Способ очистки сульфатных цинковых растворов

1 861313 Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнительное к ав)М. Кл. 3(22) Зая вл 01690 рисоеди некием ки РЙ Гааударетваииый кзните СССР дв делан иззбретеиий и открытийете та опубликования описания 07.09.8,гйОтдел химии и хихимии Сибнрскогорганической химии гии институт ССР Новос деления АН но - конструкт тделения АН С Сибирского о(71) Заявители исследовательский и и талл гии цветных метза 4) СПОСОБ ОЧИСТКИ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫ РАСТВОРОВ фтоИзобретение относится к области гидроме. таллургии тяжелых цветных металлов, в част. ности к способам очистки сульфатных цинковых растворов от галогенид - ионов; хлора и фтора, наиболее трудно удаляемых из сульфатных цнн 5 ковых растворов перед операцией электролиза цинка.Известен способ очистки сульфатных цинковых растворов. от ионов хлора осаждением медным кеком 1)Недостатками способа являются большая продолжительность процесса очистки, частичное соосаждение и потери цинка и кадмия с медно- хлорным кеком, а также невысокая степень очистки. т 5Наиболее близким к изобретению по тех. нической сущности и достигаемому эффекту является способ очистки сульфатных цинковых растворов от хлора экстракцией сульфатами жирных и жирноароматических четвертичных аммониевых оснований в присутствии высокомолекулярных спиртов или три-н-бутилфосфата с по:ледующей реэкстракцней водными растворами соединений, содержацих бисульфат-ион 2,Экстракцию С 1- и Г - ионбв осуществляют 10-4. ным раствором сульфата четвертичного аммониевого основания (бензилтриалкиламмо. ния нли метилтриалкиламмония). При использовании в качестве разбавителя предельных углеводородов, например керосина, для предотвращения образования при экстракцнн двух орга нических фаз к экстрагенту добавляют 10 - 20% высокомолекулярного спирта или три.н-бутил. фосфата, Резкстрзкштю хлора н фтора иэ органической фазы н регенерзцию экстрагента проводят обработкой 1-2 н. водными растворами бисульфата щелочного металла или аммония, илн стехиометрической смесью серной кислоты н сульфата щелочного металла или аммония. За одну ступень экстракции в зависимости от содержания С 1 - иона в исходном растворе, хло. рид-ион извлекается в оргзнич:скую фазу на 45 - 98%.За пять ступеней реэкстракпии хлоридиона из оргзнической фазы раствором бисульфата натрия, в водную фазу переходит до 95% рид - иона, Недостатками способа являются кая степень извлечения хлора и особеннора при эксгракции; многоступенчатость операции реэкстракции, болыаой расход бисулвфатов щелочных металлов и аммония на стадии реэкстракции и серной кислоты на стадии регенерации и получение разбавленных по галогенидиону растворов при реэкстракции.Целью изобретения является повышение степени очистки сульфатных цинковых растворов от галогенид - ионов, упрощение технологии на стадии реэкстракции, получение концентри.- рованных по галогеиид - иону режстрактов,Поставленная цель достигается тем, что про водят зкстракцию экстрагентом, содержащим сульфаты четвертичных аммониевых оснований в органическом растворителе в присутствии про изводных фенола, предпочтительно с алкильными или арильными заместителями в орто - положении, а реэкстракцию ведут водным раствором .щелочи. При использовании в качестве зкстрагента смеси сульфата четвертичного аммониевого основания и производных фенола происходит значительное увеличение коэффициентов распре. деления галогенид - ионов и степени очистки по сравнению с системой беэ фенола вследствие взаимодействия образующихся галогенидов четвертнчных аммониевых оснований и молекул с образованием водородных связейЩй)УО Д,2.ВСЕ)6+2(НА),2.й 4 МНса НЧ +йО ),.где НА - молекула фенола,При этом наиболее эффективно использова.ние фенолов с алкильными заместителями ворто - положении, Для реэкстракции галогенид -ионов нз органической фазы достаточно контактнрования ее с разбавленным раствором щелочи,в результате чего происходит образование фено.лята четвертичного аммониевого основания в+ (В 4 НА)о+,(Н О)6 (Нс МоРеэкстракция происходт полностью за одну ступень, в результате получаются концентрированные по галогенидам растворы, Регенерация сульфатной формы экстрагента легко осуществляется контактированием органической фазы после режстракции с разбавленным раствором серной кислоты2(.Р,41 ЧА)о+ХЬ 1+)В+(60 ),Р 4 Й ) Щ 4 о+2(НА)оП р и м е р 1. Проводят экстракцию хлора из 2 М раствора сульфата цинка, содержаще.П р и м е р 3, Исходный органическийраствор, содержащий 0,05 " ТАМАС и 400,15п.трет-октилфенола в толуоле, встряхивают с водным раствором, содержащим2Еп 804 и 0,044 - -" - Р (соотношениеобъемов фаз 1:1) в течение 5 мин. В реэуль.45 тате двух контактов получают водный раствор,содержащий 0,024 - Р, т. е. О = 0,83,При обработке органической фазы 1 н. раствором 1 чаОН рторид-ион полностью переходит вводную фазу, В аналогичных условиях проводяточистку 2 М раствора Ео 804 экстракцией 0,05 Мраствором ТАМАС в толуоле без добавленияфенола, Получают значение О = 0,57.