Способ извлечения цветных металлов из кислых или щелочных растворов экстракцией

З СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСК СПУБ ЛИК 136485 А(19) (11 51)С 22 В 3/00 ИЯМ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТК АВТОРСКОМУ СОИДЕТЕЛЬСТВУ юл. Р 22ий металлургическим 2. Способи й с я тем идразидов ил ких или алициуют соли гид афтеновых ки л и ч а юстве солей алифатичесслот исполь- гидразиды поп.1,очто в кач и гидразидо клических к раэидов или слот. ции метал 1 ром тионаф" областиеталлов, в акции меных раствоИзвес лов, нап теновой Недос невысокаен способ имер меди, ислотц в к атком этог стойкость тение относится ллургии цветных к способам экст кислых или щело кстрак раство росине спосо экстра гидромечастносталловров. ба являютс гента и не ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 495374, кл. С 22 В 3/00, 1975.Патент Франции Р 2213271,кл. С 22 В 3/00, 1974.(54)(57) 1, СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХМЕТАЛЛОВ ИЯ КИСЛЫХ ИЛИ ЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ ЗКСТРАКЦИЕП солями гидразидовили гидразидами карбоновцх кислот, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения степени извлечения,упрощения и удешевления процесса, вкачестве солей гидразидов или гидразидов карбоновых кислот используютсоли гидразидов или гидразиды алифатических и алициклических кислот,3, Способ по и. 1, о т л и .ч а ющ и й с я тем, что в качестве солей гидразидов или гидразидов алифатических кислот используют синтетические карбоновые кислоты нормального строения, преимущественно с числом углеродных атомов от 10 до 16.4, Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве солей гидразидов алифатических кислот используют соли. гидразидов или гидраэиды синтетических разветвленных карбоновых кислот, преимущественно с числом атомов углерода от 10 до 25.5. Способ по и. 1, о т л и ч а ю - щ и й с я тем, что,в качестве экстра" а гента металлов из кислых сред используют 2-10 мас.Ф-ные растворы сульфатов гидразидов в инертном раэбавителе.6. Способ по и. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повыше- Я . ния растворимости солей гидразидов, в качестве экстрагента используют 5-18 мас,й-нце растворы сульфатов гид- в разидов в высокомолекулярных спиртах, ф преимущественно в алкилфеноле. Я 17. Способ по и, 1, о т л и ч а ю- Оь щ и й с я тем, что, с целью уменьше- ф ния вязкости экстрагента, используют (р 20-50 об.Ф-нце керосиновые растворы ц сульфатов гидраэидов в алкилфеноле.лярных спиртах, преимущественно в алкилфеноле,Кроме того, с целью уменьшения вязкости экстрагента используют 20503-ные керосиновые растворы сульфатов гидразидов в алкилфеноле,Сущность предложенного способаэкстракции заключается в следующем.При извлечении меди из кислых средс рН 1-3 водный раствор, содержащий0,3-2 г/л меди, встряхивают 2-3 минс органической Фазой, содержащей протонизированную Форму гидразида в видесульфата, Медь переходит в органическую Фазу,В табл. 1 раны результаты .экстрак"ции мери 5 мас.1-ным раствором сульФата ГНК в керосине, из которых следует, что при рН 2-3 медь экстрагируется на 79-821 при соотношении Фазводной и органической (Ч: 7) 1:3, аемкость экстракта по меди при рН 2равна примерно 1 г/л. В табл. 2 приведены данные пп из"влечению меди и железа (Ре , Ге )2+ ЗФ15 мас.Ф-ным раствором сульфата ГНК в алкилфеноле.Использование в качестве раствори"теля алкилфенола повышает степеньэкстракции меди при рН 1,5-3 до 87-95 ь, тогда как железо не экстрагируется. Емкость по меди при рН 2 повышается до 4 г/л. Чистый алкилфенол извлекает медь только в узкой области - при рН 8-9 на 88-913, а при рН1-5 медь алкилфенолом не экстрагируется. Таким образом, при смешении алкилфенола и сульфата гидразида прирН 1-3 имеет место синергетическииэфФект.Возможность экстракции меди 50-ным керосиновым раствором сульфата ГНК в алкилфеноле подтверждается данными табл. 3. Емкость экстрагента в этом случае около 2,5"3 г/л. Содержание висходном растворе алкилфенола сульфата гидразида 18 мас.1;Установлено, что при степени извлечения72 ь и соотношении 7.7 в1: 12 за три экстракции можно извлечь 96 меди (табл. 4), т.