Способ экстракции меди

И СОБР Союз Советских Социалистических Респубпик)3 щудврственньй нбмнт СССР не делам нйооретеннй н открытнй(З 1) 3788/7 публняовано 15,02,79 Дата опубликования оп 69,3 88.8 ИностранецФредерик Дальтон(72) Автор изобретен Рэ Иностранная фирма Империал Кемизап Индастриз Лимите(54) И МЕДИ се это ия ме Изобретение относится к гидрометаллургий, в частности к извлечению металлов экстракцией из водных растворов,Известен способ экстракции меди из водных растворов ее солей смесью органических эистрагентов с последующей реэкстракцией неорганической кислотой.По этому способу экстракцию проводят смесью ди-этилкексилфосфорной кислоты и реагента Ьх 62 в несмешиваемом с водой органическом растворителе, Однако способ не позволяет достичь высокой степени извлечения меди.Предложенный способ отличается тем, что в качестве смеси органических экстрагентов используют раствор одного или более орто-оксиарилоксимов, содержащий не ме. нее трех алифатических или алициклических углеродных атомов, и одного или более алкилфенолов в несмешиваемом с водой органическом растворителе, Кроме т го, использукт несмешнваемый с водой органический растворитель, содержащий 5 - 200 г/л орто.оксиарилоксима. Отношение в смеси алкилфенола к орто-оксиарилокснму составляет (0,1 - 30): 1, Алкилфенол содержит олин атом хлора или одну цианогрупп позволяет повысить степень извле ди.Способ включает следующие этапы: кон.тактирование водного раствора с раствором ф в несмешиваемом с водой органическом растворителе одного или нескольких орто-окги.арилоксимов, содержащих не менее трех алифатических илн алициклических углеродных атомов, которые являются сильны- О ми экстрагентами металла, и одноо илннескольких алкилфенолов, которые по же.ланию могут содержать один атом хлора нли одну цианогруппу; отделение от водной фазы фазы растворителя, содержащей ме.талл в форме комплексного соединения с ф орто-оксиарилоксимом; контактирование фа.зы растворителя с водным раствором неорганической кислоты; отделение. фазы растворителя от водной фазы, содержащей металл в форме соли с неорганической кислотой.Для обеспечения требуемой растворимости оксима и его соединений с металлом в органических растворителях эти оксимы должны включать такие группы, как алкил; алкилен или циклоалкил, содержащие не ме6481днее трех углеродных атоМов и преимущест.венно не более 20 углеродных атомов. Обычно растворимость еше больше повышаетсяпри использовании смесей оксимов,Из указанных орто-оксиарилоксимов вописываемом способе используются лишь те,3которые являются сильными экстрагентамиметаллов, В качестве примеров орто-оксиарилоксимов, являющихся сильными эктрагентами металлов, можно назвать орто.оксиарилкетоксимы, содержа цие отнимающие 10электрон за местители в З-положении, например 3-хлор-нонилбензофеноноксим ианалогичные ему соединения.Наиболее ценными вследствие способности применения в водных растворах, имеющих высокие концентрации меди, и высокихТ 5скоростей переноса металлов являютсяалкилсалицилальдоксимы, особенно такие, вкоторых алкльные группы представляют собой разветвленнь 1 е алкильнце цепи, содержашие не менее пяти атомов углерода, и их смеси, например смешанные 5-нонилсалицилальдоксимы и смешанные 5-гептилсалицилальдокснмц, особенно смеси 5-нонилсалицилальдоксимов, в которых отдельные составляющие компоненты отличаются друг от друга конфигурацией разветвленных цепей но. нильных групп, полученных путем формили рования и оксимнрования иэ смешанных па. ра нонилфенолов, которые, в свою очередь, Получены путем конденсации фенола с пропиленовым тримером, и смеси 5-гептилсалицилальдоксимов, в которых составлякнцие компоненты отличаются друг от друга кон. фигурацией гептильных групп, полученных аналогичным образом иэ фенол.гептиленового конденсата,В качестве алкилфенолов можно назвать любой креэол и их смеси, особенно фенолц, содержащие от 3 до 15 углеродных атомов влкильной группы, например пара третичиый.бутилфенол, пара-гептилфенол, 4-амнл.-5-метилфенол, 2-хлор.4- ион илфенол, 2- .циано-нонилфенол, пара-додецилфенол, мета-пентадецилфенол и пара-нонилфенол н их смеси, Фенолы, включающие алкильные группы, содержагцие более 15 атомов угле.