Способ извлечения цветных металлов из кислых или щелочных растворов экстракцией Советский патент 1992 года по МПК C22B3/00 

Изобретение Ьтносится к области гидрометаллургии цветных металлов, в частности к способам экстракции металлов из кислых или щелочных растворов.

Известен способ экстракции металл лов, например меди, раствором тионафтеновой кислоты в керосине.

Недостатком этого способа являются невысокая стойкость экстрагента и невозможность проведения удовлетворите.льного извлечения меди при рН 2. Ближайшим по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения цветных металлов из кислых или щелочных растворов экст ракцией солями гидразидов или гидрази дами карбоновых кислот„ Недостатком этого способа является невысокая емкость пометаллам солей гидразидов производных 2-гидроксибензойной кислоты,плохая растворимость их в инертном растворителе (не более 2-5 обД в керосине), а также сложность и многостадийность получения. Целью изобретения является повышение степени извлечения, упрощение и удешевление процесса. Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения цветных металлов из кислых или щелочных растворов экстракцией солями гидразилов или гидразидами карбоновых кислот в качестве солей гидразидов или гидразидов карбоновых кислот используют соли гидразидов или гидразиды алифатИческих и алициклических кислот. Поставленная цель достигается также тем, что в качестве солей гидраэидов или гидразидов алифатических и алициклических кислот используют соли гидразидов или гидразиды нафтеновых кислот (ГНК): Поставленная цель достигается также тем, что в качестве солей гидразидов или гидразидов алифатических кислот используют синтетические карбоновые кислоты нормального строения, пре имущественно с числом углеродных атомов от 10 до 1б. Поставленная цель достигается и тем, что в качестве солей гидразидов или гидразидов алифатических кислот используют соли гидразидов или гидразиды синтетических разветвленных карбоновых кислот, преимущественно с чис лом атомов углерода от 10 до 25с Поставленная цель достигается также и тем, что в качестве экстрагента еталпов из кислых сред используют 2-10 растворы сульфатов гидразидов в инертном разбавителе. , -- , ,л С целью повышения растворимости со лей гидразидов в качестве экстрагента используют 5-1 ; мас«%-ные растворы сульфатов гидразидов в высокомолеку5лярных спиртах, преимущественно в алкилфеноле„Кроме того, с целью уменьшения вязкости экстрагента используют 20 керосиновые растворы сульфатов гидразидов в алкилфеноле. Сущность предложенного способа экстракции заключается в следующем, При извлечении меди из кислых сред с рН 1-3 водный раствор, содержащий 0,3-2 г/л меди, встряхивают 2-3 мин с органической фазой, содержащей протонизированную форму гидразида в виде сульфата. Медь переходит в органическую фазу. В табл. 1 г.аны результаты экстракции еди 5 раствором сульфата ГНК в керосине, из которых слерует, что при рН 2-3 медь экстрагируется на при соотношении фаз водной и органической (. V) 1:3,а емкость экстракта по меди при рН 2 равна примерно 1 г/л. В табл. 2 приведены данные по из В1лечению меди и железа (Fe , Fe ) 15 мас.-ным рйствором сульфата ГНК в алкилфеноле. Использование в качестве растворителя алкилфенола повышает степень экстракции меди при рН 1,5-3 до 87-95, тогда как железо не экстрагируется. Емкость по меди при рН 2 првышается до г/л. Чистый алкилфенол извлекает медь только в узкой области - при рН 8-9 на 88-9U, а при рН 1-5 медь алкилфенолом не экстрагируется. Таким образом, при смешении алкилфенола и сульфата гидразида при рН 1-3 имеет место синергетический эффект., Возможность экстракции меди 50%-иым керосиновым раствором сульфата ГНК в алкилфеноле подтверждается данными табЛо 3. Емкость экстрагента в этом случае около 2, г/лв Содержание в исходном растворе алкилфенола сульфата гидразида 18 мас.;. Установлено, что при степени извлечения и соотношении 1:12 за три экстракции можно извлечь 96% меди (табл. ), т.е. экстракцию меди следует проводить в З- ступени. Экстракцию металлов из слабокислых и щелочных растворов осуществляют не солями, а гидразидами-основаниями. 11 Соли гидразидов в этих условиях переходят в основания, так как показатель кислотной диссоциации рКа равен 3 (для протонировстнных форм) о В табЛо 5 показана возможность экстракции меди, железа (Ре и никеля 15-20 об,%-ным раствором ГНК в керосине Медь и никель количественно экстрагй руются в широком диапазоне кислотности. Однако в области рН 1-3 гидразид экстрагирует и железо ( на 28-31%, что свидетельствует о неселективности гидразида-основания в отличие от сульфата ГНКо В табл.; 6 приведены данные по экст ракции меди 15 масД-ным раствором в керосине гидразида .синтетических карбоновых кислот фракции табЛо. 7-15 мае раствором гидразида изомерных кислото Для улучшения раствор имости гидразидов-оснований можно добавлять алкилфенол, который в слабокислой и щелочной областях играет роль растворителя, не оказывая синергетического влияния. Соотношение керосин:а1ткилфенол 10:7. .Данные по результатам экстракции меди растворами сульфата ГНК в керосине приведены в табл„8