е. экстракцию меди следует проводить в 3-4 ступени.Зкстракцию металлов из слабокислыхи щелочных растворов осуществляютне солями, а гидразидами"основаниями. 1136485возможность проведения удовлетвори"тельного извлечения меди при рН . 2.Ближайшим по технической сущностии достигаемому результату являетсяспособ извлечения цветных металловиз кислых или щелочных растворов экстракцией солями гидразидов или гидразидами карбоновых кислот.Неростатком этого способа является невысокая емкость по металлам солей гидразидов производных 2-гидроксибензойной кислоты, плохая растворимость их в инертном растворителе (неболее 2-5 об.l в керосине), а также 15сложность и многостадийность получения.Белью изобретения является повышение степени извлечения, упрощение иудешевление процесса. 20Поставленная цель достигается тем,что в способе извлечения цветных металлов из кислых или щелочных растворов экстракцией солями гидразидов илигидразидами карбоновых кислот в качестве солей гидразидов или гидразиров карбоновых кислот используют солигидразиров или гидразиды алифатических и алициклических кислот.Поставленная цель достигается так" 30же тем, что в качестве солей гидрази"ров или гидразидов алифатических иапициклических кислот используют солигидраэидов или гидразиды нафтеновыхкислот (ГНК),35Поставленная цель достигается так"же тем, что в качестве солей гидрази-.дов или гидразидов алифатическихкислот используют синтетические карбоновые кислоты нормального строения, пре имущественно с. числом углеродных атомов от 10 до 16.Поставленная цель достигается итем, что в качестве солей гидразидовили гидразидов алифатических кислотиспользуют соли гидразидов или гидразиды синтетических разветвленных карбоновых кислот, преимущественно с числом атомов углерода от 10 до 25.Поставленная цель достигается так" 50же и тем, что в качестве экстрагентаеталлов из кислых сред используют-10 мас.Ф-ные раствори сульфатовгирразидов в инертном разбавителе.55С целью повышения растворимости солей гидразидов в качестве экстрагентаиспользуют 5-18 масЛ-ные растворысульфатов гидразидов в высокомолеку1136 ЮСоли гидразидов в этих условиях пере-.ходят в основания, так как показателькислотной диссоциации рКа равен 3-4(для протонированных форм),5 В табл. 5 показана возможность экстракции меди, железа (Геф) и никеля 15-20 об.Ф-ным раствором ГНК в керосине. Иедь и никель количественно экстрагируются в широком диапазоне кислотности, Однако в области рН 1-3 гидразид экстрагирует и железо Рейф) на.28-)1 Ф, что свидетельствует о неселективности гидразида-основания в отличие от сульфата ГНК,В табл. 6 приведены данные по экст- ракции меди 15 мас.Ф-ным раствором в керосине гидразида .синтетицеских. 20 карбоновых кислот Фракции С 1 о -С., в. табл 7-15 мас.3-ным раствором гидразида изомерных кислот. Для улучшения растворимости гидразидов"оснований можно добавлять алкилфенол, который в 25 слабокислой и щелочной областях играет роль растворителя, не оказывая си" . нергетического влияния. Соотношение керосин:алкилйенол=10:7,Данные по результатам экстракции ЗО меди растворами сульфата ГНК в керосине приведены в табл.8. 5бмостью в инертных растворителях типа керосина по сравнению с низкомолекулярными до Г,о) гидраэмдами иэомерных кислот.Применение гидразидов иэомерныхкислот с числом углеродных атомовболее 25 нецелесообразно из-за ченьвысокой вязкости таких соединений,что приводит к коллоидированию при до"бавлении разбавителей.Таким образом, как следует из приведенных примеров и таблицных сведений, гидразиды нафтеновых, алифатицеских и высших изомерных кислот являются эФфективными экстрагентами для меди и никеля из кислых и щелочных сред.Экстрагенты могут извлекать такжецинк, кобальт, кадмий, ванадий, неноторые металло кислоты. Большим средством к растворителям обладают гидраэиды нафтеновых кислот и иэомерныхкислот.