Способ элюирования индия из хелатного фосфорсодержащего сорбента Советский патент 1989 года по МПК B01J49/00 

1

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и цветных металлов и может быть использовано для селективного извлечения индия из отходов металлургических производств с помощью фосфорсодержащих хелатных сорбентов .

Целью изобретения является снижение в элюате примесей посторонних металлов.

Пример 1. Раствор,, получен-. ный вьщелачиванием чугунной пыли с помощью серной кислоты, приводят в

контакт с хелатной смолой, имеющей группу аминометиленфосфоновой кислоты (Дуолит ES-467, изготовленный Диамонд Шамрок Корп.), (далее эта смола будет назьтаться хелатной смолой А), чтобы получить хелатную лу,.содержащую 2,2 г индия, 1,494 г цинка, 43 г железа и 105 г кадмия, адсорбированные в 1 кг смолы. Смолу помещают в колонну и сверху вниз пропускают через нее водный раствор 2 N серной кислоты в качестве первичного злюента при комнатной температуре с

и

:о

00 4

СМ

объемной скоростью 2 и общим объемом, в 20 раз превьппающим объем смолы, в результате чего элюировано 0,01 г индия, 1,494 г цинка, 23 г же- леза и 105 г кадмия. Затем через колонку пропускают 4 N водный раствор соляной кислоты с объемной скоростью 1 , причем общий объем раствора превышает в пять раз объем смоль, в ре- зультате чего элюируют 2,1 г индия.

Примеры 2-11. Проводят элю- ирование примесей индия по примеру 1 за исключением того, что типы и концентрации первичного элюента и элюента для индия менялись. Полученные результаты показаны в табл.1.

Примеры 12-19и пример 20 (сравнительный). Раствор, содер- жащий индий и другие металлы, который получен выщелачиванием свинцового щлака, являющегося побочным продуктом при рафинировании кадмия, серной кислоты, контактируют с хелатными смолами с условным обозначением B-S и хелатной смолой, имеющей группу иминодиуксусной кислоты (дуолит ES- 466, производимый Диамонд Шамрок Корп.). Металлы, адсорбированные со- ответствующими смолами, показаны в табл.2.

Эти смолы, содержащие адсорбиро - ванные металлы, затем подвергают дву- стадийному элюировашш с использованием различных типов первичных элюен тов и элюентов .для индия так как в примере 1. Конкретные типы элюентов и полученные результаты представлены в табл.2. Сорбенты, используемые в данных примерах представляют собой следующее.

Хелатная смола В; коммерческая смола с группой фосфонрвой кислоты (дуолит ES-63, изготовляемая Диамонд Шамрок Корп).

Хелатная смола С: смола с группой эфира аминоалкиленфосфоноврй кислоты которая получена при взаимодействии 60 мае. ч. полиакрилонитрила с 103 мае.ч. диэтилентриамина в водной среде, чтобы получить аминированный полиакрилонитрил, затем в результате взаимодействия аминированного полиакрилонитрила с 281 мае.ч. водного раствора формалина и 498 мае.ч. три- этилфосфита в присутствии 36%-нЬй соляной кислоты.

..

5

0

Хелатная смола D: смола, имеющая основание четвертичного фосфония, которая получена в результате взаимо- дейетвия 20 мае.ч. хлорметилированно- го полистирола е 200 мае.ч. трибутил- фоефина в диметилформамиде.

Хелатная смола В: смола, имеющая группу фосфина, которая получена .взаимодействием 150 мае.ч. бромиро- ванного полистирола с 64 мае.ч. рает- вора гекеана, содержащего 1,6 моль 9 п-бутиллития в .тетрагидрофуране в качестве растворителя, чтобы получить литиевый полистирол, взаимодействием литивого полистирола с 300 мае.ч. хлоридфенилфосфина в тетрагидрофуране и окислением продукта реакции С 371 мае.ч. 40%-ной надукеуеной кие , лоты в метиленхлориде в качеетве ра- етворителя.

