СПОСОБ ИОНООБМЕННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ :КАТИОНОВ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ Советский патент 1973 года по МПК B01D15/04 C01G51/00 

1

Изобретение относится к области очистки технологических и сбросных растворов с помощью ионообменных смол и предназначено для утилизации ионов цветных металлов.

Известен способ ионообмениото извлечения катионов цветных металлов, например меди, кобальта, из растворов, например технологических и сбросных, включающий сорбцию катионов на макропористом ионите, например КУ-23.

Существенным недостатком этого способа является малая ионообменная емкость используемых материалов и больщие расходы реагентов при регенерации.

Повышение степени извлечения и упрощение технологии обеспечивается тем, что процесс сорбции ионитом КУ-23 ведется периодически. Периодически иасыщаемый катионами цветных металлов ионит обрабатывается раствором щелочи до полной блокировки функциональных групп ионита осадками гидроокисей металлов. Для выведения ионов цветных Металлов из ионита проводится регенерация его кислотой.

Предлагаемый метод применим в широком диапазоне концентраций растворов, но наиболее эффективно может быть использован для очистки и концентрирования растворов до 0,1 н. по ионам цветных металлов. С целью повышения степени извлечения ионов из растворов процесс сорбции проводится при скоростях потока cv; 10 . Контроль за поглощением ионов цветных металлов катионитом ведут на выходе из колонки (снимают выходпые кривые). Когда концентрации ионов меди или кобальта па входе и выходе из колонки оказываются равными (исчерпывание ионообменной емкости), подачу раствора прекращают.

Через колонку пропускают небольшое количество дистиллированной воды для вымывания раствора, находящегося в фильтре, а затем пропускают 0,,2 н. раствор щелочи NaOH со скоростью 10 . Расход щелочи

составляет 1 мг-зкв на 1 мг-экв ионов меди или кобальта, находящихся в ионите. Затем через колонку пропускают небольшое количество дистиллированной воды для удаления избытка щелочи и повторяют процесс сорбции ионов цветных металлов из растворов (число циклов обработок). Гидравлическое сопротивление слоя ионита при двенадцатикратном цикле обработок увеличивается вдвое по сравнению с исходным ионитом (максимальная линейная скорость уменьшается с 70 до 33 ). Пример 1.

1. Через колонку, заполненную макропористым катионитом КУ-23 (высота слоя ионита

16 см, диаметр колонки 1 см), пропускают раствор 0,05 и CuS04 со скоростью 10 до выравнивания концентрации ионов меди на входе и выходе из колонки (400 см ). Затем прсиускают 100 сл1 дистиллированной воды, после чего пропускают 100 сиг 0,1 н. раствора NaOH со скоростью 5 . Так как коицеитрация щелочи иосле лропускания ее через колонку меняется незначительно и элюант не загрязняется, то выходящий раствор щелочи из-под колоики можно использовать для последующего осаждения меди в ионите. Промывают колонку 100 см дистиллированной воды. Количество осажденной меди в виде гидроокиси в матрице ионита равно 15,2 мг-экв.

2.Через -колонку последовательно пропускают 400 см 0,05 н. раствора CuSO4 со скоростью 10 , 100 см воды, 100 слг 0,1 и. NaOH со скоростью 5 и 100 см воды. Количество осажденной меди в ионите после вторичной обработки равио 29,2 мг-экв.

3.Через колонку последовательно пропускают 400 c/ii 0,05 н. раствора CuS04 со скоростью 10 , 100 см воды, 100 см 0,1 и. NaOH со скоростью 5 и 100 СЛ1 воды. Количество осажденной меди в ионите иосле трех циклоп обработок 41,2 мг-экв.

4.Через колонку последовательно нропускают 400 см 0,05 и. NaOH, 100 см воды, 100 см 0,1 н. NaOH, 100 см воды. Количество осаждеииой меди в ионите после четырех циклов обраоото:; равно 55,2 мг-экв.

5.Пропускают через колонку иоследовательно 400 см 0,05 н. CuSOi, 100 см воды, 100 см 0,1 н. NaOH, 100 см воды. Количество осажденной меди после п-яти циклов обработок равно 70 .,i2-3Kj

6.Пропускают через колонку 400 см 0,05 и. CuS04 со скорссть о 10 c,.:iiH, 100 c.ijs воды, 100 см 0,11;. NaOH со с;;оростью 5 и 100 с.:1 воды. Ко:п-1чество оса кденной меди

в ионите после .шестн циклов обработок разно 84,1гг-5/сй.

7.Пропускают 400 сл.з 0,05 н. CuS04, 100 слз воды, {00 с,- 0,1 п. NaOH, 100 см воды. Количество осажденной .меди равно 98,6 мг - экв.

8.Пропускают последовательно через колонки 0,05 н. СиЗОл, 100 см воды, 100 см 0,1 н. NaOH и 100 см воды. Количество осаждепной модп в jiciiiiie равно 112,6 мг-экв.

9.Процускают последовательно через колонку 400 см 0,05 к. OuSO4, 100 си воды, 100 сж 0,1 н. NaOH и 100 слг дистиллированной воды. Количество осаждеииой меди в ионнте после девяти циклов обработок равно 122,6 мг-экв.

10.Пропускают последовательно через колонку 400 С..1:- 0,05 н. CuSO, 100 см воды, 100 сл;3 0,1 11. NaOH и 100 см воды. Количество осажденной .меди в ионите иосле десяти циклов обработок равно 131,6 мг-экв.

11.Через колоику пропускают последовательно 400 см 0,05 н. CuSO4, 100 см воды, 100 огз 0,1 н. NaOH и 100 см воды. Количество осажденной -меди в ионите равно 135,6 мг- же.

После девяти циклов обработок наблюдается почти полное блокирование функциональмых гругл катионита осадком гидроокиси меди, что выражается в резком уменьшении обменной емг:ости ионита.

После завершения девяти циклов обработок с целью извлечения меди из ионита проводится процесс регенерации его 0,5 н. раствором HCL Через колонки пропускают со скоростью 5 400 с.м 0,5 и. НС1. Количество вымыЕпейся меди из ионита равио 121 мг-экв. Расход кислоты на 1 мг-экв меди составляет 1,5 .

Пример 2. Процесс поглощения ионов кобальта ведут анлогично процессу поглощения ионов меди. При девятикратном цикле обработки .количество осажденного кобальта в фазе ионита (длина колонки 16 см диаметр 1 см) равно 132 мг-экв.

Пред М ет изобретения

Способ ионооб.ме;{ного извлечения катионов цветных металлов, нанри.лтер меди, кобальта, из растворов, например технологических и сбросных, включающий сорбцию катионов на макропористом ионите, например катионите КУ-23, и регенерацию последиего кислотой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения и упрощения технологии, процесс сорбции ведут периодически и перед регеперацксй периодически насыщаемый катионами цветных металлов ионит обрабатывают раствором щелочи до полной блокировки функцпональиых групп иоиита осадками гидроокисей металлов.