Способ извлечения металлов сорбцией

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВ 10 РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСцнапистичесннхРеспублик и 885316(Я)м. Кл. С 22 В 34/00 3 ЪеударатааиаВ кемктет СССР ва девам нзабретехх н вткрыткй) СПОСОБ ИЗ 13 ЛЕЧЕНИЯ ИЕТАШЮ СОРБЦИГЙ пособаизвлфче степе является невыс Изобретение относится к технологии сорбционного извлечения металлов из водных растворов и может найти применение в гидрометаллургии.11 ироко известны способы сорбцион- . ного извлечения металлов из водных5 растворов минеральных кислот с помощью органических ионообменников3, 23Однако в известных способах облас 10 ти кислотностей исходного водного раствора узки, металлы извлекаются с высокими коэффициентами распределения. Это приводит к необходимости корректировки исходных растворов, повышенному расходу реагентов (кислоты и щелочи), увеличению объемов перерабатываемых и сбросных раствОров. Кроме того степени концентрирования)извлекаемых металлов при десорбции ни-и. Полнота десорбции достигается пр пропускании 0-12 колоночиык объемов десорбирующего раствора.Это приводит к получению недостаточно концентрированных растворов металлов, увеличению объемов раствора и продолжительности технологического цикла, снижению проиэводительност оборудования.Наиболее близким к предлагаемому является способ извлечения металлов сорбцией на органических ионитах из кислых растворов с последующей десорбцией 33.Недостатком известного с я металлов.Цель изобретения - повышение ст пени извлечения металлов.Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения металлов сорбцией на органических иоиитах из кислых растворов с последующей десорбцией, сорбцию осуществляют с использованием в качестве ионитов ионитов, содержащихв структуре сажу.Проведение процесса в указанных условиях расширяет диапазон концент 885316раций кислоты, при которых сорбцияосуществляется с высокой степеньюэффективности, и повышение концентрирования извлекаемых металлов настадии десорбции (по сравнению с известным способом) связано, по-видимому, с изменением кинетики механизмасорбции вследствие существования вионитах (по предлагаемому способу)изопористой структуры, обусловленной гомогенным распределением введенной в структуру ионита сажи.П р и м е р 1. Водные растворы,содержащие 378 мг/л тория в азотнойкислоте с концентрацией 0,2; 0,5;1,0; 2,0; 3,0; 5,0 и 7,0 М, контактируют с навесками катионита КУпС,содержащими различное количество сажи (,0; 2,0; 5,0; 7 вес,7.).Время контакта 24 ч, Т:И=1:100.Зависимость коэффициентов распределения ТЬ от содержания азотной кислотыв исходном растворе представлена втабл.1.Как видно из табл.1, применение, для извлечения металлов ионитов,содержащих в своей структуре сажу,позволяет значительно расширять диапазон рабочих концентраций азотнойкислоты. Количественное извлечениетория на катионите КУосуществляется иэ растворов азотной кислоты невыше 1,0 М. Применение катионитаКУ, содержащего в своей структуре сажу КУпС , позволяет извлекатьторий с высокими коэффициентами распределения в диапазоне концентрацийазотной кислоты 0,2-7,0 М,П р и м е р 2. Водный раствор,содержащий 1,1 г/л циркония в 5,2 Мазотной кислоты фильтруют через слойанионита АСс различным содержаниемсажи, помещенного в сорбционную колонку. Время контакта раствора сосмолой 10-15 мин, температура 60 С.оПосле окончания сорбции (по достижении нагрузки 50 мг циркония намл смолы) сорбент промывают 6 колоночными объемами 5 М азотной кислоты.Время контакта 1 О мин, температура60 С, Десорбцию проводят 0,7 М азотной кислотой. Время контакта 20 мин,температура 60 С.Показатели цикла сорбции - десорбции 2 г на анионитах, содержащих различное содержание сажи, представлены в табл,2,Анализ данных, приведенных втабл. 2, показывает, что степень концентрирования извлекаемого металла повышается за счет того, что болеечем 987. сорбнрованного металла элюируется 4-8 колоночными объемами,П р и м е р 3. Водные растворы,содержащие 60 мл/л палладия (П) вазотной кислоте с концентрацией 0,5;1,0; 2,01 3,0; 5,0 моль/л, конта;стируют с навесками анионита АС, со 10 держащего 5 вес,7 сажи, Время контакта 10 мин, Т:Ж = 1:100. Зависимостькоэффициентов распределения палладияот содержания азотной кислоты в исходном растворе представлена в табл.3.