Хелатная емола F: смола, имеющая группу фоефоната натрия, которая получена гидролизом хелатной емолы D е 20%-ным водным раетвором гидроокиси натрия.

Хелатная смола G: емола, имеющая группу фоефиновой киелоты, которая получена в результате взаимодействия 100 мае.ч. полиетирола е 150 мае.ч. трихлорида.фосфора в хлороформе в качеетве раетворителя и затем гидролиза продукта реакции.

Хелатная емола Н: емола имеющая группу эфира фоефиновой киелоты, которая по- лучена при взаимодейетвии 100 мае.ч. аминированного полистирола е 120 мае.ч. хлорметилфосфината крезила в 1 2-ди- хлорэтане в качеетве раетворителя.

Хелатная емола I: смола, имеющая группу диэтилентриаминометиленфосфо- новой киелоты, которая получалаеь гидролизом хелатной емолы С е 20%-ным водным раетвором гидроокиеи натрия.

Хелатная емола S: смола, имейщая группу аминоалкиленфоефоновой киелоты, которая получена также, как в случае хелатной смолы С, кроме того, что 498 мае.ч. триэтилфоефита, иепользованных при получении хелатной смолы С, заменяют 246 мае.ч. фосфористой кислоты.

Пример 21. Раствор, получен ный при обработке пульпы, полученной при очистке цинка выщелачиванием серной кислотой, контактируют с хелатной смолой, содержащей группу аминомети- ленфосфокислоты (DUOZITE ES-476, из-

5147

готовляемый Dimond Shamrock Corp.), до получения хелатной смолы, содер- жйщей 5,3 г индия, 1894 г цинка, 13 г железа и 37 г кадмия, адсорбированных на I кг смолы. Затем смолу помещают в колонну и проводят первичное элюирование примесей 10 н. водным раствором серной кислоты при комнатной температуре с объемной скоростью 1 ч в объеме, в пять раз превышающем объем смолы, в результате чего элюируют 0,08 г индия, 1894 г цинка, 13 г железа и 37 г кадмия. Затем пропускают 2 н. водный раствор фтористоводородной кислоты с объемной скоростью I в полном объеме, в 10 раз превышающем объем смолы, в результате чего получают 5,2 г индия,

Пример 22. По примеру i проводят элюирование индия из сорбента (хелатной смолы А), содержащей 3,21 г индия, 0,08 г мышьяка, 1,25 г меди на | кг смолы. На первой стадии сорбент контактируют с 0,1 N раствором серной кислоты, в результате чего элюируют 0,02 г индия, 0,07 г мьш1ьяка и 1,4 г меди. На второй стадии сорбент контактируют с раствором, содержащим 0,3 моль/л сульфида натрия и 2 N гид- роксида натрия. В 20 объемах раствора от объема смолы элюируют 3,1 г индия.

Примеры 23-32. По примеру 22. проводят элюирование индия и примесей за исключением того, что меняют состав и концентрации растворов элюентов на первой и второй стадиях. Полученные результаты представлены

в табл.3.

П р и м е р 33. Раствор, полученный путем выщелачивания чугунного порошка серной кислоты, контактируют с хелатной смолой, содержащей радикал аминометиленфосфоновой кислоты (Сумихелат R МС-45, выпускаемой Су- мито Кемикал Компани Лтд.), с целью получения хелагной смолы, содержащей 2,6 г индия, 1350 г цинка, 39 г железа и 85 г кадмия, адсорбированных в

1кг смолы. Смолу.загружают в колонну. В верхнюю часть колонны вводят

2N водный раствор азотной кислоты в качестве основного элюента и пропускают его при комнатной температуре, с объемной скоростью 2 ч в объёме, превышающем в 20 раз объем смолы, в результате чего элюировано.0,1 г индия, 1350 г цинка, 39 г железа и 85 г кадмия.