Особенно ценным является возможность селективного извлечения медиФпри рН 1-3 в присутствии железа (РеРе+) солями этих гидраэидов, преждевсего сульфатом ГНК. Этот способ можно испольэовать для извлечения медииз растворов кучного выщелачивания,шахтных и рудничных вод с содержанием0,3-2 г/л меди, При содержании в керосине солейгидразидов порядка 5-10 мас. ь и болееобразуется суспензия, что нежелательно при экстракции. Тбк как соли гидразидов образуются при рН 3-4, это означает, что без модификатора, улучшающего растворимость солей, применять. гидразиды в кислом области с рН " 3-4и менее нецелесообразно,Иодификаторами могут быть высшиеспирты - амиловый,. гексиловый, алкилфенолы, что объясняется хорошей раст-.воримостью в них гидраэидов.В табл, 9 приведены данные по экстракции меди солями гидраэидов в высокомолекулярных спиртах,50Данные по использованию 5-50 об.Фных растворов гидразидов-оснований вкеросине представлены в табл. 10,Пеимуществеиное использование гид разидов изомерных кислот с числом угле-.родных атомов от 1 О до 25 обусловленонизкой растворимостью таких гидраэидовв воде табл.1) и хорошей раствориОриентировочная стоимость сульфата ГНК составит 1200 руб/т, постоянная растворимость в воде после 3-4 циклов применения 50-60 мг/л.1По емкости гидраэиды алифатическихи алициклических кислот превосходятпрототип - гидразиды производных2-гидроксибензойной кислоты - пример" но в 1,3 раза, по стоимости должны быть дешевле.не менее, чем в 1,3-1,5раза. В сравнении с отечественным экстрагентами для меди - ОМГ и АБФГНК дешевле соответственно в 4 и 7 раз. Расчеты показывают, что даже при содержании 0,3 г/л меди потери сульфата ГНК за счет уноса с раймнатом составгт не более 240 руб. на 1 т меди, цто составит примерно 19-20 от полной себестоимости медного порошка, который можно получить электролиэом после реэкстракции меди яэ органической фазы 2-3 н. серной кислотой или восстановлением водородом.711364858Экономия пт внедрения сульФата ГНК растворе 1,7 г/л составит околов расцете на производство 15 тыс.т 345 тыс. рубл./год.год при содержании меди в исходном Т а б л и ц а 1 рИ Объем 0,01 н,тиосульФата,на 25 млводной Фазы,мл Степень,пана, мл экстракции,2 н, ро экстрагента Табли ца 2О 1136485 Таблица 4 ВзятоСц , мг Числоэкстракций рН Обьем 0,01 н,тиосульфата,на 25 млВОДНОЙ фдЗЫрмл Ллительностьэкстракции, мин Степеньэкстракции, Ф т ие ее в т е е 23,4 23,4 Стандарт (23,4 мг Сц +) 8,1 .0,7 72 96 3 3 х 315,3е е еев и е тТаблица 5рН Степеньиэкстрак"ции, Фее е тетеееееветатюте Ме Ме мг в60 мл водного слоя Дано,. мл 2.н,Н ВО,фН 4015,6 н, иттиНРеРе 3+в е в ю ае т т е т е е е е т т .23,3 0,2 23,3 1,0 23,3 5,0 е тО00 31 30 28 3,1 1,9 в Й нР р ЯФ к+ и 59 93 93 94 82 0 0 0 0 0 ица 6 Объем 0,01 н,тиосульфата,на 25 мл вод"ной Фазы Степень,6 ано, мл экстракции,2 н. 5,6 н,н яо ий онв в т е и т ее и е т в е в ае е Е в е е е е е е ев е е в ее т т СцСцСцСц+СцфСцСцСц Стандарт 10,0 5,0 2,0 1,О О 0 О О 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 23,2 11,6 11,6 11,6 11,6 11,6 0 0 0 0 О 1,О 2,5 4,0 8,0 2,0 1,0 О 0 О 0 4,8 0,5 1,0 1,4 1,9 ф 5 1 ",4 11,О 11,8 0 0 0 О 0,1 0,4 2,0 10,0 0 О, 0,5 1,0 2,0 09 1,4 19 4,8 5,4 10,7 11,6 11,.Э6,1 6,6 7,8 8,1 9,5 14,8 4, 1,5 0,5 0,5 9,7 1 ф 5 2, 2,8 е 72 90 97 97 95 90 86 81 41 66 92 98 99 99 92 9420 20 20 Станрарт Таблица 9 ю Дано 2 н. рН НО+, мл Степеньэкстракции,Экстрагент 15.мас.Ф-ный р"р сульфата ГНК в ал" килфеноле15 мас.-ный р-р сульфата ГНК в гексиловом спирте 3,0 2,0 1,5 3,0 2,0 1,9 Таблица 10 Степень экстракции,Ме Концентрациягидразида-основания в ке"росине, об.Ф рН сф+Си 20 20 1,9 4,8 92 98 Стандарт10,03,00,50ООО 0 0 О 0 0 0,4 1,6 2,4 Концентрация сульфата ГНК в керосине 4,8 0,5 1,0 2,0 3 в 1 9,4 9,7 9,9 5 Е Шееввевевеее Таблица 11 вава а ааааа Растворимость в воде. гидразидов изомернмх кислот при 20 С,мг/л веваееввеаееввеаеевае 200 е 2000 50 е 160веее Фракция изомерных кислот е в а в авве ее ее в ее ее Редактор Т, Шарганова Техред М.Моргентал КорректорИ.Керецман Заказ 2810 . Тираж ПодписноеЗНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г,Ужгород, ул. Гагарина, 101 Сц фф Сц гф СцСцг Сц ф Сцф+ Сцг цгф Сц ,г Сцф 20 20 20 . 20 50 50 50 50 505 5 10,7 6,6 7,В 9,5 1,9 ,8 10,7 6,6 9,5 1 е 9 4,8 99 93 94 82 97 99 99 97 89 95