Способ извлечения меди из растворов Советский патент 1990 года по МПК C22B15/00 

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к экстракционным способам выделения меди из растворов, содержащих также кобальт и никель.

Целью изобретения является повышение селективности процесса.

Анилид нафтеновых кислот синтезируют на базе доступных и недорогих отходов нефтеперерабатывающих заводов- нафтеновьк кислот и анилина, имеет общую формулу

О

(I

R-C-NH-©

где R - нафтеновый радикал с числом

атомов углерода 12-13, и следующие характеристики: сред- ни Ч молекулярный вес 280,

,w

d - 0,968.

Водный раствор с рН 5-7, содержащий медь, никель и кобальт в пределах соотношений И : 1:1-1:2 :20 соответственно, контактирует с 0,1-0,3 М растворами анилида нафтеновых кислот в органическом растворителе (керосине) в течение 2-5 мин при отношении органической и водной фач 1:1-1:4. Медь в этих условиях з анилиде нафтеновых кислот образует экстрагируемое соединение и селективно переходит в органическую фазу, а никель и кобальт остаются в водном растворе.

Подтверждающие данные по извлечению меди и разделению ее от кобальта и никеля 0,2 М раствором анилида нафтеновых кислот в керосине в зависимости от рН водного раствора приведены в табл. 1 (Сме 1г/л, В:0 - 10:5 «п, мин) .

01

со

4Ь

О 00

Как свидетельствуют приведенные в табл. 1 данные, медь при экстракции из растворов в пределах рН 5-7 селективно переходит в органическую фазу. В этих же условиях кобальт и никель практически не экстрагируются и целиком остаются в водном ргстворе.

Селективное извлечение и отделение меди из растворов, содержащих кобальт и никель, экстракцией раствором ани- лида нафтеновых кислот в керосине сохраняются при соотношении металлов Си: :Ni:Co в исходном растворе в пределах 1:1:1-1:20:20.

Эффективность способа, т.е. селективность и высокая степень извлечения меди, сохраняется при соотношении водной (В) и органической (0) фаз в пределах 1:1-4:1.

Результаты извлечения меди экстрак цией 0,2 М раствором анилида нафтеновых кислот в керосине в зависимости от содержания металлов в исходном растворе (В:0 10:5 мл, рН 6,5, 5 мин) даны в табл. 2.

Результаты извлечения меди, кобальта и никеля 0,2 М раствором анилида нафтеновых кислот в керосине в зависимости от соотношения водной и орга- нической фаз (С., 1г/л, рН 6,5,

.

ь 5 мин) даны в табл. 3.

Медь из органической фазы легко

реэкстрагируется слабыми растворами минеральных кислот, например серной кислоты. При соотношении органической и водной фаз 0:4 2:1 медь полностью реэкстрагируется 0,1 н. раствором серной кислоты при 5-минутном перемешивании фаз. Подтверждающие данные реэкстракции меди приведены в табл. 4 ( О:В 2:1).

При реэкстракции меди из органической фазы серной кислотой экстраген полностью регенерируется, что дает возможность повторного его использования. Десятикратное возвращение экстрагента в цикл не уменьшает его экстракционной способности.

Эффективность предлагаемого спосо ба по селективному извлечению меди из растворов кобальта и никеля проверена в лабораторных условиях на искусственных смесях и растворах, полученных при аммиачном выщелачива нии медьсодержащих кеков.

-Пример 1. 50 мл водного раствора, содержащего, г/л: медь 1,0; ко

-

О )5

20

30

35 40

25

45

50

55

бальт 1,0; никель 1,0, имеющего рН 4,5, контактируют с 50 мл 0, 2 М керосинового раствора анилида нафтеновых кислот в течение 5 мин. После расслаивания фаз (на что требуется 10- 20 мин) органический слой отделяют от водного и определяют содержание металлов. В органической фазе найдено 0,445 г/л меди, кобальт и никель не обнаружены. В рафинате найдено 0,555 г/л меди. Переход меди в органическую фазу 44,5%.

