Способ разделения кобальта и марганца из сернокислых растворов

;М,БалаЛ.И.Пи- ленко ых прорситета,ие техкции в .: ГипЛЬТА И РАСТВОидрометалов и может и кобальто- оизводстве ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ КОБА. МАРГАНЦА ИЗ СЕРНОКИСЛЫХРОВЩ Изобретение относится к глургии тяжелых цветных металлбыть использовано для очистквых растворов от марганца, в пр Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов и может быть использовано для очистки кобальтовых растворов от марганца в производстве кобальта и его соединений.Целью изобретения является увеличение степени разделения кобальта и марганца, исключение потерь кобальта при сорбции и увеличение срока службы ионита,П р и м е р 1, 100 мл ионита полиэтиленполиаминногоо типа с поперечным чередованием вторичных аминогрупп, гидроксильных групп и третичных аминогкобальта и его соединений. Цель - увеличение степени разделения кобальта и марганца, исключение потерь кобальта при сорбции и увеличение срока службы ионита. Разделение кобальта и марганца из серно- кислых растворов проводят сорбцией кобальта на ионитах полиэтиленполиаминного типа в гидроксильной форме с переменным чередованием вторичных аминогрупп, гидроксильных групп и третичных аминогрупп через и метиленовых мостиков и ри п=2 - 3 и соотношении гидроксильных и аминогрупп 0,9 -1,1, Перед сорбцией ионит обрабатывают раствором минеральных кислот с рН 3,0 -3,5. а Сорбцию кобальта проводят в динамическом режиме из раствора с рН 1-3 при скорости фильтрации раствора 0,05 - 0,08 л/(см кмин) и отношении высоты слоя ионита к диаметру колонны 14 - 16. Десорбцию кобальта проводят растворами минеральных кислот. 1 з.п. ф-лы, 7 табл. рупп (И) в гидроксильной форме загрузили в колонну с Н/б = 15 и провели отмывку слабыми растворами серной, соляной, азотной кислоты с рН 2.5; 3,0, 3,5, 4,0. После этого через ионит пропустили раствор с концентрацией, г/л: кобальта 44,0, марганца 3,5, Величина рН исходного раствора 2,5. Скорость пропускания 0,06 лксм мин). Результаты опыта приведены в табл.1.На основании приведенных данных видно, что при отмывке ионита перед сорбцией слабыми растворами кислот с рН 3,0 - 3,5 показатели сорбционного разделения коП р и м е р 7. В этих опытах проведеносравнение заявляемого способа со способом-прототипом. Проведено сравнение аминокарбоксильного амфолита, содержащего функциональные группировки Со-ИН = МНСНг СООН и обладающего лучшимихарактеристиками по разделению кобальта и марганца, заявляем ионит (И. Иониты перед сорбцией обрабатывали растворомЧаОН дл перевода ионитов в гидроксильную форму. Использованы модельные раствори с соотношением Со/Мп = 7,Исходные растворы с рН 2,5 пропускали через колонны с соотношением НЙ =15, соскоростью 0,08 л/фм миф Ионит по заяв 55 бальта и марганца мало зависят от типакислоты.П р и м е р 2. 100 мл ионита (И) в гидроксильной форме загрузили в колонну с Н/о== 15, отмыли раствором серной кислоты с 5рН 3,5, через ионит пропустили 150 мл исходного раствора с концентрацией кобальта 44 г/л и марганца 3,5 г/л со скоростью0,06 лксм мин)с различным рН. Результаг,ты опыта приведены в табл.2. 10П р и м е р 3, 100 мл ионита (И) в гидроксильной форме загрузили в колонну Н/о =15, отмыли раствором серной кислоты с рН,3,5, Через ионит пропустили раствор с раз,личной скоростью, Концентрация исходного раствора, г/л: кобальта 40, марганца 3,5рН исходного раствора - 2,5. Результатыопытов приведены в табл.З,П р и м е р 4. 100 мл ионита (И) в гидроксильной форме после отмывки растворомсерной кислоты с рН 3,5 загрузили в колонны с различным отношением Нй, Черезионит пропустили исходный раствор с рН25 со скоростью 0,06 л/см миф Исходноесодержание в растворе; кобальта 44 г/л,марганца 3,5 г/л, Результаты опытов приведены в табл.4,П р и м е р 5, 100 мл ионита (И) в гидро-,ксильной форме с различным количествомметиленовых мостиков после отмывки раствором серной кислоты с рН 3,5 загрузили в 30колонну с Н/о = 15, Через ионит пропустили150 мл исходного раствора с концентрацией, кобальта 44 г/л и марганца 3,5 г/л, величи, ной рН 2,5. Скорость фильтрации была рав 2на 0,06 л/(сммиф Результаты опытов 35поиведены в табл. 4 и 5.П р и м е р 6,Сорбцию кобальта проводили на ионите (И) в гидроксильной форме,при различном соотношении и гидроксильных групп и аминогрупп в ионите в условиях 40предыдущего опыта. Результаты экспериментов приведены в табл.б. ляемому способу перед сорбцией отмывалирастворомсерной кислоты с рН 3,5,Результаты опытов приведены в табл.7.