П р и м е р 4. Исходный органическийраствор, содержащий 0,05ТОАС и0,15 - - 4-этнл-трет.бугилфенола в толуолемолвстряхивают с водным раствором, содержащим2 мо"ь.Еп 804 и 0,02 С 1 (соотношеиие 5 10 15 20 25 зо 35 г-ионго 0,02 С 1, смесью триалкилметиламмоний сульфата (ТАМАС) 0,09 моль/л и п.третоктилфенола 0,27 моль/л в толуоле, Соотношение объемов водной и органической фаз 1:1,продолжительность встряхивания 5 мин, темпе.ратура комнатная.В результате экстракции получают водный раствор 2 о 8 О, содержащийГ-ион9,0066 л С 1, коэффициент распределенияОс- = 2,0; После отделения органической Фазы ее обрабатывают 1 н, раствором йаОН(соотношение объемов фаз 1:1). По результатам анализа С 1-ион при этом полностью реэкст.рагируется в водную фазу, Для регенерациисульфатной формы экстрагента органическуюфазу контактируют с 1 н. раствором Н 804и 5% ным раствором йА 80,Для сравнения в аналогичных условиях проводят экстракцию хлора 0,09 М растворомТАМАС в толуоле без добавления фенола, Врезультате при экстракции получают значениеОс- = 1,6, реэкстракции С 1 - иона 1 М раст.вором йаОН из органической фазы практичес.ки не происходит.П р и м е р 2, Исходный органическийраствор, содержащий 0,05 п-тетраоктиламмольмоний сульфата (ТОАС) и 0,15 п-трет-октилфенола в толуоле, встряхивают с воднымраствором, содержащим 2Еп 80 иг-ион0,02 - С 1 (соотношение объемов воднойи органической фаз 1:1) в течение 5 мин. Врезультате экстракции получают водный раствор,содержащий 0,0086 С 1, О= 1,40,После обработки органической фазы 1 н, раствором йаОН хлорид-ион полностью переходитв водную фазу,Составитель Б, КиршаТехред,А. Ач Корректор М, Шароши Редактор Н. Потапова Заказ 6443/2 Тираж 505 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР пе делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж.35, РЬущская наб д. 4/5Филиал ППП Патент", г, Ужгород, ул: Проектная, 4 5 8613объемов водной и органической фаэ 1:1) в течение 5 мин,В результате экстракции получают водвйраствор, содержащий 0,0054С 1", О я 2,7,извлечение С 1 - иона составляет 73% за однуступень.П р и м е р 5. Органический раствор,содержащий 0,05 ТОАС и 0,015 4.этил 2,6.ди-трет-бутилфенола в толуоле встряхивают19с водным раствором, содержащим 2 ф 1- 2 п 8г-иони 0,02 -- С 1 (соотношение объемов вод.ной и органической фаэ 1:1) в течение 5 мин.В результате экстракции получают водный раст.вор, содержащий 0,0034С 1, О р 4,9. 1 а. Извлечение С 1 - иона за одну ступень составляет 83%,П р и м е р 6, Проводят реэкстракциюхлора из органической фазы, содержащей0,2 моль/л триалкилметиламмоний хлорида. в толуоле, встряхиванием с 2,5 н. растворомйаОН цри соотношении объемов органическойи водной фаз 10:1 в течение 5 мин, В результате реэкстракции получают водный раствор ссодержанием 71 г/л С 1 . Таким образом, происходит полная резкстракция хлори-иона заодну ступень с получением малого объемаконцентрированного раствора хлорида натрия,Для сравнения в известном способе при ЭОреэкстракции хлорид.иона из органическогораствора триалкилбензиламмоний хлорида(7,668 г/л С 1 ) в отсутствие фенола в системе2 М раствором бисульфата натрия при соотношении объемов фаз 1:1 за одну ступень, в З 5водный раствор переходит только 3,114 г/л С 1,т, е. 40,6%, а при пятикратной отработке 2 н.раствором бисульфата натрия, хлорид-ионреэкстрагируется их органической фазы толькона 95%. 13 бТаким образом, предлагаемый способ позво. ляет:повысить эффективность процесса очистки сульфатных цинковых растворов за счет увеличения коэффициентов распределения галогени. дов в 1,3 - 4,4 раза, упростить операцию реэкст. ракции галогенидов нз органической фазы, так как многоступенчатый процесс реэкстракции заменяется одноступенчатым;получать концентрированные по галогенид. иону (70.80 г/л С 1 ) реэкстракты в малых объемах, что обеспечивает возможность их даль. нейшей переработки с целью комплексного исиользования сырья, сократить расход реаген. тов на стадии реэкстракции в 3 - 5 раэ;достичь полной регенерации экстрагента. Формула изобретения Способ очистки сульфатных цинковых растворов от галогенид - ионов; хлора и фтора путем экстракции сульфатами четвертичных аммониевых оснований в органическом растворителес последующей реэкстракцией и регенерацией экстрагента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени оюстки, упро. щения технологии и получения концентрированных по галогещц-иону реэкстрактов, экстракцию ведут в присутствии производных п.алкнлфенола с алкильными или арильными заместителями в орто-положении, а реэкстракцию ведут водным раствором щелочи. Источники информации,принятые во внимание прн экспертизе1, Лоскутов Ф, М, Металлургия свинца нцинка, М 1956, с, 24,2. Авторское свидетельство СССР Иф 496237,кл. С 01 6 9/06, 1975 (прототип),