Способ ионообменного извлечения цветных металлов из кислых сред

митет Россий натентам и т ой Федерации арным знакам БРЕТЕН Бюл. В 43 - 44роиэводственный кооп тив "Доми Ю.Н.; Жукова Н.Г.; Писаоколова НПроиэводственный кооп ПН.; Коератив "ДомиИЗВЛЕЧЕН ИХ СРЕД ОНООБМЕН НОГ АЛЛОВ ИЗ КИСЛ М(57) Использование: ионообменные процессы в гидрометаллургии цветных металлов, способы их извлечения в кислых средах Сущность: ионообменное извлечение цветных металлов из кислых сред осуществляют сорбцией на карбоксильных катионитах в металлической форме со степенью кислотности Р =7,7, при этом сорбцию меди провоКдят при рН 3 - 5, а селектнвную сорбцию остальных цветных металлов проводят при рН 5,0 - 6,5. элф-лы, 5 табл.Изобретение относится к области ионообменньсх процессов о гидрометаллургии цветных металлов, о частности к способам их извлечения в кислых средах (шихтные ооды, промышленные стоки).Известны ионообменные способы извлечения меди, цинка, никеля, кобальта и др, иэ промышленных растворов и пульп с применением карбоксильньсх катионитов, имеющих функциональную группу - СООН в Ка и Са форме ЯМетоды позволяот произвести коллективное извлечение меди, цинка, никеля и кобальта из растьаров и пульп с получением сбросных растворов, удовлетворясощих экологическим требованиям; 7 п - 2 мг/л, Со - 0,6 мг/л; Си - н/обн- не обнаружено. Обмессная емкость катионита составляла при этом о г/кг сухого ионита (1 кг сухого ионита занглмает обьем в набухшем рабочем состоясии 2,5-3 л): Со - 35, Еп - 70: К - 5,1; Си - 1,97, При десорбции концентрирооанныгли растворагли глинеральньсх кислот (4 Н серной ипи соляной) получены товарные элсоаты, содержащсле сумму извлекаемых металлов, г/л: Со 8,0; Еп 10,5; Сц 2,9; Ю 0,5, что составила 4 б-кратное обогащение по полезным компонентам, Процесс сорбции осущестолясот при рН 6-6,5, Степень извлечения металлов на катионит составляла, %: Са 99; Жп 99; % 94; Сц 40. Степень извлечения о элюат 97%,Недостатком вышеуказанного технического решения является комплексное (коллективное) извлечение цветных металлов из кислых сред, т,е, проводя процесс сорбции при рН ьсцсе 5,5-6,5, невозможна достичь раздельного (селективнаго) извлечения металлов. Кроме этого, имеет место низкая степень иэолечсния меди Сц - 40%, обусловленная тем, чта при рН =5 медь практически выпадает в осадок иэ раствора в виде гидроокиси, а низкая степень концентрирования полезных кампогсес 4 тоо о Грацессе сорбции обусловлена невьссакой емкостью катионита по каждому из извлекаемых компонентов. 5 10 20 30 35 40 Для селективнога полного извлечения цветных металлов из кислых сред, повыше ния степени концентрирования и увеличения обменной емкости по каждому компоненту предлагается способ ионаобменного извлечения цветных металлов из кислых сред, включающий сорбцию на кар боксильных катионитах в глеталлическай форме(например, Ме - йа, К, Са и др, со степенью кислатности Р = 7,7 с последующей десорбцией растворами минеральных кислот и получением товарного элюата,Использование вышеуказанного катионита (например, типа КМД, см. табл, 1) позволяет проводи 1 ь сорбции в кислых средах при величине рН 3-5, что позволяет селектионо выделить медь, а при рН 5-6,5 - селектионо выделить остальные металлы.В табл. 1 представлена зависимость степени кислотности в зависимости от типа катионита.Величина и - параметр, связанный с электростатическим взаимодействием функциональных групп, Оба параметра связаны между собой уравнением:1 - арН = Рсс- п дагде а- сгепень ионизации. Формула взята из книги Самсонова Г;В. и др, Ионный обглен. Сорбция органических веществ, Л,: Наука, 1969, с. 101, При этом необходимоотметить, что использование известных катионитоо (например, КБ) для сорбции из кислых сред рН 3-5 невозможно, поскольку степей ионизации в кислой среде слишком мала, карбоксильные катиониты переходят в Н -форму, диссоциация ионита прекращается, и обменные реакции останаоливаются.