Способ извлечения металлов из водных растворов

//С 22 В 34/О исоединением э сударствениыи комитетавета Министров СССРао делам изооретеиийи открытий(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИРАСТВОРОВ Изобретение относится к экстракционным процессам выделения, разделения и очистки металлов из водных растворов и может найти применение в гидрометаллургических процессах и производствах.Известен способ экстракционного извле чения металлов, например извлечение и очистку протактиния из сернокислых растворов, в которых присутствуют в больших количествах ниобий, тантал, цирконий и другие элементы. Протактиний количествен. но экстрагируют О, 1 М раствором ди- -этилгексилфосфорной кислоты в бензоле из сернокислых растворов с концентрацией серной кислоты до 30 н, С целью достижения высоких степеней отделения протекания от примесей ниобия, тантала, циркония и других элементов используют комплексообразуюшиа реагенты: плавиковую и щавелевую кислоты, перекись водорода на стадии экстракции, а так же на стадии его реэкстракции 11,Известный также способ извлечения и очистки металлов из водных растворов экстракцией органическими экстоагентами, 25 смесями органических экстрагентов и ихрастворами в органических разбавителяхне позволяет достигать высоких степенейразделения, а обеспечивает только количественный переход извлекаемого металлав органическую фазу 2. Высоких степенейразделения металлов в экстракционных процессах достигают: применением водорастворимых комплексообразователей на стадияхэкстракции и реэкстракции; промываниеморганических экстрактов металлов воднымирастворами комплексообразуюших реагентов; обработкой рафинатов или реэкстрактов другими по природе экстрагентами,Известные способы, применяемые для достижения высоких степеней разделения металлов в процессах, приводят при их промышленном осуществлении к повышению капитальных и эксплуатационных затрат, вследствие увеличения числа ступеней экстракционного каскада.Гжелью изобретения является повышение эффективности извлечения металлов, эффективности разделения и сокрашения операций- ., 74 э 0,2 мг-экв/л0,08 мг-екв/л0,3 мг-экв/л0,36 мг-акв/л 0,5 мг - экв/л30,0 мг - экв/лменее 0,001 мг-экв/лотсутствует ЦНИИПИ Заказ 2618/3 филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Поставленная цель достигается тем, что акстракцию проводят смесью экстрагентов при температуре не ниже критической температуры растворения этих органических акстрагентов друг в друге, а после достижения экстракционного равновесия систему охлаждают до расслоения органической фазы (0)П р и м е р. Водный раствор 6 М азот ной кислоты, содержащей изотопы циркония - 95 5,2 мг-экв/л, ниобия - 95 40 мг-экв/л, церия - 144 1,15 мг-екв/л, цезия - 137 2,2 мг - акв/л, контактируют в течение 3 минут с равными объемами 20%-ного раствора диэтилгексилфосфорной кислоты в тетрахлорэтилене и нитрометаном при соотношении ( + О ):В - 1:1 и температуре выше 42 С когда органические жидкости полностью взаимно смешиваются. После охлаждения равновесной двухфазной системы "жидкость- жидкость до температуры ниже критической температуры растворения (42 + 2 С) органическая фаза разделяется на несмешивающиеся между собой и с водным раст вором (3) органические фазы с образованием трехфазной системы жидкостьжидкость" (О: 0: В - 0,5:0,5:1).Содержание радиоизотопов в отдельных органических фазах следующее. 30фаза 20%-ного раствора ди-атилгексилфосфорной кислоты в тетрахлорэтилене:Цирконий - 95Ниобий - 95Церий . -144Цезий -137фаза нитрометана:Цирконий - 95 0,01 мг - экв/лНиобий -95 0,01 мг -экв/л 40Церий -144 1, 2 мг - экв/лЦезий 137 0,8 мг-экв/лПодобный аффект не достигается при двух последовательных контактах этих же органических жидкостей с исходным водным 45 раствором при температуре выше 40+ 2 С,Первый контакт: водный раствор выше укаэанного состава с 20%-ным раствором диатилгексилфосфорной кислоты в тетрахлорэтилена при соотношении фаз 0:В:2,50 времени контакта 3 минуты.Второй контакт: водный рафинат после 1-го контакта с нитрометаном при соотношении фаз 0:В."2, времени контакта 3минуты.После первого контакта в органической Фазе содержалось: Биркония - 95 3,7 мг-экв/л Ниобия - 95 18,3 мг-экв/л Церия -144 0,8 мг-экв/л Цезия -137 1,3 мг-экв/л После второго контакта в фазе нитрометана содержалось:Циркония - 95Ниобия - 95Берия -144Цезия -137 Таким образом, по предлагаемому способу по сравнению с известным достигается более глубокое разделение ценных компонентов, Коэффициент очистки ниобия - 95 от циркония - 95 по фазе ди-этилгексилфосфорной кислоты возрастает в 15-3.7 раз и более чем в 100 раз от церия - 144 и цезия - 137. По фазе нитрометана очистка церия - 144 и цезия - 137, Но фазе нитрометана очистка церия - 144 и цезия- -137 от циркония - 95 и ниобия -95 возрастает в 30-50 раз.Предлагаемый способ извлечения металлов из водных растворов открывает качественно новые возможности осуществления экстракционных процессов и обеспечивает резкое повышение эффективности извлечения и разделения металлов; снижение капитальных затрат на сооружение экстракционных каскадов; снижение эксплуатационных расходов на электроэнергию, обслуживание и ремонт экстракционного оборудования. формула изобретения Способ извлечения металлов из водных растворов их солей экстракцией смесью органических экстрагентов, о т л и ч а юш и й с я тем, что, с целью повышения извлечения, эффективности разделения и сокрашения операций, экстракцию проводят смесью экстрагентов при температуре не ниже критическойтемпературы растворения этих органических акстрагентов друг в друге, а после достижения акстракционного равновесия систему охлаждают до расслоения органической фазы,Источники информации, принятые вовнимание при экспертизе:1, Журнал аналитической химии, 23,1968, с, 786-787,2, Р, Трейбан, Жидкостная экстракция,Химия, 1966, с. 20-24,Тираж 947 По дписное