Пример 2. 50 мл водного раствора, содержащего г/л: медь 1,0; кобальт 1,0; никель 1,0, имеющего рН 6,5, контактируют с 50 мл 0,2 М керосинового раствора анилида нафтеновых кислот в течение 5 мин. После расслаивания фаз органический слой отделяют и в нем определяют содержание метапов. Найдено меди 0,999 г/л, что соответствует 99,9% ее извлечения, кобальт и никель не обнаружены.

Пример 3. 50 мл водного раствора, содержащего, г/л: медь 1; кобальт 1; никель 1, имеющего рН 8,6, контактируют с 50 мл 0,2 М керосинового раствора анилида нафтеновых кислот в течение 5 мин. После расслаивания фаз в органическом слое определяют содержание металлов. Медь составляет 0,552 г/л, т.е. 55,2% ее извлечения, а кобальт и никель отсутствуют, т.е. полностью остаются в водном растворе.

Пример4. 50 мл водного раствора, содержащего, г/л: медь 1; медь 10; никель 10, имеющего рН 6,0-, контактируют с 50 мл 0,2 М раствора анилида нафтеновых кислот в керосине в течение 5 мин. После расслаивания фаз в органической части определяют концентрацию металлов. Меди найдено 0,992 г/л, что составляет 99,2% ее извлечения, а кобальт и никель не обнаружены.

Пример5. 50 мл водного раствора, содержащего, г/л: медь 1; кобальт 25; никель 25, имеющего рН 6,0, контактируют с 50 мл 0,2 М керосинового раствора анилида нафтеновых кислот в течение 5 мин. После расслаивания фаз органический слой отделяют и в нем определяют содержание металлов. Концентрация меди соответствует 0,918 г/л, т.е. 91,8% ее извлечения. Никель и кобальт отсутствуют,

5153

так как полностью остаются в водной фазе.

П р и м е р 6. Водный раствор в объеме 50 мл с рН 6, содержащий, г/л: медь 1; кобальт 1; никель 1, контактируют с 50 мл раствора анилида нафтеновых кислот в керосине различно концентрации в течение 5 мин.

Полученные данные по извлечению ме таллов в зависимости от концентрации реагента приведены в табл. 5.

Пример 7. 30 мл водного раствора, содержащего, г/л: медь 1; кобальт 1; никель 1, имеющего рН 6,0, контактируют с 10 мл 0,2 М раствора анилида нафтеновых кислот в керосине (В:О 3,1) перемешиванием в течение 5 мин. После отделения фаз в рафинаде найдено, г/л: кобальт 1; никель 1; медь 0,001, что составляет 99,9% извлечения меди в органическую фазу. В органической фазе после реэкстрак- ции никель и кобальт не обнаружены.

Примерв. К 30 мл водного раствора, содержащего, г/л: медь 1, кобальт 1; никель 1, добавляют водный раствор аммиака до установления рН 6,0 и контактируют с 5 мл 0,2 М керосинового раствора анилида нефте- новых кислот (В:0 6:1) в течение 5 мин. После отделения фаз в органической части найдено 5,07 г/л меди, что составляет 84,5% ее извлечения.

Q

ляет 99,9% ее извлечения. Никель и кобальт остаются в водном растворе.

25 мл экстракта перемешивают с 25 мл 0,1 н, раствора H2S04в течение 5 мин. После разделения фаз содержание меди в водном слое составляет 1,996 г/л, т.е. 99,9% ее реэкстрак- ции.

Пример 10. 50 мл водного раствора, содержащего, г/л: медь 5; кобальт 5; никель 5 и имеющего рН 6,0, контактируют с 25 мл 0,2 М раствора анилида нафтеновых кислот в керосине в течение 5 минут. После разделения фаз содержание меди в органическом слое соответствует 9,96 г/л, т.е. 99,6% от исходного о Никель и кобальт в органической фазе не обнаружены. Органическую фазу перемешивают с 25 мл 0,5 н. раствора Н250Ф в течение 5 мин. После отделения фаз содержание меди в водной части составляет 9,92 г/л, т.е. 99,5% 5 ее реэкстракции.

