Способ подготовки катионообменныхэкстрагентов k экстракции

Союз Советск наСоциалистическихРеспублик ОЛ ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 801846. Бюллете 4) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ КАТИОНООБМЕ ННЫХ ЭКСТРА ГЕНТОВ К ЭКСТРАКЦИИк гидрометал , в частности,обретакич щелочей ие относится ык металлов Изобретеургии цветн ью вляет юче иннтеиснфикаця к экстракц нию метал вле онномув,спосстрагелот, к ию и раздел процесса.Цель достигается тем, что обработку5экстрагента ведут электролизом в электролите из щелочного или щелочноземельного соединения,При электрокимической,обработке карбоновой кислоты совместно с электролитом из соли щелочного или щелочноземельного металла (клорида, нитрата, сульфата,имеющих широкое распространение в природе) экстрагент приобретает новые физико-.химическое свойства,В процессе электропитической зарядкив щелочную или щелочноземельную формукарбоновая кислота подвергается тончай 1 цему эмульгированию газообразным водородом, выделяющимся на катоде, и одновременному омылению, вследствие чегореакционная способность экстрагента3уравнивается во всем объеме и заметноповышается по сравнению с ординарным тион Известенменных эк об подготовки нтов, напримэкстракции, в оединением щ ельного мет ключаюел очноалла с пе- оземель 1 О боновых кисщий обрабо го или щел уикс нозем одом в щелочную или щелочую форму 11. По известному способу перевод экстрагента в щелочную форму осуществляют введением кристаллической щелочи во избежание разубоживания исходных металл- содержащих растворов.Недостатками известного. способа являются высокая стоимость и дефицитность щелочных реагентов, трудность регулирования величины рН равновесной водной фазы при экстракции, относительно невысокая скорость расслаивания и полнота разделения органической и водной фаз. пением кристаллической щелоч:5Способ осуществляют следующим об= разом.Катионообменный экстрагент заливают в катодную зопу циафрагменного электролизера, содержащую электролит из щелочной или щелочноземельной соли. Благодаря разнице и плотностях органический слой располагается нац водным, На систему накладывиот постоянный электрический. ток низкого напряжения. Перемешивание экстрагента и электролита в процессе электрообработки осуществляют путем рециркуляции электролита через органический слой.При использовании анионитовой мембраны в качестве электролита катодной зоны ( катопита) применяют насьпценный раствор либо щелочной, либо щелочно- земельной соли. В качестве электролита анодной зоны (анолита) используют более слабый раствор той же соли,При использовании кагионитовой мембраны насыщенный раствор вводят в аноциую зону (можно использовать только щелочную соль), а в качестве католита используют более слабый раствор той же соли.Стедеиь насыщения катиоиообмениого экстрагента щелочным или шелочноземель- ным металлом при электрообработке определяется из условий нейтрализации свободной кислотности раствора, подвергаемого экстракционной переработке, и катионообменного перевода и органическую фазу одного или суммы цветных металлов..846 Степень насыщения катионообмекиого экстрагента щелочным или шелочноземельным металлом при чектрохимической обработке регулируют изменением электродной (катодной) плотности тока, временем, соотношением объемов электролит: экстрагеит и контролируют по изменению плотности экстрагеита прямым замером деисиметрами (ареометрами). По разнице плот- ностей экстрагента до и после электрообработки определяют количество переведенного в органическую фазу щелочного или щелочиоземельного металла.Способ отработан в лабораторном масштабе.