Способ очистки растворов сульфата марганца Советский патент 1991 года по МПК B01D15/04 

Изобретение относится к гидрометаллургии марганца, в частности к способам очистки растворов сульфата марганца (II) от меди, никеля, кобальта, цинка, что позволяет получать диоксид марганца (IV) электролитическими или дру1ими известными методами.

Цель изобретения - повышение степени очистки растворов сульфата марганца (II) от ионов тяжелых цветных металлов и интенсификация процесса путем увеличения скорости насыщения сорбента ионами цветных металлов.

П р и м е р 1. Исходные сернокислые растворы марганца имели состав, мг/дм : Си 176; Ni 188; Zn 150; Со 13,7; Мп 100, 1

г/дм3. Значение рН растворов (рН 3) регулировали введением МаОН при интенсивном перемешивании. Полимер АМФ-Т и катионообменник(по прототипу и аналогам) готовили к работе по методике ГОСТ 20255.1-84:10896-78.

Массу навесок в 0,5 г катионообменни- ков и полимера АМФ-Т после набухания в растворе с рН 4,5 помещали в колбу, заливали по 50 мл рабочего раствора (Р) с рН 4,5 и полученную суспензию перемешивали 5 ч. Предварительно установили, что ионообменное равновесие устанавливается в пределах 2-3 ч для полимера АМФ-Т, а общее время контакта ионитов с сернокислым раствором марганца взято из условий прототио ел ел

(Л CJ GJ

па (сорбция 5 ч). После контактирования раствор отделяли от катионообменникое, которые промывали водой (100 мл на одну навеску). Сорбенты после ггромызки заливали в стаканах раствором серной кислоты (100 г/дм3) для злюирования сорбированных элементов при перемешивании, злюат отделяли от сорбента, в элюатах и растворах после сорбции аналитическими методами определяли концентрацию меди, никеля, цинка, кобальта, марганца, По данным аналитического определения рассчитывали статическую обменную емкость (СОЕ, мг/г), коэффициент распределения (табл. 1, данные 2-3-х определений).

П р и м е р 2. Время насыщения полимера АМФ-Т по сравнению с аналогом-прототипом определено в динамических условиях. Брали навески полимера АМФ-Т и катионообменника АНКБ-2 по 0,2 г (по сухой массе), подвергали набуханию в воде (рН 5,4), далее помещали в ионообменную колонку (диаметр 20, h 40 мм) с пористым фильтром и пропускали раствор сульфата марганца (время указано в табл. 3) с рН 5,4 (±0,1), скорость подачи регулировали (20- 22 мл/мин) дозирующим насосом. После контакта навески полимера АМФ-Т и катионообменника АНКБ-2 (прототип) промывали водой для удаления рабочего раствора. Далее элюировали сорбированные ионы металлов раствором серной кислоты (100 г/дм ), в элюате определяли химико-спектральными методами содержание цветных металлов, марганца. По данным анализа рассчитывали степень насыщения полимера (табл. 2), Раствор по составу был, как в примере 1. Кинетика очистки раствора сульфата марганца дана в табл. 2.

По разработанному способу равновесное насыщение полимера АМФ-Т достигается в пределах 2-3 ч. Практически за 2 ч на 97-98% полимер насыщен цветными металлами и устанавливается равновесие по марганцу, в то время как по прототипу необходимо около 5 ч для достижения состояния, близкого к равновесному.

П р и м е р 3. Опробирован способ очистки растворов сульфата марганца (мг/дм 3: Си 195; N1 302; Zn 640; Со 9,6; Мп 130 г/дм3) полимером АМФ-Т в динамических условиях. Полимер готовили, как в примере 1. Установка состояла из ионообменных колонок (диаметр 18, h 200 мм), дозирующих насосов для подачи определенного количества растворов,сита-разделителя,

Процесс очистки проводили следующим образом. В колонку загружали 50 мл полимера (исходное количество), снизу подавали раствор через пористый фильтр, после сорбции раствор собирали из слива на верхней части колонки, его анализировали на содержание цветных металлов. Из сливного крана в нижней части колонки разгружали суспензию полимера, его отделяли на сите (ячейка 0,4 мм) от рабочего раствора отбирали пробу от полимера (1-2 мл), промывали водой, элюировали, в элюате и в растворах после сорбции химико-спектральными методами анализировали концентрацию меди, никеля, кобальта, цинка, марганца. По полученным данным рассчитывали обменную емкость СДОЕ, мг/г), степень извлечения цветных металлов (табл. 3).

Очистка растворов сульфата марганца от примесей цветных металлов в динамических условиях представлена в табл. 3.

Технико-экономическая эффективность способа заключается в повышении коэффициента разделения марганца (П) и цветных металлов в 4-1000 раз по сравнению с прототипом, а также в интенсификации способа за счет сокращения времени сорбции в 4-7 раз. Формула изобретения Способ очистки растворов сульфата марганца (II) от примесей тяжелых цветных металлов, включающий контактирование растворов или пульп с органическим иони- том в солевой форме и последующую десор- бцию цветных металлов минеральной кислотой, отличающийся тем, что, с

целью повышения степени очистки и интенсификации процесса сорбции, очистку осуществляют ионитом состава

Изобретение относится к гидрометаллургии и позволяет повысить степень очистки марганца (l) от тяжелых цветных металлов. Сущность способа заключается в том, что сернокислый раствор марганца, содержащий (г/л) медь 0,176, никель 0,188, цинк 0,150. кобальт 0,0137, марганец 100.1, контактируют при рН 3 в течение 2 ч с ионитом АМФ Т состава сн-сп - с-о NH CjMi, N (fNjCOONcOj СМ, Нг-0-СН-СН, /ч CltrCII-0 СИ;Cfi,-0-CH-CH, Коэффициент разделения при этом соста- вил для меди 1187. никеля 163, цинка 497, кобальта 39,2. сл С

-сн-сн9I L

ш

(CN2COONa)2

СН2 СН-0-СН2СН2 0-СН СН2

с /

CH2-CfrO-CH2СН2-0-СН СН2

3-5

Т а б л и ц а 1

Объем загрузки полимера, мл

50 5,4-5,5 10-15 45-80 3,5-1:5-1 ,3I,11,00,1

,899,699,898,5СЕ 1,6-2,22,5-3,55,5-7,60,137-39

50 5,4-5,5 20-25 180-270 9:1-11:1 С0,41,21,1О, Вf99,799,599,894,1ОЕ4,9-5,17,6-7,915,7-17,00,233-35

50 5,3-5,5 25-35 320-480 12:1-15:1 С0,83,43,22,2f99,498,699,383,9ОЕ7,411,5210,231-33

С - равновесная концентрация металла, мг/дн . % - извлечение металла, 7.. - обменная емкость по металлу, мг/г.

Таблица2

Таблица 3