Способ извлечения солей двух- и/илиТРЕХВАлЕНТНыХ МЕТАллОВ из КиСлыХ PACT-BOPOB Советский патент 1981 года по МПК B01D15/00 

Изобретение относится к способам извлечения солей металлов из водных растворов с помощью неорганических веществ и может быть использовано в химической технологии для извлечения и разделения металлов из кислых растворов. Известен способ извлечения и разде ления солей двух- и трехвалентных металлов, например 5г-У и Ва - La, на окиси алюминия 111. Недостаток способа состоит в том, что окись алюминия химически неустойчива в кислых средах, поэтому область применения данного способа ограничивается только рН средами. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ извле чения солей двух- и/или трехвалентных металлов из кислых растворов, включающий сорбцию на сурьмяносодержащем катионите. По данному способу ссчрСцию ведут на специально синтезировашном сурьмянофосфорнокремниевом катионите, который из растворов, содержащих двух и трехвалентные металлы, предпочтительнее поглощает трехвалентные Г2. Недостатком данного способа являет ся невысокая степень разделения двухитрехвалентных металлов. Кроме того, способ не предусматривает десорбции поглощенных ионов, а поэтому и сконцентрировать соли металлов. Цель изобретения - возможность концентрирования солей метсшлов. . Поставленная цель достигается предлагаемым способом извлечения солей двух- и/или трехвалентных металлов из кислых растворов, включающим сорбцию сурьмяносодержащиМ катионитом, после сорбции проводят десорбцию раствором минерсшьнойКИСЛОТЫ, содержащим гидразин или гидроксиламин и промлвку катионита 10-12 М раствором кислоты при 80-100 с. При этом для концентрирования солей двухи/или трехвалентных металлов десорб.цию ведут раствором минеральной кислоты, содержащим 4-10 г/л Гидразина или гидроксилс1мина, для разделения солей двух- и трехвалентных металлов десорбцию ведут в две стации: сначала раствором кислоты, содержащим 2-3 г/л гидразина или гидроксиламина, а затем растворяют кислоты, содержащим 4-10 г/л гидразина или гидроксиламина. Отличительным признаком способа является осуществление после сорбции стадии десорбции раствором минеральной . кислоты, содержащим гидразин или гидроксиламин. Другие отличия заключаются в том, что, с целью концентрирования солей двухвалентных и/или трехвалентных металлов, десорбцию ведут раствором минеральной кислоты, содержащим 4-10 г/л гидразина или гидроксилами«а, с целью разделения солей двух или трехвалентных металлов десорбцию ведут сначала раствором кислоты, содержащим 2-3 г/л гидразина или гидроксиламина, а затем раствором кислоты, содержащим 4-10 г/л гидразина или гидроксиламина. Кроме того, после десорбции катионит промывают 10-12 М раствором кислоты при 80-100°С. Технология способа состоит в следующем. Для извлечения солей двухвалентны металлов из 0,5-2 М кислых сред проводят сорбцию на различных сурьмяносодержащих катионитах по любому из известных вариантов осуществления сорбционных процессов {статическому, динамическому с неподвижным слоем сорбента или в противоточном режиме Затем, в случае необходимости, проводят промывку сорбента раствором с тем же рН или с той же кислотность что и исходный. Затем проводят десорбцию кислыми растворами, содержащими гидразин или гидроксиламин с концентрацией 4-40 г/л. Для эффектив ного проведения десорбции достаточно пропускания 4-10 колоночных объемов 4-6 М кислых растворов, содержащих 4-10 г/Л гидразина, при температуре 20-50 С. Изменением температуры проведения процесса регулируют интенсив ность разложения гидразина в кислой среде и тем самым понижают или повыщают концентрацию элемента в элюате Так, при проведении максимального насыщения сурьмяносодержащих сорбентов двухвалентными ионами (100 500) мг/г процесс ведут при 45-50 0 а при насыщении (10-20-) мг/г - при 20-25 0. Вследствие газовыделения в процессе десорбции предпочтительным является его проведение при направлении раствора снизу вверх. Объемна скорость, протекания элюата составля ет 2-3 объема/ч. Затем промывают сорбент 2-5 колоночными объемалю . 10-12 М азотной кислоты при 80-100° Эта операция необходима для разложе ния остатков гидразина, который, в случае его задержки в объеме сорбен та, вызывает резкое ухудшение процесса сорбции в следующем цикле. Дл эффективного проведения данной опер ции ее можно осуществлять во взвешенном слое сорбента, для чего горя чим раствором кислоты с направление потока снизу вверх поднимают весь сорбент в расширитель.и проводят ба ботаж воздухом в течение 10-30 мин. Затем колонку промырают. тем же по кислотности раствором, что и исходный, и вновь повторяют сорбционный цикл. Вместо гидразина по предлагаемому способу можно использовать те же по концентрации растворы- гидроксиламина, которые обладают аналогичным ртроением молекулы (гидразин М Н чХНМОз или - XНjSO.гидроксиламин - (NHaOH) X ННОз или ) и акже, как и гидразин, являются восстановителями. Следует отметить, что в случае выделения двухвалентных металлов эти восстановительные свойства не могут иметь решающего влияния на процесс десорбции, так как большое количество ионов, например Cd, Ва , Sr, обладают только одним валентным соотношением. Механизм десорбции в данном случае заключается в том, что гидразин или гидроксиламин, взаимодействуя с кислыми растворами и разлагаясь при этом, проникают в микропоры сорбента и вытесняют оттуда ионы, которые затем по транспортным порам кислыми растворами окончательно вымываются. В случае необходимости совместного выделения двух- и трехвалентных металлов десорбцию ведут 4-10 колоночными объемами 4-6 М кислот, содержащих 4-10 г/л гидразина или гидроксиламина, при 40-50с. Для раздельной десорбции сначала колонку промывают 4-6 колоночными объемами 4-6 М кислот, содержащих +2-3 г/л гидразина или гидроксиламина при 20-40 С, затем .раствором кислоты той же концентрации, содержащим 410 г/л гидразина или гидроксиламина. Скорость пропускания растворов при десорбции составляет 2-4 объема/ч. Перед проведением следующего сорбционного цикла разлагают остатки гидразина или гидроксиламина путем прогрева колонки при 80-100°С, Пример. Проводят в динамическом режиме сорбционное поглощение 1 М раствора HNO на фосфор.носурьмяном катионите по известному и предлагаемому способу при следую-, щих условиях: сорбция - нагрузка 20 мг/г сорбента при 50с десорбция - 12 М HNOj при 50С, объемная скорость 2 об/ч (известный); и 4 М HNO + 8 Г/л гидразиннитрата (температура и скорость та же)(предлагаемый) . В первом и втором случае лроведено по 5 циклов сорбции-десорбции; в первом случае в 10 колоночных объемах содержалось от 5 до 10% отсорбированного количества стронция, во втором S 5 - около 60, а в 10 - примерно 100%. После проведения процесса сорбенты выгружались из колонок, тщательно -перемешивались, высушивапйсь до постоянного веса при