СПОСОБ ОЧИСТКИ КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ ОТ ПРИМЕСЕЙ

СПОСОБ ОЧИСТКИ КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ ОТ ПРИМЕСЕЙ


RU (11) 2114198 (13) C1

(51) 6 C22B3/20 

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

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

(21) Заявка: 97105317/02 
(22) Дата подачи заявки: 1997.04.02 
(45) Опубликовано: 1998.06.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процессов. - М.: Металлургия, 1993, с. 9 - 11. 2. Цветные металлы. - 1962 г, N 3. 
(71) Заявитель(и): Воропанова Лидия Алексеевна 
(72) Автор(ы): Воропанова Л.А.; Величко Л.Н. 
(73) Патентообладатель(и): Воропанова Лидия Алексеевна 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ ОТ ПРИМЕСЕЙ 

Изобретение относится к извлечению веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Способ заключается в том, что в качестве экстрагента при очистке используют техническую смазку СП-3 состава, мас. %: олеиновая кислота 10-12; триэтаноламин 4,5-6,0; машинное масло (инертный разбавитель) - остальное, а экстракцию осуществляют при рН 4 -8. Возможна также дробная экстракция с селек- тивным извлечением примесей, снижаются затраты. Технический результат - эффективность очистки кобальта и/или никеля от примесей с использованием недорого и легкодоступного экстрагента. 10 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение 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 очистки кобальта и никеля от примесей по схеме фирмы "Шерит-Гордон" [1].

Недостатками способов являются многостадийность процесса, использование сложного оборудования и различных реагентов.

Наиболее близким техническим решением является очистка кобальто-никелевых растворов методом экстракции, в котором экстрагентом металлов служат жирные кислоты с числом атомов углерода C7 - C9 и C10 - C22 или их соли [2].

Недостатком способа является большой расход реагентов, а также их дороговизна и труднодоступность.

Задачей изобретения является использования для экстракции недорогого, легкодоступного экстрагента с высокими показателями процесса экстракции.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в эффективности очистки кобальта и/или никеля от примесей с использованием недорогого и легкодоступного экстрагента.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе очистки растворов кобальта и/или никеля от примесей, включающем обработку раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента, в качестве экстрагента используют техническую смазку СП-3 состава, мас.%:

Олеиновая кислота - 10-12

Триэтаноламин - 4,5-6,0

Машинное масло (инертный разбавитель - Остальное

а экстракцию осуществляют в интервале 4 pH 8.

Проводя дробную экстракцию с постепенным изменением величины pH раствора в сторону увеличения или уменьшения и поддержанием измененной величины pH на каждой периодической операции экстракции, возможно селективное извлечение примесей при очистке растворов кобальта и/или никеля.

Сущность способа поясняется данными табл. 1-10 (соответственно примеры 1-10), где представлены результаты очистки растворов кобальта и/или никеля от примесей.

Исходные растворы содержали равные массовые количества металлов, причем содержание суммы металлов составляло 500 мг/дм3.

В табл. 1-10 указаны pH исходного раствора и pH в процессе экстракции, время экстракции, концентрация металла и величина pH в осветленной водной фазе за время экстракции (сутки), коэффициент распределение, определяемый как отношение концентраций металла в органической и водной фазах K = Cсм/Cвод и как отношение концентраций металла в экстрагентах и водной фазах K' = Cэкстр/Cвод, коэффициент разделения P, определяемый как отношение коэффициентов распределения рассматриваемых металлов, окраска мас.

Экстрагент добавляли к исходному водному раствору объемом 190 дм3 в количестве 10 дм3 (5 мас.%).

Время перемешивания и поддержания заданного значения pH составляло 1-2 ч по истечении этого времени в дальнейшем кислотно-основные характеристики системы изменялись незначительно. По достижении равновесия между органической и водной фазами через сутки отстаивания органическую фазу отделяли от осветленной водной фазы, в последней определяли pH и остаточную концентрацию металла.

Используя значения концентраций металла в водном растворе исходном и после экстракции, рассчитывали коэффициенты распределения и разделения металлов.

Экстракцию осуществляли при комнатной температуре.

Пример 1. Система CoSO4 - NiSO4 - H2O.

Из данных табл.1 следует, что при pH 5-6 в течение 3 ч в масляную фазу экстрагируется только кобальт, лучшие показатели экстракции кобальта и никеля получены при pH 7, а разделения - при pH 8.

Пример 2. Система CoSO4 - MnSO4 - H2O.

Из данных табл. 2 следует, что лучшие показатели экстракции кобальта и марганца получены при pH 8-9, а разделения - при pH 7.

Пример 3. Система CoSO4 - Cr2(SO4)3 - H2O.

Из данных табл. 3 следует, что лучшие показатели экстракции получены для кобальта при pH 8, для хрома - при pH 7-8, а разделения - при pH 3 и 7 соответственно.

Пример 4. Система NiSO4 - Cr2(SO4)3 - H2O.

Из данных табл. 4 следует, что лучшие показатели экстракции для никеля получены при pH 8, для хрома - при pH 7-8, а разделения - при pH 5 и 7 соответственно.

Пример 5. Система CoSO4 - CuSO4 - H2O.

Из данных табл. 5 следует, что лучшие показатели экстракции получены для кобальта и меди при pH 8, а разделения - при pH 5.

Пример 6. Система NiSO4 - CuSO4 - H2O.

Из данных табл. 6 следует, что лучшие показатели экстракции для никеля получены при pH 8, для меди - при pH 7-8, а разделения при pH 7. При кипячении лучшие показатели разделения получены при pH 6.

