Способ разделения сульфатов меди и никеля экстракцией

(21) 2194641/заявкиГосударственник комите Совета Министрвв ОССР 23) ПриоритетОпубликовано 15.01.77, Бюллетень2Дата опубликования описания 04.05.77.061.3/5 (088.8) па делам изобретений и открытийР, А. Алекперов, В. А . В, Стряпков, С. Е. Д агибин, Л. И, Меклер еский институт АН К физической химии А горно-металлургичес я Октябрьской револ. Бабаев,юсембаева,и А. А, Егизаровзахской ССР,Н Азербайджанскоий комбинатюции 1 Заявите СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ СУЛЬФАТОВ МЕДИ И НИКЕЛЯ ЭКСТРАКЦИЕЙ при извлечении меди и никеля нафтеновыми кислотами экстракция указанных металлов идет ступенчато и в относительно высоких значениях рН;5 в каждой ступени экстракцин в органическую фазу извлекается около 20% первоначального содержания металла;при максимальном извлечении меди в органическую фазу переходит до 10% никеля;10 водная и органическая фазы расслаиваются долго и нечетко.С целью повышения селективности процесса экстракцию ведут раствором нафтеновой кислоты в смеси с алкилфенолом при соотно шенин нафтеновая кислота: алкилфенол, равном (3,5 - 4,5): 1. Извлечение и разделение меди и никеля из сернокислых растворов нафтеновыми кислотами с добавкой некоторого количества промышленной фракции алкил фенола общей формулы 11 ОН гдеравираз уел сра Изобретение относится к области гидрометаллургии, в частности к извлечению меди и никеля из растворов купоросного производства с получением медного и никелевого купоросов высокого качества.Сырьем для получения медного и никелевого купороса служит отраоотанный медный электролит, выводимый из товарных ванн медеэлектролитного производства и содержащий медь, никель и мышьяк.Известен способ получения медного и никелевого купоросов из таких растворов экстракцией раствором нафтеновой кислоты в керосине. По указанному способу раствор, содержащий медь и никель, контактируют с раствором нафтеновых кислот в керосине и при ступенчатом повышении рН до 4,5 - 4,8 (в первый раз рН раствора доводят до 3,5 - 3,8, во второй раз до 4,0 - 4,5, в третий до 4,5 - 4,8) в органическую фазу извлекают основную массу меди и до 10% никеля. Далее рафинат нейтрализуют до рН 6,0 - 7,0 и контактируют с нафтеновой кислотой. При этом экстрагируется оставшаяся часть никеля. Реэкстракцию меди и никеля из органической фазы проводят эквивалентным количеством серной кислоты 1. Недостатками известного способа является следующее: лкпльньш радикал Сз - С 9, при виях увеличивается в несколько ению с извлечением нафтеновы54277 Таблица 1 Сравнительные данные по экстракции меди нафтеновыми кислотами (НЯ)и смесью нафтеновых кислот и алкилфенолов (Аф)/(Ъэо . Уор,=11 времяперемешивания 5 мин. Концентрация металла 1 г/л). Коэффициент распределения меди при экстракции 0,5 М раствором экстрагеита в керосине Коэффициент распределении меди при экстракции 0,5 М раствором смеси иафтеиовых кислот и алкилфеиола в керосинерН состав смеси ранновесиое 0,05 М Нй 0,45 М Аф 0,15 М НК4,3 4,4 4,5 4,6 4,7 4,8 4,9 5,0 5,1 5,2 5,3 3,311 5,0128,31210,00 11,48 12,59 19,80 15,14 16,60 18,20 19,95 1,0 1,50 2,512 3,981 6,00710,4717,78 ми кислотами. При этом также улучшается процесс экстракцеи - необходимое время перемешивания сокращается и фазы расслаиваются быстро и четко. В то же время алкилфенолы в отдельности в интервале рН 3 - 8 не экстрагируют медь н никель.Ниже в табл. 1 - 2 приведены сравнительные данные по извлечению меди и никеля из сернокислых растворов нафтеновыми кислотами (НР) и смесью нафтеновых кислот и алкилфенолов (НК+Лф).Из приведенных данных видно, что извлечение меди и никеля раствором смеси нафтеновых кислот и алкилфенолов в керосине при различных соотношениях НК: Лф гораздо выше, чем при извлечении их нафтеновыми кислотами.Максимальный синергетический эффект обнаруживается при соотношении нафтеновых кислот и алкилфенолов 4: 1. Коэффициент распределения меди при экстракции раствором нафтеновых кислот и алкилфенолов, взятых в указанных соотношениях, в области рН 4,0 - 4,5 в 3 раза, а в пределах рН 5,0 - 5,5 - в 20 - 30 раз выше, чем прои извлечении ее в идентичных условиях нафтеновыми кислотами.Коэффициент распределения никеля прн извлечении его указанной смесью во всей исследуемой области рН в 20 - 30 раз выше по сравнению с прототипом 1 с экстракцией его нафтеновыми кислотами).