нафтеновые кислоты 12-20 Триалкиламин10-20 КеросинОстальное .% too 50 rsD

186- 186

9512 107

7818 96

7252 124

6890 158

66140 206

-550 550

120-120

611172

511263

451459

404282

4278120

-185185