рода, не являются наиболее желательными соединениями, поскольку они способны вызывать эмульгнрование. Наиболее предпочтительными фенолами являются такие, которые включают алкильные группы, содержа щие от 4 до 2 атомов углерода, особенно смешанные пара-нонилфенолы, полученные путем конденсации фенола и пропиленового тримера. Количество используемого оксима зависит от концентрации соли металла в водном растворе и от конструкции установки. Однако наиболее желательно использовать от 5 до 200 г оксима на литр органического раствора, Более высокие концентрации соли приводят к слишком большой вязкости для обычного применения, а слишком низкие концентрации соли вызывают необходимость использования нежелательно больших объемов растворителя,При работе с водными растворами, содержащими 5 г или более металла, такого как медь, на литр желательно использовать от 20 до 200 г оксима на литр органического раствора в сочетании с алкилфенолом в количестве от 10 до 300% от весового количества оксима, особенно в количестве от 30 до 200%, Действие фенола является более сильным при более высокой концентрации оксима и требуются сравнительно низкие количества алкилфенола относительно оксима для достижения необходимого увеличения эффективности извлечения металла при высоких концентрациях.При работе с более разбавленными растворами, содержащими, например, от 0,5 до 3 г металла иа литр, желательно использовать растворы оксима, содержащие от 5 г, преимущественно от 10 г до 20 г оксима на лир, при этом желательно, чтобы количество используемого алкилфенола в 2 - 10 раз превышало количество оксима (весовое); если нужно, оно может превышать в 20 раз количество оксима,Данный способ можно испольэовать яля экстрагирования любого металла, способного обраэовыеэть лиофильные комплекснье соединения с оксимом, например кобальта, иикеля, ванадия, хрома, цинка, олова, кадмия, золота, серебра, ртути и в особенности мсдн,Первый и второй этапы описываемого способа макн 0 легко осуществлять путем контактирования друг с другом водного раствора и раствора оксима в органическом растворителе при соответствующей температуре, обычно при комнатной температуре, хотя при желании могут быть использованы и несколько более высокие температуры; перемешнвания или, иначе говоря, возмущения смеси жидкостей так, чтобы площадь граничного слоя на поверхности раздела вода - растворитель была увеличена для ускорения комплексообразования и экстракции; последующего снижения перемешивания или возмущения так, чтобы произошло отстаивание водного слоя и слоя растворителя и чтобы они могли быть легко отделены друг от друга. Данный процесс можно проводить отдельными партиямиили, что еще более желательно, непрерывно,Количество используемого органического растворителя выбирают так, чтобы оно соответствовало необходимому объему водного раствора, подвергаемого экстрагиро- ванию, требуемой концентрации металлов и было пригодным для известной установки для осуществления данного процесса. Жедательно, особенно при непрерывном проведении процесса, осуществлять контактирование практически равных объемов органического раствора и водного раствора.Условия (в частности величина рН), при которых осуществляют первый и второй этапы данного способа, выбирают в соответствии с металлом или металлами, присутствую- шими в водном растворе. Как правило, желательно, чтобы при заданных условиях любые другие металлы, присутствующие в растворе, не могли образовывать стойкие комп. лексные соединения с оксимом для того, чтобы из водного раствора экстрзгировался лишь необходимый металл. Поскольку образование комплексного соединения может включать вылеление в свободном состоянии кислоты, в холе данного процесса может оказаться необходимым добавление,е например, щелочи лля поддержания величины рН в таких пределах, при которых комплексное соединение Металла является стойким, но обычно желательно избегать этого, особен. но при непрерывном осуществлении данного способа, Преллагаемый способ особенно применим в случае содержания меди в растворах, поскольку этот металл образует комплексное соединение с орто-оксиарилокснмами, являющееся стойким при низких вели. чинах рН, и в ходе осуществления процесса при величине рН менее 3 может быть экстрагирована медь, практически не солержащая железо, кобальт и никель.В качестве органических растворителей могут быть использованы л)обые органические растворители или смеси растворителей, которые не смешиваются с водой и при заданных значениях рН инртны по отношению к воде, металлам и окснму, в особенности алифатические, алициклнческие и ароматические углеводород., и смеси этих углеводородов, в частности смеси, включающие небольшое количество ароматического углеводородного компонента или вовсе его не содержащие, и галогеиированные, в особенности хлорированные углеводороды, включающие более плотные, чем вода, высоко галогенированные углеводороды, такие как перхлорэтилен, трихлорэтан, трихлорэтилен и хлороформ. Третий и четвертый этапы описываемого способа можно легко осуществлять путем контактирования друг с другом содержащего металл раствора оксима в органическом растворителе, полученного во второй стадии процесса, и водного раствора неорганической кислоты при соответствующей тем. пературе, обычно при комнатной температуре, хотя при желании могут быть использованы и несколько более высокие температуры; перемешивания или,иначе говоря,возмущения смеси жидкостей так, чтобы площадь граничного слоя поверхности раздела40 Смеси орто-оксиарнлоксимов и злкилф. иолов, полученные, например, путем переме. ц)ивания этих компонентов лк)бым обпипри. нятым способом, могут использоваться в ви. де раствора в несмешиваем 11 х с водой орга. нических растворителях; растворы так)х смесей в несмешивземых с волой органических растворителях являются отличительной особенностью предлагаемого способ 41. Такие рас 45 50 творы могут иметь концентрацию, требуему 10 для Осуецествленил Описываемого спо.