П р и ч е р. Через последовательно соединенные колонны диаметром 80 мм, высотой 1,5 м и обьемом загруженного в каждуюколонну катионита КМД 4 л пропускали исходный раствор,Состав исходного на сарбцию раствора представлен о табл, 2,Приведенный в табл. 2 раствор представляет собой шахтную оаду медного рудник Карабашскаго медеплавильного комбината,В первой колонне на катионите КМД в Иа -форме осуществлялась сорбция меди при величине рН 3-5, во второй - цинка и никеля при величине рН 5,0-6,5 (табл. 3, 4),Ионный состав катионита околонне представлен в табл, 3.В растворе после первой колонны присутствия меди не обнаружено, содержание остальных компонентов в пределах ошибки анализа осталось на прежнем уровне.Ионньсй состав катионита воколонне представлен о табл, 4.В растворе послеколонны не обнаружено меди, цинка и ниеля,При десорбции меди 4 Н раствором серной кислоты были получены товарные десорбаты содержащие гледь в количестве от 60 до 100 г/л при полном отсутстоии избыточной серной кислоты: величина рН товарных десорбатов равнялась от 3,0 до 1,0. Аналогичные результаты были получены2003708 Таблица Величина Р,+ деляет степень кислотности карбоксильного катион бли 4/ОЬ Таблица/обн. при десорбции цинка. Цинковые десорбаты содержали до.5 г/л никеля.Товарный десорбат меди был подвергнут дальнейшей переработке с получением кристаллов медного купороса и катодной меди с получением кондиционной продукции соответствующим действующим ТУ.Товарный десорбат цинка подвергался электролизу с получением металлического цинка, который также соответствовал действующим ТУ.Извлечение никеля из товарных десорбатов цинка осуществлялось известными способами,Влияние параметров на степень извлечения и концентрирования представлено в табл. 5.Таким образом применение катионита КМД позволяет по сравнению с известным способом ионообменного извлечения цветных металлов; достичь селективного извлечения меди из кислых сред, решая тем самым проблему переработки шахтных вод медных рудников, растворов выщелачивания отвалов обогащения медных руд и др, сточных и сбросных растворов различных медных производств; повысить емкос 1 ь катионита по меди и сумме других цветных металлов, например, почти всегда сопутствующему меди и цинку, что обеспечивает 5 степень концентрирования полезных компонентов в 450-750 раз (в сравнении с 4-6- кратным обогащением в известных способах); достичь полного извлечения цветных металлов, обеспечивая решение 10 экологической проблемы в случае сбросаперерабатываемых растворов в гидрографическую сеть, как это имеет место в случае с шахтными водами л 1 едных рудников Уральского региона; упростить последую щую переработку товарных десорбатов сполучением кондиционной товарной продукции. Кроме этого, необходимо отл 1 етить, что 20 и другие цветные металлы, которые не приведены в табл. 5, могут быть извлечены предлагаемым способом путем корректировки рН исходного раствора.2003708 Таблица 4 Таблица 5 Составитель В, ЧечулинГехред М.Моргентал Корректор М,Максимишинец Редактор С. Кулакова Подписное Заказ 3310 Тираж НПО "Поиск" Роспатента113035. Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 Формула изобретения1. СПОСОБ ИОНООБМЕННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ КИСЛЫХ СРЕД, включающий сорбцию на карбоксильных катионитах в металлической форме с последующей десорбцией растворами минеральных кислот и получением товарного алюэта; отличающийся тем, что сорбцию ведут на карбоксильных. катионитах со степенью кислотности Рк 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что сорбцию меди ведут при рН 3 - 5 а селективную сорбцию остальных цветных металлов проводят при рН 5 - 6,5,