Сорбент ионов металлов Советский патент 1985 года по МПК B01J20/02 C02F1/28 C02F1/28 C02F101/20 C02F103/16 

(Л

с

Применение железомарганцевых конкреций в качестве сорбента ионов металлов.

00 4i

сл

с Изобретение относится к селективной сорбции металлов из жидкой фазы и может быть использовано для извлечения щелочных, щелочноземельных, тяжелых и цветных металлов из растворов сложного состава и, в частности, для извлечения меди, никеля и кобальта из растворов, получающихся при вскрытии железо марганцевых конкреций. Известно применение железомарганцевых конкреций в качестве сырья на цветные метал лы, а также железо и марганец 1. В этом случае железомар ганцевые конкреции полностью или частично разлагаются аммиачными, комбинированными или кислотными методами. Наиболее близким к, изобретению по технической сущности и достигаемому результату является сорбент на основе магнезиально-желе зистого шлака, предложенного для извлечения Ni, Со и CU из растворов. Этот сорбент характеризуется достаточно высокой емкостью по указанным металлам, которая составляет примерно 5-6 мас.%, и скоростью сорбщш, при которой примерно 30% емкости реализует ся за 1 ч, а примерно 90% емкости за 7ч 2. Недостатками известного сорбента являются его неудовлетворительные кинетические характеристики, органиченное число сорбируемых металлов, отсутствие высокой селективности к катионам Си, Ni, Со и необходимость его искусственного приготовления с использованием достаточно дорогого силиката натрия. Цель изобретения - интенсификация процесс сорбции, }гвеличе1ше числа сорбируемых металлов и повышение селективности сорбции Си, Ni, Со. за счет применения сорбента, обладающего лучшими сорбционными свойствами и не требующего специального приготовления. Поставленная цель достигается применением железомарганцевых конкреций в качестве сорбента ионов металлов. Для сорбции ионов металлов из растворов использовались железомарганцевые конкреции, химические составы которых приведены в табл. Получение сорбентов из железомарганцевых конкреций состоит из технологических операций: дробление железомарганцевых конкреций расситовка по классам требуемого размера. .Пример. Измельченные железомарган цевые конкреции фракции 1-3 мм контактируют с 1 М растворами щелошых, щелочноземельных, тяжелых и цветных металлов при соотношении Т:Ж-1:100 и интенсивном перемешивании. Количество сорбированного металла в зависимости от времени сорбции представлено, в табл. 2.. Пример 2. Измельченные железомарганцевые конкреции (образцы 1 и 2) фракции 0,06-0,1 мм контактируют с раствором, получающимся при вскрытии железомарганцевых конкреций кислотным методом в течение 15 мин и соотношении Т:Ж-1:10, с целью сорбции цветных металлов Си, Ni, Со. Рассчитанные коэффициенты распределения Си, Ni и Со приведены в табл. 3. Пример 3. Измельченные железомарган цевые конкреции (образец 2) фракции 0,06- 0,1 мм контактируют в течение 15 мин с растворами различного состава, получающимися при вскрыгаи конкреций различными методами с целью извлечения Си, N1 и Со из них. Степень извлечения цветных металлов в зависимости от состава и рН раствора, а также соотношения Т:Ж приведены в табл. 4. Таким образом, как видно из табл. 2 примерно 50% емкости предлагаемого сорбента реализуется в течение 1 мин, а 80-90% емкости в течение 1 ч, тогда как известного только примерно 30% емкости реализуется в течение 1 ч,, а 80-90% в течение 7 ч, т. е. применение железомарганцевых конкреций в качестве сорбента металлов позволяет интенсифицировать процесс сорбции минимум в 7 раз. Из табл. 2 также следует, что предлагаемый сорбент может применяться для сорбции значительно большего числа металлов, чем известный сорбент. Кроме того, как видно из табл. 3 предлагаемый сорбент обладает резко выраженной селективностью к тяжелым и цветным металлам, поэтому еще одним преимуществом предлагаемого сорбента является то, что он может быть непосредственно использован для извлечения Си, Ni и Со из растворов, получающихся при вкрытии железомарганцевых конкреций любьгми методами (табл. 4) и поэтому пе требуется спешально приготовленных достаточно дорогих селективных сорбентов, а используется в качестве сорбента тот же материал, что приводит к значительной экономии средств.

Таблица 1

27,8

296

72

16,4

Си 1,5;Ni 1,7;

Со 0,4;Мп 6,1; Fe 0,6.

Си 1,5;Ni 1,7;

Со 0,4;Мп 54,5; Fe 0,6

См 1,5;Nf 1,7; Со 0,4; Na 2,3;

К 3,9;Са 2,0

Мп 2,7;Fe 0,4;

Си 1,5;Ni 1,7;

Со 0,4;Na 2,3;

К 3,9;Са 2,0;

Мп2,7;Fe 0,4

Си U;Ni 1,7;

Со 0,4;Na 6,9;

К 11,7;Са 6,0;

Мп 8,1;Fe 0,4

То же

3,5

Таблица 3

4,4

4,6

27,4

290

2,5

14,6

2,4

68

. Таблица 4

1:5

99,0

67,2

51,7

1:5

94,1

55,5

21,6

,81,3

1:5

54,7

99,2

72,2

1:10

96,829,5

1:5

.76,5

97,3

51,4

87,9

60,0

1:10

25,2

11

1143456

Си 1.5; Ni 1,7; Со 04; NHjlOO

То же

Си 1,5; Ni 1.7;

Со 0,4; МН 100;10,4

COj 25

Си 1,5; Ni 1,7;

Со 0.4;4,0

(N4)804 100

4,0

То же

11

12

Продолжение табл. 4

99,8

34,9

80,4

99,7

17,5

1:10

51,917,5

99,7

98,9

42,3

69,0

1:10