П р и м е р 4. Водные растворы,содержашие 70 мг/л рения в азотнойкислоте с концентрацией 0,5; 1,0;2,0; 3,0; 5,0 моль/л, контактируютс навесками ионита АС,содержащегощ 1 5 вес.7. сажи, Время контакта 10 мин,Т:Ж = 1:100. Зависимость коэффициентов распределения рения (УП) от. содержания азотной кислоты в исходном растворе представлена в табл.4.у П р и м е р 5. Водные растворы,содержашие 100 мг/л висмута (Ш) вазотной кислоте с концентрацией 0,5,1,0; 2,0; 3,0; 50 моль/л, контактируют с навесками ионита АС, содержащего 57. сажи. Время контакта Омин, Т:Ж=1:100, Зависимость коэффициентов распределения висмута (Ш) отсодержания азотной кислоты в исходном растворе дана в табл.5,П р и м е р 6. Водные растворы,35содержащие 00 мг/л меди (П) в азотной кислоте с концентрацией 0,2;0,5; 1,0; 2,01 4,0 моль/л, контактируют с навесками катионита КУпС.,40содержащего 5 вес,Е сажи. Время контакта 10 мин, Т:Ж=1:100. Зависимостькоэффициентов распределения меди (11)от содержания азотной кислоты в исходном растворе представлены втабл.6.45П р и м е р 7, Водные растворысодержащие 100 мг/л лантана(Ш) в азотной кислоте с концентрацией 0,2; 0,5;10; 2,0; 4,0 моль/л, контактируютфф с навесками катионита КУпС, содержащего 5 вес.7 сажи. Время контакта10 мин, Т:Ж=1:100.Зависимость коэффициентов распределения лантана ( Ш) отсодержания азотной кислоты в исходномИ растворе приведена в табл.7.П р и м е р 8. Водные растворы,содержащие 100 мг/л урана (У) н азотной кислоте с концентрацией 0,2;0,5;(известный) 10000 10000 9000 . 20 10 10 10 Т аблица 2 Промывка Десорбция Сорбция Ионит Количествообъемов,содержащих 987. сорбированного 2 г Содержание,7 Содержание вфильтр атах, 7. Емкость мг на мл смолы АС+17 сажи 50 0,4 3,0 АС+2,07 сажи 0,4 2,8 50 АС+5,07, сажи 0,4 2,0 88 1,0; 2,0; 4,0 моль/л, контактируют с навесками катионита КУпС, содержащего 5 вес7. сажи, Зависимость коэффициентов распределения урана (У) от содержания азотной кислоты в исходном растворе представлена в табл,8,П р и м е р 9. Водные растворы содержащие 100 мг/л титана(У) в азотной кислоте с концентрацией 0,2;0,5; 1,0;,.2,0; 4,0 моль/л, контактируют с навесками катионита КУпС, содержащего 5 вес.7. сажи. Зависимость коэффициентов распределения титана (1 У) от содержания азотной кислоты в исходном растворе приведена в табл.9.Предлагаемый способ сорбционного извлечения металлов при использовании в народном хозяйстве обеспечит зна чительное расширение диапазона концентраций кислот, из которых металлыизвлекаются с высокими коэффициентами распределения. Это приводит к ликвидации операции корректировки раствоРа перед сорбцией, еньшению расходареагентов и объема перерабатываемыхрастворов,О Повысится (в 1,5-2 раза) степеньконцентрирования извлекаемых метал-.лов при десорбции. Уменьшатся объемы получаемых десорбатов извлекаемых ме" % таллов, сократится время проведениятехнологического цикла, повысится производительность оборудования, снизятся капитальные затраты.885316 8Продолжение табл. 2 Ионит Сорбция Промывка Десорбция Емкость мгна мл смолы АС+7,0% сажи 2,0 0,3 3,6 50 0,5 12 таблица 3 Сорбент КоэФфициент распределения 0,8 2,0 3,0 5,0 АС+5 Е сажи 20 20 1 О 20 15 10 1 О 5,0 Таблица 4 НЙО моль/ Сорбент Коэфф ициент распределения в л 0,5 1,0 2,0 3,0 5,0 100 АС600 400 200 600 100 80 40 1 О Таблица 5 Коэффициент распределения в НЙО, мольл Сорбент 5,Таблица б Коэффициент распределения в НИО , моль/л Сорбент КУпС 370 150 2,0 85 30 10 3,0 Таблица 7 Сорбент Коэффициент распределения в НЙО, моль/л 0,0 4 000000 100 О КУ - 2 п 800 27 0 ы 8 б л Коэффициент распределения в НМО, моль/л Сорбе 2,0 0,5 1,2 пС 300 О 00 0 260 ц а 9 Т орбен Коэффициент распределения в НМО,моль/л 1,0 4,2885316 Составитель О.ГолыжннковаРедактор Н,Кешеля Техред А.Савка Корректор Н.Стец Заказ 10453/36 Тираж 684 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб д, 4/5Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ извлечения металлов сорбцией на органических ионитах из кислых растворов с последующей десорбцией, отличающийся тем,что, с целью повышения степени извлечения, сорбцию осуществляют с использованием в качестве ионитов ионитов, содержащих в структуресажу,12Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Самуэльсон О, Ионообменныеразделения в аналитической химии.у М.-Л., "Химия", 1966, с.21-23,2. Мимонова М.С. и др. Аналитическая химия элементов. М., "Наука",1965, с, 8-11.3, Егоров Е.В., Макаров С,Б.Ионный1 ф обмен в радиохимии. М., Атомиэдат,1971, с. 63,