В последующем водный раствор, со- держащий 2 N азотную кислоту и 2 моль/л хлорида кальция в качестве элюента по отношению к индию, пропускают при комнатной температуре с объемной скоростью 1 ч в объеме, превышающем в пять раз объем смолы, в результате чего при помощи водного раствора, содержащего 2 N азотную кислоту и 2 МОль/л хлорида кальция, элюируют 2,5 г индия.

Как видно из приведенных примеров, элюирование индия по предлагаемому способу позволяет получить практически чистый по примесям посторонних металлов элюат индия.

Формула изобретения

20

5

1.Способ элюирования индия из хелатного фосфорсодержащего сорбента, имеющего функциональную группу, представленную фосфониевым основанием,

5 фосфокислотой, аминоалкиленфосфокис- лотой или фосфиновой кислотой, сложным эфиром фосфокислоты или аминоал- киленфосфокислоты, связанную с матрицей адсорбента через аминоалкилено0 вую группу и содержащую примеси других металлов, включающий его контактирование с химическими реагентами, о т - личающийся тем, что, с целью снижения в элюате примесей посторонних металлов, контактирование осуществляют в две стадии: на первой стадии с 0,1 - 15 N раствором кислоты, не содержащим галоидных и нитратных ионов, или 0,1 - 2 N раствором

Q азотной кислоты и на второй стадии с соединением, выбранным из группы, состоящей из галоидсодержащей кислоты, смеси галоида щелочного или ще- лочно-земельного металла, или аммос ния и кислоты, или смеси сульфида и щелочного основания.

2.Способ поп.1,отличаю- щ и и с я тем, что в качестве кислоты, не содержащей ионов галоида, используют раствор серной кислоты, фосфорной кислоты, борной кислоты, уксусной кислоты или муравьиной кислоты или их смесь.

3.Способ по п.1, о сличающийся тем, что в качестве га- лоидсодержащей кислоты используют соляную кислоту, бромистоводородную кислоту, иодистоводородн ю кислоту или их смесь в концентрации 0,5-12 N,

0

5

или фтористоводородную кислоту в кон- лоида щелочного или щелочно-земельно- центрадии 0,5-2 N. о металла или аммония в смеси с кислотой составляет 0,3-2 моль/л, а кон4. Способ по п.1, отличаю- центрадию кислоты, не х:одержащей щ и и с я тем, что кондеитрадию га- фтор- и иитрат-иоиов или содержа

содержащей

ержащей содержа

содержащей

Изобретение относится к гидрометаллургии редких и цветных металлов и может быть использовано для селективного извлечения индия из отходов металлургических производств с помощью фосфорсодержащих хелатных сорбентов. Цель - снижение в элюате индия примесей посторонних металлов. Раствор, полученный выщелачиванием чугунной пыли с помощью серной кислоты, приводят в контакт с хелатной смолой, имеющей группу аминометиленфосфоновой кислоты (Дуолит ES-467). Смолу помещают в колонну и сверху вниз пропускают через нее водный раствор 2Н. серной кислоты в качестве первичного элюента при комнатной температуре с объемной скоростью 2 ч^-1 и общим объемом, в 20 раз превышающим объем смолы. В результате элюировано 0,01 г индия, 1,494 г цинка, 23 г железа и 105 г кадмия. Затем через колонку пропускают 4Н. водный раствор соляной кислоты с объемной скоростью 1 ч^-1,причем общий объем раствора превышает в 5 раз объем смолы, в результате элюируют 2,1 г индия. 4 з.п. ф-лы, 3 табл.