При содержании в керосине солей гидразидов порядка 5-1D мас, и более образуется суспензия, что нежелательно при экстракции. Тик как соли гидразидов образуются при рН 3-, это означает, что без модификатора, улучшающего растворимость солей, применять гидразиды в кислой области с рН З- и мене« нецелесообразно.

Модификаторами могут быть высшие спирты - амиловый, гексиловый, алкилфенопы, что объясняется хорошей растворимостью в них гидразидов.

В табл. 9 приведены данные по экстракции меди солями гидразидов в высокомолекулярных спиртах.

Данные по использованию 5-50 обойных растворов гидразидов-оснований в керосине представлены в табл, 10,

Преимущественное использование разидов изомерных кислот с числом угле- v родных атомов от 10 до 25 обусловлено низкой растворимостью таких гидразидов в воде (табл.11) и хорошей раствориОриентировочная стоимость сульфата ГНК составит 12ПО руб/т, постоянная растворимость в воде после циклов применения 50-60 мг/л,

I

По емкости гидразиды алифатических и алициклических кислот превосходят прототип - гидразиды производных 2-гидроксибензойной кислоты - примерно в 1,3 раза, по стоимости должны быть дешевле-не менее, чем в 1,3-1,5 раза. В сравнении с отечественным экстрагентами для меди - ОМГ и АБФ ГНК дешевле соответственно в . и 7 раз.

Расчеты показывают, что даже при

«, содержании 0,3 г/л меди потери сульфата ГНК за счет уноса с раЛинатом составят не более руб, на 1 т меди, что составит примерно 19-20% от полной себестоимости медного порошка, который можно получить электролизом после реэкстракции меди из органической фазы 2-3 Но серной кислотой или восстановлением водородом. 5 мостью в инертных растворителях типа керосина по сравнению с низкомолекулярными Гдо гидpaзvlдaми изомерных кисот „ Применение гидразидов изомерных кислот с числом углеродных атомов более 25 нецелесообразно из-за очень высокой вязкости таких соединений, что приводит к коллоидированию при добавлении разбавителей. Таким образом, как следует из приведенных примеров и табличных сведений, гидразиды нафтеновых, алифатических и высших изомерных кислот являются эффективными экстрагентами для меди и никеля из кислых и щелочных сред, Экстрагенты могут извлекать также цинк, кобальт, кадмий, ванадий, неяоторые металло кислоты. Большим средством к растворителям обладают гидразиды нафтеновых ккслот и изомерных кислот. Особенно ценным является возможность селективного извлечения меди при рИ 1-3 в присутствий железа (Ре , Fe) солями этих гидразидов, прежде всего сульфатом ГНК, Этот способ можно использовать для извлечения меди из растворов кучного выщелачивания, шахтных и рудничных вод с содержанием 0,3-2 г/л меди.

71136i85

Экономия от внелрения сульфата ГНК в расчете на производство 15 тыс.т год при содержании меди в исходном

растворе 1,7 г/л составит около

тыс о РУбЛо/ГОДо

Таблица 1

1,0 1,4

2,0 1,(

,0 1,0

5,0 1,0

Стандарт(2 мл CuS04)

Таблица 2

Т а б л и ц а 3

1,6 2,3 2,7 2,i

Таблица 4

а б л и ц d 10

13

I.

1136485 Продолжение табл.10