Способ извлечения ионов шестивалентного хрома из сернокислых растворов Советский патент 1993 года по МПК C02F1/42 C02F1/42 C02F101/20 C02F101/22 C02F103/16 

(46) 15.06.93, Бкш. № 22

(21)4015808/26

(22)31.01.86

(71)Сибирский государственный проектный и иаучно-иссле довательский институт цветной металлургии и Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского

(72)В.II. Кириллова, Ф.И. Данилова, Е.М. Стукалова, А.Г. Холмогоров, Т.Н. Юркевич, И.И. Антокольская,

Г.В.. Мясоедова, М.С. Межиров, Н.Г. Жукова и О.Н. Гришина. ,

(56.) Авторское свидетельство СССР № 789156, кл. С 02 F 1/42, 1978.

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ ШЕСТИВАЛЕНТНОГО ХРОМА ИЗ СЕРНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ

(57) Изобретение относится к гидро- металлургии тяжелых металлов и может быть использовано для извлечения

ионов железа, меди и хрома из растворов Травильных производств. Цель изоб- .ретения - обеспечение возможности одновременного извлечения ионов железа и меди из растворов при сохранении высокой степени извлечения ионов шестивалентного хрома. Способ осуществляют при введении в промышленный сернокислый раствор, содержащий ионы двухг и трехвалентного железа, меди и шести- валектного хрома, лимонной кислоты или ее растворимой соли При соотношении металла и лимонной кислоты 1:16- 75 и последующем пропускании этого раствора при рН 4-6,5 через сорбент со скоростью 50-200 см /ч. В качестве сорбента используют полимерный волокнистый материал, наполненный N-винил- Л бе.нзимидазолом. Способ позволяет практически на 100% одновременно извлечь из растворов ионы железа, меди и хро- на, 1 з.п. ф-лы, 4 табл.

00

О5

со

00 О)

{-4(jrip(TOHHf ПТЯП1-ИТСЧ к гидрометал лу1)1 И11 тпжелых мет аллов и может быть использопано для и.зплечення железа, мкпи и хрома из растворов травильных производств, растворов после электрохимической обработки деталей, а также из промыв лых и сточных вод.

Цель изобретения обеспечение возможности од ловременного извлечения иомов железа и меди из растворов при сохранекии высокой степени извлечения ионов хрома.

Способ осуществляют следующим образом.

В сорбционную колонку диаметром 1 см гюмещагот примерно 1,5 г сорбента ллотпо утрамбовывают стеклянной палочкой. Высота столбика сорбента в колоне 1,3-1,7 см. После этого через колонку пропускают промышленный сернокислый раствор, содержащий ионы Сг (VI), Fe (II) и (III) и Си (II) раз- 1И1чпой концентрации со скоростью 50-200 см /ч. Перед сорбцией предварительно в раствор вводят лимонную кислоту или ее растворимую соль в качестве комплексообразователя при соотношении металла и лимонной кислоты 1:16-75, сорбцию ведут при р1) 4-6,5. В качестве сорбента в сгюсобе используют полимерный волокнистый материал, напелиснный селективным N- вии lлбeнзи aздaзoлoм (полимер поли-; оргс-Х1-Н).

Для анализа собирают по 25-50 см фильтрата. Анализ хрома (VI) проводят, например, титриметрическим методом по реакции с солью Мора в кислой среде железа и меди атомно-адсорб- UHOHHijLM методом. Процент сорбции рассчитывают по остаточной концентрации ионов металлов в фильтрате.

В табл. 1 приведены результаты сорбционного извлечения ионов железа (II) и (ТП), меди (II) и хрома (VI) концентрацией 120, 70 и 104 мг/см из растворов при различных значениях рН без комплексообразователя и в присутствии однозамещенного лимоннокис- лого натрия. (Скорость пропускания раствора 100 см /ч на 1 см поверхности сорбента.

Из данных табл. 1 следует, что введение в раствор, содержащий ионы железа (II) и (), меди (II) и хрома (VI), одиозамегденного лимоннокислого натрия попытает извлечение ионов железа (II) 4-57, до 99,0%, железа

5

0 ц

0

g Q

(III) - с 6-8 до 98-1001 при сохранр- нии полноты извлечения хромя (VT) в интервале значений рИ от Д до 6,5.

