СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ МЕДИ ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА

СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ МЕДИ ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА


RU (11) 2104315 (13) C1

(51) 6 C22B3/26, C22B15:00 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 07.12.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 96109310/02 
(22) Дата подачи заявки: 1996.05.05 
(45) Опубликовано: 1998.02.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Бубнов В.К. и др. Теория и практика добычи полезных ископаемых для комбинированных способов выщелачивания. - Алма-Ата: 1992, с. 213 - 215, 522. 
(71) Заявитель(и): Северо-Кавказский государственный технологический университет 
(72) Автор(ы): Воропанова Л.А.; Величко Л.Н.; Козырев Е.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Северо-Кавказский государственный технологический университет 

(54) СПОСОБ ЭКСТРАКЦИИ МЕДИ ИЗ ВОДНОГО РАСТВОРА 

Способ может быть применен в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Экстракцию меди из водного раствора осуществляют с использованием в качестве экстрагента технической смазки, содержащей олеиновую кислоту, триэтаноламин и машинное масло при следующем соотношении компонентов, мас.%: олеиновая кислота 10-12, триэтаноламин 4,5-6,0, машинное масло - остальное, экстракцию осуществляют при 4 < pH < 10 и регулировании величины pH в течение не более 2 ч. Полученную смесь экстрагента и раствора нагревают до кипения, выдерживают в течение 1 - 5 мин. Способ позволяет повысить извлечение меди при одновременной экономичности и безопасности процесса. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 3 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ экстракции меди из водных растворов относится к извлечению веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известны способы извлечения меди экстракцией нейтральными органическими растворителями (трибутилфосфатом, спиртами, эфирами), катионообменными органическими растворителями.

Недостатками способов являются относительная дороговизна используемых экстрагентов, их летучесть и способность к воспламенению.

Наиболее близким техническим решением является экстракция меди смесью непредельных карбоновых кислот состава, мас.%: 20 - 30 олеиновой, 20 - 40 линолевой, 40 эруковой и 2 - 9 пальмитиновой в интервале pH = 4 - 8.

Недостатком способа является относительная дороговизна используемых экстрагентов.

Цель изобретения - создание эффективного, недорогого и селективного способа извлечения меди из водных растворов с использованием менее летучего экстрагента.

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в высокой степени извлечения меди из водных растворов с одновременной экономичностью и безопасностью процесса.

Цель достигнута тем, что в известном способе экстракции меди из водного раствора, включающем контакт экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, в качестве экстрагента используют техническую смазку, в своем составе имеющую инертный разбавитель, при следующем составе компонентов, мас. %: 10 -12 олеиновая кислота, 4,5 - 6,0 триэтаноламин, остальное - машинное масло (инертный разбавитель), экстракцию осуществляют при 4 < pH < 10 и регулировании величины pH в течение не более двух часов.

Нагрев смеси экстрагента и водного раствора до кипения в течение 1 - 5 мин позволяет осуществлять последующее регулирование заданного значения pH в течение 10 - 15 мин.

Таким образом, нагрев смеси экстрагента и водного раствора до кипения улучшает кинетические параметры процесса: сокращает время разделения фаз и осветления водной фазы.

Для экстракции можно использовать отработанную техническую смазку, что удешевляет процесс.

Сущность способа поясняется табл. 1 - 3, в которых указаны концентрации меди в исходных растворах, температура раствора, время экстракции при заданной величине pH, концентрация меди и величина pH в осветленной водной фазе через сутки после начала экстракции, коэффициент распределения, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций меди в органической и водной фазах, причем коэффициент распределения рассчитан с учетом инертного разбавителя (K = Cсмаз./Cводн.) и в расчете только на экстрагент без инертного разбавителя (K' = Cэкстр./Cводн.), указана также окраска органической и водной фаз по окончании экстракции.

На графиках фиг. 1 и 2 даны зависимости от pH в процессе экстракции концентрации меди в осветленной водной фазе (фиг. 1) и коэффициента распределения K' через сутки от начала экстракции (фиг. 2).

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал сульфат меди с концентрацией 500 мг/дм3 по меди и pH = 5,05 (табл. 1 и 2), а также с концентрациями по меди, мг/дм3: 50, 250, 1000 (табл. 3).

В качестве экстрагента использована техническая смазка СП-3 (ГОСТ 5702-75), содержащая, мас.%: 10 - 12 олеиновая кислота, 4,5 - 85,5 машинное (трансформаторное или индустриальное) масло (инертный разбавитель).

Экстрагент добавляли к исходному водному раствору медного купороса объемом 190 дм3 в количестве 10 дм3 (5 мас.%). Перемешивание и поддержание заданного значения pH осуществляли до тех пор, пока в дальнейшем кислотно-основные характеристики системы изменялись незначительно. По достижении равновесия между органической и осветленной водной фазами через сутки отстаивания органическую фазу отделяли от водной, в последней определяли pH и остаточную концентрацию меди.

