Способ экстракции ртути и свинца из водного раствора Советский патент 1984 года по МПК C22B3/00 

Изобретение относится к способам экстракции тяжелых металлов и может быть использовано при извлечении металлов в гидрометаллургии, радиохимии и аналитической химии.

Известен способ экстракции ртути и свинца циклогексаноном и циклргекснолом из растворов НС1 l .

Коэффициенты распределения ртути равны 10 и 1,2, свинца 0,8 и 0,3,

Недостатками известного способа являются малая величина коэффициента распределения, плохая селективность, невозможность применения для экстракции из растворов кислородсо- держащих минеральных кислот, а также из разбавленных и концентрированных растворов соляной кислоты, большие потери экстрагентов вследствие их высокой растворимости в водной фазе.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ экстрации ртути и свинца из водного раствора, включающий его контактирование с раствором краун-эфира в органическом растворителе 2).

Экстракцию проводят из 2М раствора HNO 0,2 М раствором дициклогексил-18-краун-6 в дихлорэтане при соотношении фаз VQ; g 2:1. Коэффициент распределения ртути составляет 20-25. При уменьшении концентрации краун-эфира коэффициент распределения ртути резко уменьшается. Так, при концентрации краун-эфира, равной 0,04 М, он составляет 5,2.

Недостатками способа-прототипа являются необходимость строгого поддержания кислотности водного раствора, небольшие значения коэффициентов распределения, вследствие чего требуетс применение органических растворов с высоким соедержанием краун-эфира, что усложняет процесс.

Целью изобретения является повышение степени извлечения металлов и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу экстракции ртути и свинца из водного раствора, включающему его контактирование с раствором краун-эфира в органическом растворителе, перед контактированием в водный раствор вводят алкилбензолсульфонат натрия до концентрации 1,0 моль/л.

Введение сульфонатов, относящихся к поверхностно-активным или гидротропным веществам, приводит к нарушению структуры водного раствора и уменьшению устойчивости гидратной оболочки катиона металла. В результа те этого облегчается взаимодействие катиона металла с краун-эфиром, и равновесие смещается в сторону образования экстрагируемого комплекса. Кроме того, облегчаются условия межфазового обмена.

Выбор концентраций сульфонатоз обусловлен тем, что при концентрации менее 10 моль/л коэффициент распределения металла практически не изме.няется вследстЕле недостаточного нарушения структуры водного раствора. Увеличение концентрации сульфоната более 1 моль/л не целесообразно из-з резкого ухудшения расслаивания фаз.

Пример 1. В водный раствор, содержащий 110 М нитрата ртути, 1,85М HNO, вводят 1-10 М децилбензолсульфоната натрия и затем контактируют с О,06м раствором дициклогексил-18-краун-6 в органическом растворителе. Степень извлечения ртути в этих условиях составляет 95,4%. В отсутствии ПАВ она составляет 91,5%.

Примеры 2-4 аналогичны примеру 1.

Пример 5. В водный раствор, содержащий 110 М нитрата ртути, 1,85М HNO,j, вводят S-tO М п-толуолсульфоната натрия и затем контактируют с 0,04м раствором дициклогексил-18-краун-6- в органическом растворителе. Степень извлечения ртути составляет 96,2%. В отсутствии ПАВ она равна -только ,4%.

Примеры 6-8 аналогичны примеру 5.

Пример 9. В водный раствор, содеражщий М нитрата ртути, 1,85М HNO, вводят 1,ОМ бензолсульфоната натрия и затем контактируют с Oj034M раствором дициклогексш1-18краун-6 в органическом разбавителе. Степень извлечения ртути составляет 95,5%. В отсутствии ЦАВ она не превышает 79,2%.

Пример 10 аналогичен примеру 9.

Пример 11. В водный раствор содержащий 17,0, Ю М нитрата CBigma, 0,05М HNO, вводят 1 МСГ М децилбензолсульфоната натрия и затем контактируют с О,06м раствором дициклогексш1-18-краун-6 в органическом разбавителе. Степень экстракции свинца составляет 84,8%. В отсутствии ПАВ она не превышает 34,6%.

Примеры 12-14 аналогичны примеру 1 1 .

Пример 15. В водный раствор, содержащий 2, М нитрата свинца, 0,05М HNO, вводят 9-10-2М толуолсульфоната натрия и затем контактируют с 0,04М раствором дициклогексил18-краун-6 в органическом разбавителе Степень экстракции свинца составляет 98j4%. В отсутствии ПАВ она не .превьшает 32%.

Пример 16. В водный раствор, содержащий 7,0-10 W нитрата свинца, 0,05М НШл, вводят 1,0 М бензольсульфоната натрия и затем контактируют с 0,034м раствором дициклогексил-18краун-6 в органическом разбавителе. Степень экстракции свинца составляет 97,2%. В отсутствииПАВ бна не превышает ,4%. Пример 17 аналогичен примеру 16.

В таблице представлены данные влияния концентрации поверхностно-активного вещества на экстракцию ртути (II) и свинца (IV) из азотнокислых растворов (t 24°С).

со

$

ivi со

1Л

N

00

о«

1Л о

в«

7

Таким o6iJa3OM, как видао из таблицы, предложенный способ по сравнению с прототипом позволяет увеличить степень извлечения металлов.

Так, для ртути, при экстракции О,03-0,04м растворами краун-эфира в разбавителе введение ПАВ вызывает повыше 1ие степени извлечения с 80-82,5 до 96-98%, а для свинца - с 17,5-22 до 97-98%.

Предлагаемый способ дает в эзможность избежать необходимости строгого поддержания соответствующей кислотности водного раствора.

В интервале кислотности М степень извлечения ртути практически постоянна и составляет 98-98,7%.

8

В отсутствии ПАВ максимальная степень извлечения, равная 83,6%, достигается только при экстракции из 2М раствора HNOj.

Кроме того, упрощается процесс, так как исключается необходимость строгой корректировки кислотности водного раствора, повышается устойчивость

органического раствора вследствие уменьшения концентрации экстрагента, улучшается разделение фаз и реэкстракция металла из органического раствора, а также уменьшается расход экстрагента и необходимость проведения экстракции при соотношении объемов фаз Уо:Ув 1.

СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ РТУТИ И СВИНЦА ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА, включающий его контактирование с раствором краун-эфира в органическом растворителе, отличающийся тем, что, с целью повьшения степени извлечения металлов и упрощения процесса, перед контактированием в водный раствор вводят алкилбензосульфонат натрия до концентрации 1,0 моль/л. (/) С