Для сравнения селектнвности нафтеновых кислот и синергетической смеси нафтеновых кислот и алкилфенолов проведены опыты по извлечению и разделению .леди и никеля из производственных растворов одного из медных предприятий, Результаты приведены в табл. 3. Сопоставление данных таблицы показывает, что при экстракции смесьо значение рН полного извлечения меди уменьшается на один порядок и коэффициент разделения меди и никеля увеличивается в 1,5 - 2,0 раза; во столько же раз уменьшается число ступеней для полного разделения. Сушность способа заключается в том, что сернокислые растворы меди и никеля при рН 3,0 - 3,5 обрабатывают смесью нафтеновых кислот н алкилфенолов, При этом медь после двух ступеней эистракции полностью переходит в органическую фазу, а никель остается в водном растворе. Далее никель извлекают из рафината при рН 5,5 - 6,0. Металлы из органической фазы реэкстрагируют эквивалентным количеством серной кислоты. П р и м е р. 100 мл раствора купоросного производства, содержашего 40 г/л меди, 25 г/л никеля, 7 г/л мышьяка и имеющего рН 1, нейтрализуют насышенным раствором соды до рН 3,5 и контактируют с равным количеством 1 М раствора нафтеновых кислот и алкилфенолов (соотношение нафтеновых кислот и алкилфенолов равно 4: 1) в керосине. После первой ступени экстракции извлекается около 50% меди в органическую фазу, Далее рН водного раствора снова устанавливают 3,5 и54277 Таблица 2 Сравнительные данные по экстракции никеля нафтеновыми кислотами (НР) и смесью нафтеновых кислот и алкилфенолов (Аф) (,: К,р - .1: 1, время перемешивания 5 мин, концентрация металла 1 г л), Коэффициент распределения никеля при экстракции 0,5 М раствором экстрагента в керосинеКоэффициент распределения никеля при экстракции 0,5 М раствором смеси нафтеиовых кислот и алкилфенолов в керосинерН состав смеси равновес 0,25 М НЯ 0,25 М Аф 0,15 М НЯ т 0,35 М Аф0,45 М .НР 0,05 М Аф 15,85 91,20 141,30 223,90 346,70 549,50 871,10 1380,0 1995,0 3162,0 25,12 39,81 63 10 100,00 158,оО 251,20 398,10 602, 60 Таблица 3 Экстракцмя меди и никеля из производственных растворов нафтеновыми кислотами и со смесью нафтеновых кислот и алкилфеноловКоэффициент распреде чения Коэффициентразделения рН равновесныйЭкстрагент никель меди никеля медь медь никель 17,98 17,98 17,98 17,96 16,00 15,80 14,80 1,0 М раствор нафтеновыхкислот в керосине 1,05 1,65 9,10 7,65 0,123 1,98 2,18 3,18 6,88 10,38 16,59 9,8013,00 0,1379 0,2148 17,90 17,90 17,90 17,90 17,90 17,90 17,90 17,40 14,50 1,0 М раствор смеси нафтеновых кислот и алкилфеиолов (отношение иафтеновых кислот и алкилфеиолов в смеси 4: 1) 0,50 3,40 0,029 0,234 57,40 34,30 производят повторное контактирование. После двух ступеней экстракции в органическую фа зу извлекается более 99% меди, не содержащей никеля. Рафинат после извлечения меди нейтрализуют до рН 5,5 - 6,0 и контактируют с раствором нафтеновых кислот и алкилфенолов. При этом никель полностью переходит в 65 органическую фазу. Реэкстракцию меди и никеля из органической фазы проводят эквивалентным количеством серной кислоты. Из полученных сернокислых растворов, содержащих медь и никель, кристаллизуют медный и никелевый купоросы, отвечающие требованиям ГОСТа. 6,9 7,0 7,1 7,2 7,3 7,4 7,5 7,6 7,7 4,365 7,079 11,22 17,78 28,18 35,45 72,44 120,20 190,50 4,4 3,44 3,65 3,78 4,00 4,20 4,60 4,46 3,10 3,30 3,35 3,43 3,56 3,68 3,85 4,56 16,65 15,60 15,00 13,55 9,00 6,85 3,65 16,80 15,20 14,20 13,90 12,709,00 8,70 6,30 1,50 158,5 239,9 369,1 575,40 724,40 1445,00 2291,0 3631,0 5754,0 1,60 2,60 2,90 4,О 7,80 8,10 10,50 15,30 0,0673 0 11000,2288 0,8500 1,4306 3 5616 0,105 0,183 0,209 0,323 0,8067 0,931 1,667 10,20 1,66 2,754 4,169 7,079 11,22 17,78 28,84 45,71 75,86 1,585 2,512 3,981 6,310 10,00 15,85542771 Формула изобретения Составитель К. УсаторреРедактор Л. Новожилова Текред А. Камышникова Корректор Л, Орлова Заказ 690/1 Изд.309 Тираж 799 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Типография, пп Сапунова. 2 Способ разделения сульфатов меди и никеля экстракцией с использованием раствора, содержащего нафтеновую кислоту, о т л и ч ающийся тем, что, с целью повышения селективности, экстракцию ведут раствором нафтеновой кислоты в смеси с алкилфенолом при соотношении нафтеновая кислота: алкилфенол, равном (3,5 - :4,5): 1.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе5 1, Цветметинформация, Экстракция исорбция в металлургии никеля, кобальта имеди, М., 1970, бб - 72.