соба, или для удобства хранения и транспортировки они могут иметь более высокую 55концентрацию, чем необходимо лля осуществления процесса, и перед неносрелственным использованием их нуж но р аз ба влять.Пример (. 20 ч. раствора, содержащего20 О г(л 5-ноиилсалицилальдоксима и ОО г/л водный растворрастворитель увеличивалась лля ускорения разложения комплекс.ного соединения и извлечения металла; уменьшения перемешивания и возмущння так, чтобы водный слой и слой растворителя отстаивались; последующего отлеления этих слоев.Используемые в лаином случае относительные объемы водной и органической фзз являются такими, какие обычно применяк)т.ся в процессах экстракции, например :.Указанный процесс можно осуществлять от.дельными партиями илн, что наиболееже,пательно, непрерывно, Отделенный органический слой, содержа)цн 1 регенерированный ок.сим, алкнлфенол и некоторое количество ос.15 таточной чели, можно снова использоватьв первом этапе способа. Водный слой, содержащий соль металла, может быть полвергнуг Обрзбстке любым известным способом, наприме) электролизу, с целью получения 20металла.В качестве неорганической кислоты применяется преиму 1 цественно серная кислота, причем копнИтра ция кислоты соста вляет от (00 ло 250 г/л, После удаления желаемой части металла путем электролиза ргнери.25 рованный пе)ЛИ 11 Й )1)стВОр киспоты, содржа)ций остаточную соль металла, можт быть снова ипользевзн в третьем этапе данного пронсе з.При жлзнии наряду с оксимами приме.30ияютс я другие лигзнды и други соединения, такие кзк конлиционнрую)ци присадки, на.пример злифатические спарты с длинной цепью, такис как каприловый спирт, изолка- НОЛ, )рндпизеВЬСЙ СПИрт ИЛИ 2-зтИЛГЕКаНОЛ, желательно в ксличестве от ,5 ло О вс.% З 5 от количества Органического растворителя.Иногда желательно введение анионных по верхностно активных вепиств, таких как органически сульфокислоты или сложные эфиры фосфорной кислот)1, с цлью увеличения скорости комплексообразе)взния и переноса металле)в между волной и органической фазами.38экстрагентов с последующей реэкстракцией неорганической кислотой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени извлечения меди, в качестве смеси органических экстрагентов используют раствОр одного или более орто-оксиарилоксимов, содержащий не менее трех алнфатических или алициклических углеродных атомов, и одного или более алкилфенолов в несмешнваемом с водой органическом растворителе.2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют несмешиваемый с водой органический растворитель, содержащий 5 - 200 г/л орто-оксиарилоксима.3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отношение в смеси алкилфенола к ортооксиарилоксиму составляет (О, - 30): 1,4, Способ по п. 1, отличающийся тем, что алкилфенол содержит один атом хлора илн одну цианогруппу,44.с61812 паранонвлфенола в Эскэйд 100 (раствори.тель типа 80%-ного алифатического керо.сина), интенсивно перемешивают при 20 С с 40 ч, водного раствора, содержащего 15 г/л меди в виде сульфата меди, и с серной кислотой для доведения величины рН до 2,0. Через 15 мин перемешивание прекращают, фазы отстаивают и фазу растворителя удаляют и анализируют на содержание меди.Затем 15 ч. фазы растворителя интенсивно перемешивают в течение 15 мин с 50 ч.водного подвергаемого извлечению раство- О ра, содержащего 30 г/л меди в виде сульфата, и со 50 г/л серной кислоты, Эти фазы отстаивают и органическую фазу анализируют на содержание меди.Фаза растворителя после экстрагирова а ния содержит 21,10 г/л меди, а после отделения 10,99 г/л меди. Извлечение меди на литр раствора оксима 0,11 г.формула изобретения1. Способ экстракцни меди из водных 20 растворов ее солей смесью органических Источники информации,принятые во внимание при экспертизеСоставитель А. Важина Редактор Н, Корченко Техред О. Луговая Корректор Е. Папп Заказ 355/58 Тираж 725 Подписное ОНИИПИ Государственного конитета СССР по дедам изобретений и огкрьгтнй3035, Москва, Ж 35, Раушская иаб., д. 4/5 Филиал ППП аПатеитя, г. Ужгород, ул. Проектная, 4