Способ извлечения солей двухиилитрехвалентных металлов из кислых pact-bopob

Со фз Советских Социалистических Рвспублин(51)М, ,з с присоединением заявки М 2765884/23-26 В 01 0 15/00 Государственный комитет СССР ио делам: изобретений и открытий(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СОЛЕЙ ДВУХ- И/ИЛИ ТРЕ ВАЛЕНТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ КИСЛЫХ РАСТВОРОВ способиэ водныническиьзованоизвлечеислых я и раздентных ме+ з+ 10 ит в т и неус му обл ограни м,ойстьиичес ьому резул тату .тся способ извлели трехвалентных створов, включамяносодержащемспособу соринтезированн иевом катион содержащих лы, предпочт хвалентные 12).о способа, явл разделения дв бциюомите,двухияет-ух- З накоме по Изобретение относится кизвлечения солей металловрастворов с помощью неоргавеществ и может быть исполхимической технологии дляи разделения металлов из крастворов.Известен способ извлечеления солей двух- и трехваталлов, например 5 г -У и ВФ ЗФна окиси алюминия 11 .Недостаток способа состчто окись алюминия хнмичесчива в кислых средах, поэтприменения данного способавается только рН средами.Наиболее близким по техсущности и достигаемк предлагаемому являечения солей двух- и/иметаллов из кислых рающий сорбцию на сурькатионите. По данномуведут на специально ссурьмянофосфорнокремнкоторый иэ растворов,и трехвалентные металтельнее поглощает треНедостатком данногся невысокая степень и трехвалентных металлов, Кроме того, способ не предусматривает десорбции поглощенных ионов, а поэтому исконцентрировать соли металлов.Цель изобретения - возможность концентрирования солей металлов,Поставленная цель достигаетсяпредлагаемым способом извлечения солей двух- и/или трехвалентных металлов иэ кислых растворов, включающимсорбцию сурьмяносодержащим катионитом, после сорбции проводят десорбцию раствором минеральной кислоты,содержащим гидразин или гидроксиламини промывку катионита 10-12 М раствором кислоты при 80-100 С. При этомдля концентрирования солей двухи/или трехвалентных металлов десорб,цию ведут раствором минеральнойкислоты, содержащим 4-10 г/л гидразина или гидроксиламина, для разделения солей двух- и трехвалентныхметаллов 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 гидразинаили гидроксиламнна.Отличительным приз способаявляется осуществлени сле сорб 814 391ции стадии десорбции раствором минеральной. кислоты, содержащим гидраэинили гидроксиламин.Другие отличия заключаются в том,что, с целью концентрирования солейдвухвалентных и/или трехвалентных 5металлов, десорбцию ведут раствором.минеральной кислоты, содержащим4-10 г/л гидразина или гидроксиламина, с целью разделения солей двухылй трехвалентных металлов десорбциюведут сначала раствором кислоты, содержащим 2-3 г/л гидразина илигидроксиламина, а затем растворомкислоты, содержащим 4-10 г/л гидразина или гидроксиламина.Кроме того, после десорбции катионит промывают 10-12 М растворомкислоты при 80-100 оС,Технология способа состоит вследующем.Для извлечения солей двухвалентных 20металлов из О,5-2 М кислых сред проводят сорбцию на различных сурьмяносодержащих катионитах по любому иэизвестных вариантов осуществлениясорбционных процессов (статическому,динамическому с неподвижным слоемсорбента или в противоточном режиме).Затем, в случае необходимости, проводят промывку сорбента растворомс тем же рН или с той же кислотностьюЗчто и исходный. Затем проводят десорбцию кислыми растворами, содержащими гидразин или гидроксиламин сконцентрацией 4-40 г/л. Для эффективного проведения десорбции достаточнопропускания 4-10 "колоночных объемов"4-6 М кислых растворов, содержащих4-10 г/л гидразина, при температуре20-50 С, Изменением температуры прооведения процесса регулируют интенсивность разложения гидразина в кислой 40среде и тем самым понижают или повышают концентрацию элемента в элюате.