Экстрагент для извлечения цветных металлов

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ЯО 108432 3 Ш С 22 В 3/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 12-20 10-20 Остальное ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Химико-металлургический институтАН Казахской ССР(54)(57) ЭКСТРАГЕНТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ на основе нафтеновых кислот в керосине, о т л и - ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности извлечения металлов за счет уменьшения потерь экстрагента и гидратообразования, он дополнительно содержит триалкиламин при следующем соотношении компонентов, мас.7.:Нафтеновые кислотыТриалкиламинКеросин1 1084Изобретение относится к гндрометаллургии цветных металлов, в частности к извлечению металлов из сульфатных н сульфатно-аммиачных растворов. 5Известны в качестве экстрагента для извлечения и разделения цветныхметаллов из слабокислых сульфатныхрастворов карбоновые кислоты. Наиболее дешевыми из таких экстраген Отов являются нафтеновые кислоты 11,К недостаткам нафтеновых кислотследует отнести высокую их растворимость в нейтральных и щелочных растворах, что приводит к большим поте рям и загрязнению сточных вод органическими примесями.Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является экстрагент для извлечения цветных металлов на основе нафтеновых кислот 21.Недостаток этого экстрагента заключается в незначительном уменьшении (на 5-103) растворимости нафтеновых кислот, что происходит только из-эа сдвига рН зкстракции в более кислую область, При этом образование взве- сей в области наиболее полной экстракции не устраняется, 30Цель изобретения - повышение эффективности извлечения металлов за счет уменьшения потерь экстрагента и гидратообразования.Поставленная цель достигается тем, что экстрагент для извлечения цветных металлов на основе нафтеновых кислот дополнительно содержит триалкиламин при следующем соотношении компонентов, мас.Х:Нафтеновые кислоты 12-2040Триалкиламин 10-20Керосин ОстальноеУстановлено, что растворимость компонентов экстрагента в воде45 (а следовательно, и потери со сточными и промывными водами) при их совместном присутствии значительно ниже, чем у каждого в отдельности (см.таблицу).Как видно из приведенной таблицы, суммарная растворимость нафтеновых кислот и третичных аминов минимальна при соотношении; кислота:амин= 1; (О, 25-1) .На основании полученных данных проводят сравнение экстракционных свойств 1 М раствора нафтеновой кислоты (средняя. молекулярная масса 323 2230) в керосине без добавок и предлагаемого экстрагента - растворав керосине 1 М нафтеновой кислотыи 0,5 М технического третичногоамина с радикалами С - С (средняямолекулярная масса 350). В делительных воронках в течение 3-5 мин смешивают равные объемы (по 50 мл)каждого из этих экстрагентов с водной фазой, содержащей О, 1 М сульфата меди, никеля или кобальта. Равновесный рН устанавливают растворомаммиака. Извлечение рассчитываютпо результатам анализа водной фазы после 10 мин отстаивания,При использовании смеси нафтеновойкислоты с амином обеспечиваетсяпрактически полное извлечение медив интервале рН 4,5-85, никеляи кобальта - при рН 6,5-8,0, т.е.интервал рН наиболее полной экстракции металлов расширяется по сравнению с известным экстрагентом на 1-2единицы рН в сторону щелочных растворов. Расслаивание фаз хорошее,образование взвесей не обнаруживается. Экстракцию проводят по общепринятым методикам в делительных воронках, время перемешивания 3-5 мин,рН среды устанавливают добавлениемаммиака или серной кислоты,Экспериментальные данные по извлечению меди и никеля нафтеновойи (для сравнения) каприловой кислотами в присутствии и отсутствии аминов представлены на фиг.1 и 2.На фиг,1 - экстракция меди иникеля 1 М раствором каприловой кис-лоты в гексане (1) и с добавкой0,5 М триэтиламина (2), исходнаяконцентрация металлов О, 1 М; нафиг.2 - экстракция меди и никеля1 М раствором нафтеновой кислотыв керосине (1) и с добавкой 0,5 Мтриалкиламина (2), исходная концентрация металлов 0,1 М).В соответствии с катионообменнымхарактером реакций извлечение металлов увеличивается при повышениирН среды, Медь начинает извлекатьсяпри рН 3 3 и практически полностьюпереходит в органическую фазу прирН4,5, никель (кобальт) - соответственно при рНЪ 4,5 и рН 6,5. В щелочной области экстракция снижаетсявследствие растворения карбоновыхкислот в водной фазе, а также снижения устойчивости карбоксилатныхкомплексов и повьшения устойчивосВремя отстаивания НК Е ТАА Х Хольноесоотиоше 1 сут н10 мин АА)НК НК Т +ТАА НК ТАА К+ТАА НК ТАА К+ТАА ниеНК:ТАА 120 - 12061 11 7251 12 63 186 - 186 170 - 170 1:0 1:0125 95 12 107 86 12 98 20 10 16 16 12 20 8 24 5 28 78 18 96 72 16 88 1:0,5 72 52 124 65 45 110 45 14 59 68 90 158 60 80 140 40 42 82 0,5:1 О, 25: 1 66 140 206 60 124 184 42 78 120 35 185 185 550 550 - 345 345 0:1 ти аммиачных и гидроксокомплексов металлов.Введение аминов несколько повышает рН начала экстракции металлов и резко расширяет область рН практически полного из"влечения металлов в сторону щелочных растворов. Это особенно заметно в случае экстракции меди нафтеновой кислотой: при добавлении триалкиламина интервал рН наи более полной экстракции увелич лся примерно на 2 единицы рН. Это свидетельствует об образовании более прочных аминонафтенатных комплексов, Рассчитанные по этим данным концент рационные константы экстракции металлов в виде аминонафтенатов состав ляют: для меди - (3,6+0,7)1 СГ,для8 никеля и кобальта - (1,4+0,6/10,П р и м е р . К 50 мл водного 2 п раствора, содержащего 4,94 г/л меди с рН 4, 16, добавляют 50 мп 1 М раствора нафтеновой кислоты в керосине (система 1); к 50 мл такого же водного раствора добавляют 50 мл раствора, 25 содержащего 1 М нафтеновой кислоты и 0,5 М технического третичного ами 23 4на в керосине (система П). Затеи в обе системы добавляют по нескольку капель раствора аммиака для корректировки рН. После 5 мин интенсивного перемешивания и 1 ч отстаивания найдено; в рафинате- 0,26 г/л нафтеновой кислоты, 0,02 г/л меди, рН 4,85; в рафинате П - 0,010 г/л нафтеновой кислоты, 0,002 г/л амина, 0,03 г/л меди, рН 4,95Таким образом, преимуществом предложенного экстрагента является техническая возможность его использования для извлечения металлов иэ нейтральных и слабощелочных (аммиачных) растворов. Экономическая эффективность его применения обеспечивается вдвое меньшей (по сравнению с нафтено. выси кислотами) растворимостью в водной фазе и, соответственно, вдвое меньшими потерями со сточными водами. Кроме того, уменьшается загрязнение сточных вод и снижаются затраты на их очистку. Улучшается также эффективность извлечения за счет отсутствияввзвесей гидроокисей металлов в нейтральной и слабощелочной среде.