Й р и м е р 1, 6 О мл высших изокарбоиовых кислот (ВИЕ) фракции С-С вводили в катодную зону диафрагмениого электролизера (диафрагма инертная - кожа), соцержащую 300 мл насыщенного 5 0 15 20 25 30 з 40 45 50 55 растворе хпорица натрия (плотность растворе 1200 г/цм ), Исходный анолитраствор той же соли с концентрацией10 г/л. Обьем анолита - 360 мл. Катод - нержавеющая сталь, анод - графит,Электропоцготовку ВИК вели в течение2, 5 ч, при силе тока 3 А (катодная и2аноцная плотность тока - 250 А/м ) инапряжении 4,6 В.В результате экстрагент оказалсязаряженным в натриевую форму - получена щелочная соль ВЙК фракции Ст-С 11,Предложенный способ использовалидля экстракционной переработки медь-кад.мий-цинксоцержащих растворов кучноговыщелачивания руц с получением сепективных цинко-кадмиевого и медного реэкстрактов, Содержание компонентов в исходном растворе, мг/л:, медь 600, кадмий 60, цинк 1700, железо трехвалентное 1300, кальций 520, магний 370,свободная кислотность по серной кислоте1500 (рН 1,85-1,90),Переработку растворов осуществлялипо следующей схеме: коллективное экст.ракционное извлечение железа, меди, кадмия и цинка с последующей селективнойреэкстракцией вначале цинка с кацмием,затем маци и наконец, железа (трехвалентное железо в ряду рН гидролиза стоитлевее мели - наиболее кислого из представленных ценных компонентов и потомуэкстрагируется чаряцу с ними; магний икальций в ряцу рН гидролиза стоят правее цинка - наименее кислого из указанных ценных компонентов и потому неэкстрагируются) .Заряженный в натриевую форму экстрагент контактировали с раствором присоотношении объемов органической и воцной фаз 0:В - 1:5. Величина рН равновесной води.й изы (р.в.ф.) составила6,25, Содержание ценных компонентов врафинате - с,-.=п;. Извлечение меци икадмия в орган. -ескую фазу - 99,9%,цинка - более 99,5%. При практическиполном извлечении ценных компонентовиз раствора достигнута пятикратная стенень концентрирования металлов и сокращения объема материального потока.Сравнительная характеристика скоростии полноты разделения органической и водной фаз, а также цругих параметров приэкстракции с использованием предлагаемого и известного способа подготовкиэкстрагента приведена в таблице,801846 Способ поцготовки катионообменного экстРасхоц кристаллической И аОН 100%-ной акти ности (в расчетена 1 м пе-3 рерабатываемого раствора), кг рагента дения з, мин экстракта к пер 1 воначальному ( холостому)ъему, ч. акта к холосто 1 у объему экстргента, т. е. коффициент разбуания экстракта) Пример Пример 1 2Пример Пример Пример 1 Пример 2=1, 0 Пре 0 не более не более И=1 0 аемы 3,3 10-15 10-15 И "1,5 И =1,15,5 12 вестный ислоты. Вымывание меди осуществляли на 1сталин реэкстракции при 0 В в 3:1 сте хиометрическим количеством серной кислоты (в виде воцного раствора) при рН,7 - 2,0 и температуре окружающей0среды 30 С. Общая степень концентриро-вания меци - 3. Соцержание:меци в реэк- Истракте - около 100 г/л при содержании железа - 1,5 г/л.Реэкстракцию трехвалентного железаосуществляли во вторую стааию при рН,15 раствором серной кислоты. бразом эксттракционной Из коллективного экстракта на 1 й стадии реэкстракции при рН4,75 полу-, чен цинко-кацмиевый реэкстракт с при З менением в качестве реэкстрагента раствора сульфата меци (используется часть реэкстракта 2-й стадии), на 2-й ста ции реэкстракции при рН - 2,01,7- медный ревкстракт с применением в качестве реэкстрагента раствора серной П р и м е р 2; 60 мл синтетических жирных кислот (СЖК) промышленной фрак-. ции С С 9 загружали В катодную зону ди афрагменного электродизера (мембрана анионитовая - МАК-В), содержащую 300 мл насыщенного раствора хдорица натрия (пдотность катодита 1200 г/цм ), щ анолит - раствор хлористого натрия с концентрацией 15 г/л, объем анодита 360 мл, Катод - нержавеющая сталь, анод - графит, Электропоцготовку СЖК вели в течение 3 ч. 50 мин в 2-й стации (2 ч.