Формула изобретения

5

0

1. Способ извлечения меди из растворов, включающий экстракцию меди из раствора, содержащего также никель и кобальт, и реэкстракцию, отличающийся тем, что, с целью повышения селективности процесса,

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к экстракционным способам извлечения меди и растворов, содержащих также никель и кобальт. Цель изобретения - повышение селективности процесса. Экстракцию меди из растворов проводят 0,1-0,3 М керосиновыми растворами анилида нефтеновых кислот формулы @ , где R - нефтеновый радикал, содержащий 12-13 углеродных атомов. Экстракцию проводят при этом при рН 5-7, после чего медь реэкстрагируют. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

Никель и кобальт в органической фазе экстракцию проводят 0,1-0,3 М керосине обнаружены, так как полностью остаются в рафинате.

Пример9. 50 мл водного раствора, содержащего, г/л: медь 1; кобальт 5; никель 5 и имеющего рН 6,0, ДО контактируют с 25 мл 0,3 М раствора анилида нафтеновых кислот в керосине в течение 5 мин. После отделения водной фазы от органической в последней определяют содержание металлов. Найдено 1,998 г/л меди, что составновым раствором анилида нафтеновых кислот формулы

О R-C-NH-/0

где R - -C(J - нафтеновый радикал.

экстракцию проводят 0,1-0,3 М керос

новым раствором анилида нафтеновых кислот формулы

О R-C-NH-/0

где R - -C(J - нафтеновый радикал.

Таблица 1

Продолжеиен табл.

рН Извлечение металлов в органическую Фазу при разновес- однократной экстракции, %

Т - - - - ---- - - - ---1- -- - ---- -

Си СоNi

7,098,6

7,598,6 10,52,0

8,088,0 31,611,0

8,556,0 71,030,4

9,015,0 94,290,3

10,0Не обнаружена 76,586,0

-- - - - -. -.« -.« «.. «. .- .„-

Таблица 2

Концентрация металлов Соотношение Содержание металлов Степень в исходном растворе, Cu:Ni:Co в водной фазе после извлече- г/лэкстракции, г/л ния меди

в оргаCu Co NiСи Со Ni ническую

фазу, %

1

2

5

10

15

20

25

1:1:1

1:2:2

1:5:5

1:10:10

1:15:15

1:20:20

1:25:25

фаз,

Соотношение В: О

Содержание металлов в экстракте, г/л

водная

органическая

Си

5,0 5,0 5,0 5,0 5,0 5,0

1:1 2:1 4:1 4:1 5:1 6:1

1,0 2,0 3,0 4,0 4,8 5,09

нтрация в эксе, г/л

Время перемешивания, мин

2 3 5 5 5

Концентрация H2S04, н.

0,1

0,1 0,1 0,2 0,5

нао-

1

2 5

10 15 20 25

1

2

5

10 15

20 25

100,0 100,0 99,0 98,0 96,0 94,0 90,0

Т а б °п и ц а 3

в

Ni

Степень извлечениямеди в органическуюфазу, %

бнару- Не обна- 100,0

100,0 100,0 100,0 96,0 84,8

ружен и

ii

н

к

Т а

лица

Реэкстракция меди в водную фазу, %

100,0

100,0

100,0

99,8

99,8

0,846

0,996

1,000

1,00

1,00

1,00

1,00

1,00

1534080

10 Таблица 5

,154 ,04

100,0 100,0

84,6 Не обна- 99,6 ружен

100,0 100,0 100,0 100,0

Т1.

tt tl II

Фазы расслаиваютсячетко

Фазы расслаиваютсямедленно