Используя значения концентраций меди в водном растворе - исходном и после экстракции, рассчитывали коэффициент распределения меди между органической и водной фазами.

Экспериментальные данные для комнатной температуры представлены в табл. 1 и 3, а также на графиках фиг. 1 и 2 (экспериментальные точки обозначены __ ).

Исследовано влияние температуры на процесс экстракции, для чего осуществляли кипячение водно-масляной эмульсии при заданной величине pH в течение 1 - 5 мин с последующей коррекцией заданного значения pH при охлаждении системы до комнатной температуры.

Экспериментальные данные для экстракции при кипячении представлены в табл. 2, а также на графиках фиг. 1 и 2 (экспериментальные точки обозначены x__x ).

Пример 1 (табл. 1, фиг. 1, 2). В табл. 1 и на графиках фиг. 1. 2 ( - показатели экстракции по данным табл. 1) даны результаты экстракции меди в зависимости от pH в процессе экстракции, температура комнатная. Заданное значение pH поддерживали в течение 1 - 2 ч, в дальнейшем величина pH изменялась незначительно: при pH 5 через сутки раствор становился более кислым, при pH > 5 - более щелочным. При pH = 3,0 и pH водно-масляная эмульсия не разделилась в течение более чем двух суток. Лучшие результаты экстракции получены в интервале 4 < pH < 10 при времени экстракции не более 2 ч, при этом коэффициенты распределения имели значения: K = 45 - 300; K'= 250 - 1600.

Пример 2 (табл. 2, фиг. 1, 2). В табл. 2 и на графиках фиг. 1. 2 ( х - показатели экстракции по данным табл. 2) даны результаты экстракции меди в зависимости от pH в процессе экстракции при кипячении водно-масляной эмульсии при заданном значении pH в течение 1 - 5 мин. Коррекция заданного значения pH после охлаждения системы до комнатной температуры осуществлялась в пределах 10 - 15 мин. При pH = 9 водно-масляная эмульсия не разделилась в течение двух суток. Лучшие результаты экстракции получены в интервале 4,8 pH 9 при времени экстракции не более 10 - 15 минут, при этом коэффициенты распределения имели значения: K = 45 - 300; K'= 250 - 1750.

Пример 3 (табл. 3). В табл. 3 даны результаты экстракции меди из водных растворов при pH = 5 в течение всего процесса экстракции. Время экстракции 1,5 ч. При этом исходные растворы имели различные концентрации меди. Как видно из табл. 3, коэффициенты распределения меди в пределах исследованных концентраций практически не зависели от исходной концентрации меди и составили, средние значения: K = 9,58; K'= 54,34. Из данных табл. 1 - 3 и графиков фиг. 1 и 2 (окраска водной и органической фаз, pH раствора и изменение pH раствора в процессе экстракции, время экстракции, коэффициенты распределения K и K') следует, что в системе образуются два соединения меди: одно - при pH 4, другое - при 4 < pH < 10, последнее дает лучшие показатели экстракции при меньшем времени экстракции. Оптимальные значения величин экстракции находятся в пределах значений 4 < pH < 10, при этом максимальные значения коэффициентов распределения между органической и водной фазами составили K = 300; K' = 1750. Соответственно в этом интервале pH концентрация в водной фазе снижается.

Предлагаемый экстракционный способ извлечения меди может быть применен при обработке технологических растворов, стоков промышленных предприятий, шламов после осаждения тяжелых металлов гальванических производств, шахтных и рудничных вод, растворов кучного и подземного выщелачивания, при очистке технологических растворов от меди и т.п.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом повышает извлечение меди при одновременной экономичности и безопасности процесса. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ экстракции меди из водного раствора, включающий контактирование экстрагента, содержащего олеиновую кислоту, и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, отличающийся тем, что в качестве экстрагента, содержащего олеиновую кислоту, используют техническую смазку, дополнительно содержащую триэтаноламин и машинное масло, причем последнее используют в качестве инертного разбавителя, при следующем соотношении компонентов, мас.

Олеиновая кислота 10 12

Триэтаноламин 4,5 6,0

Машинное масло Остальное

а экстракцию осуществляют при 4 < рН < 10 и регулировании величины рН в течение не более 2 ч.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что полученную смесь экстрагента и раствора нагревают до кипения, выдерживают в течение 1 5 мин с последующим регулированием заданного значения рН в течение 10 15 мин.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян

Независимый научно технический портал
Устройства и способы извлечения цветных, редкоземельных и благородных металлов






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска: "и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+извлечение -золота".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "золото" будут найдены слова "золотой", "золотое" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("золото!").




Рейтинг@Mail.ru