Пример 7. Система NiSO4 - CuSO4 - Cr2(SO4)3 - H2O.

Из данных табл. 7 следует, что лучшие показатели экстракции для никеля получены при pH 7, для меди - при pH 6-7, для хрома - при pH 5-7, а лучшие показатели разделения металлов получены при pH 5.

Пример 8. Система CoSO4 - CuSO4 - FeSO4 - H2O.

Из данных табл. 8 следует, что лучшие показатели экстракции получены для кобальта и железа при pH 7, для меди - при pH 6, лучшие показатели разделения получены между кобальтом и медью при pH 6, между кобальтом и железом - при pH 6-7, между медью и железом - при pH 4.

Пример 9. Система NiSO4 - CuSO4 - FeSO4 - H2O. Из данных табл. 9 следует, что лучшие показатели экстракции получены для никеля, меди и железа при pH 7, а лучшие показатели разделения получены для меди и никеля при pH 6, для железа и никеля - при pH 5-6, для железа и меди - при pH 4-5.

Пример 10. Система CoSO4 - NiSO4 - CuSO4 - FeSO4 - H2O.

Из данных табл. 10 следует, что лучшие показатели экстракции получены для кобальта и никеля при pH 8, для меди - при pH 7, для железа - при pH 6-8, а лучшие показатели разделения получены для кобальта и никеля при pH 5, для меди и никеля - при pH 7, для железа и никеля - при pH 5, для меди и кобальта - при pH 7, для железа и кобальта - при pH 6-7, для железа и меди - при pH 4.

Из данных примеров 1-10 (табл. 1-10) можно сделать следующие выводы.

1. В интервале pH 4-8 из водных растворов сульфата никеля возможна экстракция примесей кобальта, меди, железа (II), хрома (III), а из водных растворов сульфата кобальта возможна экстракция примесей меди, железа (II), хрома (III).

Коэффициенты разделения P(CO/Ni), P(Meпримесь/Co), P(Meпримесь/Ni) в интервале pH 4-8 имеют значения P = 1,5-2,0, что делает перспективным использование технической смазки СП-3 в качестве экстрагента для очистки водных растворов кобальта и/или никеля от примесей.

2. Учитывая, что коэффициент разделения металлов зависит от pH экстракции, проводя дробную экстракцию с постепенным изменением величины pH раствора в сторону увеличения или уменьшения и поддержанием измененной величины pH на каждой периодической операции экстракции постоянной возможно селективное извлечение примесей при очистке растворов никеля и/или кобальта.

3. Используемый экстрагент - техническая смазка СП-3 широко применяется для приготовления водно-масляной эмульсии в качестве смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ).

В рассматриваемых примерах использована водно-масляная эмульсия с содержанием смазки СП-3 в количестве 50 г/дм3 (5 мас.%), которая часто используется в качестве СОЖ.

Применение отработанной водно-масляной эмульсии для экстракции ионов тяжелых металлов делает предлагаемый способ особенно экономичным по сравнению с прототипом.

4. При pH 5-6 кобальт и никель экстрагируются незначительно.

Кобальт экстрагируется лучше никеля.

5. Наблюдается взаимное влияние примесей на результаты экстракции.

В присутствии примесей, особенно хрома, экстракция кобальта и никеля возрастает (синергизм ионов).

6. Co(II) и Mn(II) экстрагируются одновременно.

7. Эффективна экстракция хрома (III) из водных растворов кобальта в интервале pH 3-8, из водных растворов никеля в интервале pH 5-8.

В интервале pH 4,0-4,5 никель экстрагируется лучше хрома.

8. Эффективна экстракция меди из водных растворов кобальта в интервале pH 5-8, из водных растворов никеля в интервале pH 6-8.

В интервале pH 4-5 никель экстрагируется лучше меди.

9. Эффективна совместная экстракция хрома (III) и меди (II) из водных растворов никеля в интервале pH 5-6, причем при pH 5 преобладает экстракция хрома над медью, а при pH 7 - меди над хромом.

10. Из водных растворов кобальта (II), меди (II) и железа (II) эффективна экстракция железа в интервале pH 4-7, меди - в интервале pH 5-7, причем в интервале pH 4-7 преобладает экстракция железа над медью.

11. Из водных растворов никеля (II), меди (II) и железа (II) эффективна экстракция железа и меди в интервале pH 4-7, причем в интервале pH 4-5 преобладает экстракция железа над медью, а в интервале pH 6-7 - меди над железом.

12. Из водных растворов кобальта (II), никеля (II), меди (II) и железа (II) при pH 4 кобальт и никель не экстрагируются, в интервале pH 4-8 преобладает экстракция меди над кобальтом и никелем, в интервале pH 4-8 преобладает экстракция железа над никелем, в интервале pH 4-7 - железа над кобальтом, в интервале pH 4-5 - железа над медью.

13. Кипячение влияет на эффективность экстракции и разделения металлов.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет осуществлять глубокую очистку водных растворов кобальта и/или никеля от примесей за время 1-3 ч. с использованием недорогого легкодоступного экстрагента с минимальным расходом последнего. Возможно селективное извлечение примесей предлагаемым экстракционным способом. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ очистки водных растворов кобальта и/или никеля от примесей, включающий обработку раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют техническую смазку СП-3 состава, мас.%:

Олеиновая кислота - 10 - 12

Триэтаноламин - 4,5 - 6,0

Машинное масло (инертный разбавитель) - Остальное

а экстракцию осуществляют при pH 4 - 8.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что осуществляют дробную экстракцию с постепенным изменением величины pH раствора и поддержанием измененной величины pH на каждой периодической операции экстракции.


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