Результаты проведенных опытов показывают, что при увеличении рН исходногораствора выше 3 происходит уменьшениестепени разделения кобальта и марганца засчет увеличения сорбции марганца. Приуменьшении рН исходного раствора ниже 1происходит резкое уменьшение сорбируе.мости кобальта,При отмывке ионита раствором минеральной кислоты с рН выше 3,5 происходитнеобратимая сорбция кобальта ионитом засчет окисления кобальта до трехвалентногосостояния, которое происходит в щелочнойсреде, При отмывке ионита раствором минеральной кислоты с рН ниже 3,0 происходитзамещение гидроксильных групп функциональных группировок на анионы кислоты,Отмеченное является причиной снижениявеличины сорбируемости по ионам металла,При увеличении скорости пропускания раствора выше 0,08 лфм мий) снижается сте 2 .пень очистки кобальта от марганца,поскольку при больших скоростях пропускания раствора нивелируется различие в сорбируемости металлов. При уменьшениискорости пропускания ниже 0,05 лфм мин)происходит осаждение гидроксидов металлов в слое ионита, что резко снижает нагрузку на колонну (уменьшаетсяпроизводительность колонны за счет заполнения межзернового пространства гидроксидом металлов).При уменьшении отношения высотыслоя ионита к диаметру колонны меньше 14снижается эффективность разделения кобальта и марганца (уменьшается степеньочистки) за счет того, что ионы кобальта неуспевают вытеснять частично сорбируемыеионы марганца по ходу прохождения ко-бальтового фронта по высоте колонны, Увеличение указанного отношения свыше 16нецелесообразно ввиду конструкционнойсложности сорбционной колонны, Тем более, что при этом увеличение эффективности разделения кобальта и марганца непроисходит,Положительный эффект достигается засчет использования ионита указаннойструктуры, что позволяет селективно извлекать кобальт из кобальт-марганцевых растворов, Селективность достигается за счетобразования комплексных соединений кобальта с аминогруппами анионита. Наличиев структуре ионита гидроксильных групп вуказанном соотношении с аминогруппамиусиливает прочность образующихся комп1666561 Таблица 1 Влияние состава, рН электролита на процесс разделения кобальта и марганца лексных полимерных соединений за счет перераспределения электронной плотности. Предварительная отмывка ионита растворами минеральных кислот с рН 3,0-3,5 позволяет исключить потери кобальта, которые обусловлены окислением кобальта до 5 трехвалентного состояния в фазе ионита и их.необратимой сорбцией. Сорбция кобальта из кислых растворов (рН 1-3) позволяет значительно увеличить коэффициент разделения кобальта и марганца за счет сниже ния сорбции марганца. Проведение процесса при указанных режимах позволяет резко увеличить коэффициент разделения кобальта и марганца по сравнению с известным способом. 15 Формула изобретения1. Способ разделения кобальта и марганца из сернокислых растворов, включающий сорбцию кобальта на ионитах 20 полиэтиленполиаминного типа в гидроксильной форме с последующей десорбцией металла растворами минеральных кислот, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения степени разделения кобальта и марганца, исключения погерь кобальта при сорбции и увеличения срока службы ионита, сорбцию кобальта ведут на анионите с переменным чередованием вторичных аминогрупп, гидроксильных групп и третичных аминогрупп через и метиленовых мостиков при и= 2-3 и соотношении гидроксильных и аминогрупп,равном 0,9- 1,1, причем ионит предварительно обрабатывают раствором минеральных кислот с рН 3,0-3,5,2. Способ по и 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что сорбцию кобальта ведут в динамических условиях из раствора с рН 1 - 3 при скорости фильтрации раствора 0,05 - 0,8 лфм мин)и отношении высоты слоя ионита к диаметру колонны 14-16.1666561 Таблица 2 Таблица 3 Влияние скорости пропускания раствора через слой ионита на процесс разделения кобальта и марганцааблиц д на процесс разделения кобальта и марга ияние отноше Нй 17 Степень маргантки кобальт 95,8,2 96,3 Влияние количества ме новых мостиков на разделение кобальта и марган Степень очистки кобальта от ма ганца чество метиленовых мостиков,п 90,0 96,2 96,2 92,3 Табл 6 лияние соотношения степень очдроксильных груп ки кобальта от ма и аминогрупп нанца тепень очистки кобальта о ооношение гид оксильных и аминог анца,7 9 90,4 96,2 96,2 1,1 1,3 Влияние рН исходного раствора на процесс разделения кобальта и марганца1666561Таблица 7Результаты сравнения способа-прототипа и заявляемого способаСоставитель А,Шатохин Редактор Е.Зубиетова Техред М,Моргентал Корректор О,Кравцова Заказ 2499 Тираж 393 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101