4 N водный раствор 0,0 фосфорной кислоты

1N водный раствор 0,1

азотной кислоты

2N водный раствор . 0,0

уксусной кислоты

3N водный раствор 0,0

серной кислоты

2 N водный раствор 0,0 серной кислоты

2 N водный раствор 0,0 серной кислоты

2 N водный раствор Ш,00 серной кислоты

2 N водный раствор 0,0 щавелевой кислоты

2 N водный раствор 0,0 борной кислоты

2 N водный раствор 0,0 муравьиной кислоты

1492105

1493104

1492105

1494105

1494105

1494105

1493103

1492103

1492103

данные ионы 0,5-15 N и 0.5-2 N соот- или аммония, а в качестве щелоч- ветственно. основания - гндроксид щелоч5. Способ по п.1, отличаю- ного металла или аммония при их щ и и с я тем, что в качестве суль- концентрации в смеси 0,03-5 моль/л и 1ьзуют сульфид натрия 0,3-5 N

используют

соответственно. Таблица I

о металла или амм центрации в смеси 0, -5 N

соответственно. Таблица I

IS 8

1&

Iil2

If

о о о о c о о о о о о о

ч ч

о о

ПМ- It, я ооо- ооо о о

о о л ч ч о о о еГ Q о еГ

о « о с

Г Ш Р

г « --Г V

1 М

9 &

сF .В « F F

а . J |||м I

111 II 1

1|1|1|ь 1|1

1 il

5 |3

. teltio,

js-lsl - &ig.8

Si II

D t; a «

a3«3|«..3Ba|z||zi.5

4 у т Веч Baoo- Eo5 im - NIM v

cT - e О э - -

« s

$. о

Й 2 335

о о

«ПППГ4О Г4(Лео

«««ОО Гх-ОчОЧОи

ЛЗ€Па «п«г -

О О О О ооо

о е е

S L

е

§г| sal

I 5 S

111

%

&s

оV

E

и(X

-E

IE . in Z О M

w b

-00« - S &

Л у ,-. (

94 р о

2 :2 Z с. - --S

п -

- «у

3

Л

« Г4

- f 2

(О Г

а е 1

S

111

& I

а ш

),2 2

Пример

Тип и коицевтроция люента

2i 0,3 N водный раствор фосфориой кислоты

2Д 0,1 N водный раствор азотной кислоты

2S 15 О водный раствор серной кислоты

260,1 Я водный раствор

серной кислоты

270,5 К водный раствор

серной кислоть

28 0,5 N водный раствор

уксусной кислоты

29 0,3 N водный раствор серной кисроты

0,010,07

0,340,08 1,25

0,02 0,04

0,03

30 12 N водный раствор0,22

фосфорной кислоты

31 0,3 Н водшй раствор0,09

азотной кислоты

32

I Н водный -раствор серной кислоты

0,06

0,07 0,08

0,04 0,08

1,09 1,20

0,07 1,1

0,08

0,07 1,21 0,08 1,20

одержа- 3,17 0,00 0,0 ций 5 моль/л суль)х1ла натрия и 0,3 N гуанидива

1,10 Водный раствор,.содержа- 3,18 в,01 0,11 пой 0,03 моль/л гидро- суль4«да натрия я 5 N гидроокиси натрия

Водный раствор, содержа- 2,81 0,00 . 0,00 щий 0,3 моль/л хлористого натрия и 15 N серной кис- лоты

2 N водный раствор соля- 3,16 0,01 0,13 ной кислоты

Водный раствор, содержа- 3,03 0,00 0,05 ший 0,3 моль/л хлористого аммония и 5 N гидроокиси натрия

Водный раствор, содержа- 3,01 0,01 0,11 щий 5 моль/л фтористого аммония и 0,3 N гидроокиси калвя

1,23 Водный раствор, содержа- 3,07 0,00 0,01 щий 2 моль/л сульфида аммония к 2 Н гидроокнси натрия

1,23 Водный раствор, содержа- 2,9t 0,00 . 0,00 иий 0,05 моль/л гидросуп - фида аммония н 2 К гидроокиси калия

Водиый раствор, содеряЕа- 3,11 0,01 0,01 дий 5 моль/л сульфида калия и 1 N аммония

Водный раствор, содержа- 3,14 0,00 0,00 иий 4 ноль/л сульфида.

натрия и 2 и триметил-,

амина

Т « д «J

Элпирование индня

Количество элшроипого металла, г