Так, при проведении максимальногонасыщения сурьмяносодержащих сорбентов двухвалентными ионами (100500) мг/г процесс ведут при 45-50 С,а при насыщении (10-20) мг/г - при20-25 С. Вследствие газовыделения впроцессе десорбции предпочтительнымявляется его проведение при направ Оленин раствора снизу вверх. Объемнаяскорость, протекания элюата составляет 2-3 объема/ч. Затем промываютсорбент 2-5 колоночными объемами10-12 М азотной кислоты при 80-100 ОС.Эта операция необходима для разложе 55ния остатков гидразина, который, вслучае его задержки в объеме сорбента, вызывает резкое ухудшение процесса сорбции в следующем цикле. ДляэффективноГо проведения данной операции ее можно осуществлять во взвешенном слое сорбента, для чего горячим раствором кислоты с направлениемпотока снизу вверх поднимают весьсорбент в расширитель,и проводят бар ботаж воздухом в течение 10-30 мин.Затем колонку промывают,тем же по кислотности раствором, что и исходный,и вновь повторяют сорбционный цикл.Вместо гидразина по предлагаемомуспособу можно использовать те жеыо концентрации растворы гидроксиламина, которые обладают аналогичнымстроением молекулы (гидразин -М,Н 43 ХНМО или - Х Н 504 гидроксиламин - (МНОН) Х НМОЗ или - 3 СН 504)и также, как и гидразин, являютсявосстановителями. Следует отметить,что в случае выделения двухвалентныхметаллов эти восстановительные свойства не могут иметь решающего влияния на процесс десорбции, так какбольшое количество ионов, напримерСд , Ва , 5 г , обладают толькоодним валентным соотношением. Механизм десорбции в данном случае заключается в том что гидраэин илигидроксиламин, взаимодействуя с кислыми растворами и разлагаясь приэтом, проникают в микропоры сорбентаи вытесняют оттуда ионы, которыезатем по транспортным порам кислымирастворами окончательно вымываются.В случае необходимости совместного выделения двух- и трехвалентных металлов десорбцию ведут 4-10колоночными объемами 4-6 М кислот,содержащих 4-10 г/л гидразина илигидроксиламина, при 40-50 С. Дляраздельной десорбции сначала колонку промывают 4-6 колоночными объемами 4-6 М кислот, содержащих +2-3 г/лгидразина или гидроксиламина при20-40 оС, затем раствором кислотытой же концентрации, содержащим 410 г/л гидразина или гидроксиламина,Скорость пропускания растворов придесорбции составляет 2-4 объема/ч.Перед проведением следующего сорбционного цикла разлагают остаткигидразина или гидроксиламина путемпрогрева колонки при 80-100 оС,П р и м е р 1. Проводят в динамическом режиме сорбционное поглощение5 г из 1 М раствора НМО на фосфорносурьмяном катионите по известномуи предлагаемому способу при следую-.щих условиях: сорбция - нагрузка20 мг/г сорбента при 50 С, десорбция - 12 М НМО при 50 С, объемнаяскорость 2 об/ч (известный); и 4 МНМО + 8 г/л гидразиннитрата (температура и скорость та же)(предлагаемый).В первом и втором случае проведено по 5 циклов сорбции-десорбции;в первом случае в 10 колоночных объе-.мах содержалось от 5 до 10 отсорбированного количества стронция, вовтором в 5 - около 60, а в 10 - примерно 100. После проведения процесса сорбенты выгружались из колонок, .тщательно перемешивались, высуши 8 ались до постоянного веса при 160 С814391 Формула изобретения ВНИИПИ Заказ 870/6 Тираж 706 Подписное Филиал ППП "Патент",г.ужгород,ул.Проектная,4 и рентгеноспектральным методомопределялось остаточное содержаниестронция в сорбенте. По известномуспособу остаточное содержание стронция составляет 9,42 по предлагаемому - 0,34.