Для определения оптимальж11х параметров извлечения хрома, железа и меди из промышленных растворов, сорбцию элеме{|тов проводят при различной скорости пропускания раствора через слой сорбента и различном количестве добавляемого однозамещенного цитрата натрия.

В табл. 2 представлены данные по зависимости скорости пропускания про- М1 1шленного раствора, содержащего ионы хрома, железа и меди в количестве 310, 247, 5 и 62,5 мг/дм соответственно, на сорбцию этих ионов при рН 4 в присутствии цитрата натрия.

Из представленных результатов следует, что в указанных условиях полимерный волокнистый материал, наполненный селективным третичным N-винил- бензимидазолышм анионитом, при скорости пропускания раствора 50- 200 см /ч через слой сорбента пло- щадью 1 см сорбирует практически полностью ионы хрома, железа и меди.

В табл. 3 приведены результаты по влиянию концентрации однозамещенного цитрата натрия на сорбцию ионов хрома, железа и меди из производственного раствора с исходной концентрацией 310, 247,5 и 62,5 мг/л соответственно при рИ 4 и скорости пропу- скагия раствора 100 см /ч.

Как видно из представленных данных, для полного извлечения ионов хрома (VI), железа (II) и (III), меди (II) из производственных растворов путем сорбции на полимерном волокнистом материале необходимо К растворам добавлять лимонную кислоту HjCit или ее растворимые соли до соотношения NerHjCit 1:16-1:75. При меньших соотношениях концентраций извлечение ионов железа (II) и (III) и меди (II) недостаточно полное. Увеличивать соотношение ко1П(ентраций нецелесообразно.

В табл. 4 приведены сравнительные данные по сорбционному извлечению хрома, железа и меди из пром1.1шленнего раствора на гранульном сорбенте - сополимере N -ринилбензимидазола с дивинилбензолом и полимерном волокнистом материале без комплексообразователя и с добавлением (ханозлмещенного лнмо11нокисло о натрия в соотношении 1:32 при рН 4,5 и скорости пропускания раствора 100 см /ч на 1 см поверхности сорбента.

Таким образом, введение в промышгнении высокой степени извлечения

ленный раствор, содержащий ионы хро-ионов хрома при очистке промышленных

ма (VI), железа (II) и (III), и ме-растворов, предварительно в раствор

ди (II), лимонной кислоты или еевводят лимонную кислоту или ее рпстсолей в соотношении iMeiHjCit 1:16- Qворимуго соль при соотношении метал-па

1:75.и использование в качестве сор-„ лимонной кислоты 1:16-75, а сорбцию

бейта полимерного волокнистого мате-осуществляют на полимерном волокнисриала, наполненного селективным N-ви- ом материале, наполненном N-винипнилбензимидазольным анионитом, прибензимидазолом, при рН 4-6,5. рН 4-6,5 позволяет достичь практичес- кн полного извлечения ионов тяжелых .

металлов из промышленных сточнЫх под.. 2. Способ по п. 1, о т л и ч а Формула изобретенияющийся .тем, что сорбцию ведут

Без комплексообразователя 6,5 114,6 109,7 69,2 25,3 4,5 8,58 1,14 75,67

4,0 113,8 112,0 80,0 Не обна- 5,17 6,67 не сорб. 100

ружено

2,0 112,0 117,6 68,9 Не обна- 6,67 2,0 1,57

ружено

В присутствии однозамещенного лимоннокислогонатрия

6,5 t,05 Следы Следы 0,12 99,13100 100 . 99,33

4,0 1,18 0,17 Следы Не обна- 99,0298,86 , 100 100

ружено

2,0 118,3 116,7 68,6 Не обна- 1,422,75 2,0 100

ружено

воров путем оорбции, о т л и ч : w щ и и с я тем, что, с целью обкс-п ч :- иия возможности одновременного изпле- чения ионов железа и меди Лри сохраТаблица 1

100

t:8

1:16 1:32 1:75

Hti обнаружено

21,75 3,1 .100,0091,21

8,4 0,26100,0096,61

1,0 0,07100,0099,60

Не обна-Не обна-100,00100,00

руженоружено

Таблица 2

Таблица 3

95,04

99,58

99,89

100,00

Таблиця /I