- на первой стадии и 1 ч. 50 мин - на второй); Отработанный электролит 1-й стации заменяли свежим, насыщенным раствором хлооисФого натрия. Сила тока при электрообработке 2 А (катоцная и аноцная п2плотность тока 182 А/м ), напряжение 4-5 В.В результате получена щелочная соль СЖК фракни С-С с плотностью 990 г/цм (исходная пдтность карбоновой кислоты 918 г/цм ). Экстрагент соцержит 72 г/л натрия.Подготовленный таким орагент испольэовали цдя экс переработки маточных растворов от об-жигбескислотного вскрытия медных концентратов с получением богатых медносульфатных, реэкстрактов, пригодных цля выделения товарной меци автоклавным восстановлением иди эдектропнзом с нерастворимыми анодами.Содержание компонентов в исходном растворе, г/л: медь 33,9, железо общее 4,99, Среда - сернокисдая, Величина рН искоцного раствора - 2,5-3,0,%Переработку растворов осуществляли по схеме: совместная экстракция железа и меди при рН р.в.ф. - 4,5-5,0 с получением коллективного мецно-железного экстракта; послецующая селективная реэкстракция серной кислотой вначале меци рН 4 2, затем железа при рН С 1.Заряженный в натриевую форму экстрагент контактировали с исходным раствором в течение 1 мин при отношении ОВ р 1:1. извлечение меци в органическую фазу составило около 100%.7 8018Полученные медно-сульфатные растворы могут быть переработаны на порошковую или катодную медь,Пример 3, 60 мл тех же СЖКфракции С -С заливали в катодную зону диафрагменного электролизера (мемб;рана йнионитовая - МАК), содержащую300 мл насыщенного электролита из хлористого магния (плотность католита -1303 г/дм ). Исходный анолит - раствор 103той же соли с концентрацией 15 г/л,Объем анолита - 360 мл, Катод - нержавеющая сталь, анод - графитовый. Элект,роподготовку СЖК вели при силе тока2 А. (катодная и анодная плотность тока1 з182 А/м ), напряжении - 5 В в течение22 ч.В результате получена шелочноземельная соль СЖК фракции С, -С с плотностью935 г/дм (исходная плотность карбоно3вой кислоты - 913 г/дм ); Экстракт соВдержал 22 г/л магния,Заряженный в магниевую форму экстрагент использовали для переработки тогоже раствора, что и в примере 2, 0:В : 2 з2:1. Величина рН р,в,ф. после коллективной экстракции железа и меди - ,65,Разделение фаз очень быстрое ( не более1,5 мин) ичеткое (объем нагруженногоэкстракта равен объему исходного экстр- щагента). Дальнейшая переработка экстракта и полученные технологические показатели идентичны указанным в примере 46 82. Извлечение меди и коне шый раствор, считая от исходного маточника - 99,7%.Таким образом, использование предложенного способа позволяет исключить необходимость расхода дефицитной и дорогой кристаллической щелочи; резко увеличить скорость процесса и обеспечить идеальную полноту расслоения фаз даже при высокой концентрации извлекаемого металла; существенно увеличить рабочую емкость экстрагента; обеспечить оптимальную величину рН равновесной водной фазы. формула изобретенияСпособ подготовки катионообменныхэкстрагентов к экстракции, включающийобработку их соединением щелочногоили шелочноземельного металла с переводом в щелочную или шелочноземельнуюформу, о т л и ч а ю ш и й с я тем,что, с целью исключения расхода щелочейи интенсификации процесса, обработкуэкстрагента ведут электролизом в электролите из щелочного или шелочноземельного соединения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Л, М. Гиндин и др, Разделение металлов методом обменной экстракции жирными кислотами под влиянием щелочи.Журнал неорганической химии, 1960,т,5, вып. 8, Составитель В. ГутинфРедактор Г. Бельская .Техред Е.ГаврилешкоКорректор Г.НазароваЗаказ 10465/11 Тираж 717 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва,. Ж, Раушская наб., д, 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4