П р и м е р 2. По примеру 1 проводят сорбционное поглощение стронцияна сурьмянокремниевом катионите. В.качестве элюента используют 5 М азотнокислые растворы +4 г/л гидразиннитрата. Остаточное содержание стронцияпо известному способу составляет8,42, по предлагаемому - 0,20., П р и м е р 3. По примеру 1проводят поглощение 8 а на сурьмянохффосфорнокремниевом катионите принагрузке 80 мг/г сорбента, в качестве элюента используют 6 М азотнокислые растворы +10 г/л гидроксиламинанитрата. По известному способу средний процент десорбции по 5 циклам 205-8, по предлагаемому 98,4.П р и м е р 4. По примеру 1проводят поглощение Сд из сернокислых растворов при нагрузке 10 мг/гсорбента. В качестве элюента используют 4 М сернокислые растворы +4 г/лгидразинсульфата,По известному способу средний процент десорбции по 5 циклам 2-4, апо предлагаемому 97,4,П р и м е р 5. В динамическом режиме проводят сорбционное поглощение5 ги Се из 0,5 М НИОЗ растворов насурьмянофосфорнокремниевом катионите,в следующем режиме: сорбция - нагрузка 10 мг каждого элемента на 1 гсорбента, температура 50 С, десорбция4 М ННОЕ + 10 г/л гидразиннитрата,температура 50 С. Скорость - 2 об./ч.В первых 5 колоночных объемахдесорбирующегося раствора содержится 40около 90 Се и 7 5 г, в следующих 5около 10 Се и 92 5 г.П р и м е р 6. В условиях примера 1 проводят совместную сорбцию5 г и Се. 45Десорбцию ведут в следующем режиме;а) профявка сорбента 4 колоночными объемами 6 М ННОЕ + 3 г/л гидразиннитрата при 20 С со скоростью503 об./ч,б) промывка сорбента 6 колоночными объемами 4 М НМО + 8 г/л гидразиннитрата со скоростью 2 об./ч.Анализ показал, что в растворе(а) содержится 100 Се и 5 5 г, а врастворе (б) - Се не обнаружен,5 г 95.П р и м е р 7. По иримеру 1 про 1+водят сорбционное поглощение Ва иАВ на сурьмянокремниевом катионите ф 0 из 0,2 М НМОз раствора. Количество циклов сорбции - десорбции 5. Десорбцию ведут по примеру 6 за исключением того, что вместо гидразина используют гидроксиламин; колонку сначала промывают,6 колоночными объемами 4 М НМО + 2 г/л гидроксиламина, затем 10 колоночными объемами 6 М НМОэ + 4 г/л гидроксиламина.Таким образом, реализация предлагаемого способа позволяет проводить как совместное, так и раздельное концентрирование 2-3 валентных металлов при сорбционном извлечении их из кислых сред с получением солей металлов при многоциклическом проведении процесса. 1. Способ извлечения солей двухи/или трехвалентных металлов из кислых растворов, включающий сорбцию сурьмяносодержащим катионитом, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью концентрирования солей металлов, после сорбции проводят десорбцию раствором минеральной кислоты, содержащим гидразин или гидроксиламин;2. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью концентрирования солей двухвалентных и/или трехвалентных металлов, десорбцию ведут раствором минеральной кислоты, содержащим 4-10 г/л гидразина или гидроксиламина.3. Способ по п.1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что, с целью разделения солей двух- и трехвалентных металлов, десорбцию ведут в две стадии, сначала раствором кислоты, содержащим 2-3 г/л гидразина или гидроксиламина, затем раствором кислоты, содержащим 4-10 г/л гидразина или гидроксиламина.4. Способ по пп.1-3, о т л и ч а - ю щ и й с я тем, что после десорбции катионит промывают 10-12 М раствором кислоты при 80-100 фС. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Михеев Н.Б. Производство изотопов. - Тезисы докл. на Всесоюзнойнаучно-технической конференции.ХХ лет производства и примененияизотопов и источников ядерных излучений в народном хозяйстве СССР, М.,