СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ РАСТВОРОВ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ РАСТВОРОВ


RU (11) 2033440 (13) C1

(51) 6 C22B3/24, C22B15:00 

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

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

(21) Заявка: 92004183/02 
(22) Дата подачи заявки: 1992.11.19 
(45) Опубликовано: 1995.04.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Экстракционные и сорбционные методы переработки окисленных медных руд. Обзорная информация Минцветметаллургии СССР, М., 1980, с.33. 
(71) Заявитель(и): Лосев Ю.Н.; Ануфриева С.И.; Каргман В.Б.; Шуленина З.М.; Николаева В.П.; Балавадзе Э.М. 
(72) Автор(ы): Лосев Ю.Н.; Ануфриева С.И.; Каргман В.Б.; Шуленина З.М.; Николаева В.П.; Балавадзе Э.М. 
(73) Патентообладатель(и): Шуленина Зинаида Макаровна 

(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ РАСТВОРОВ 

Использование: изобретение относится к области очистки отходов производства цветной металлургии, утилизации меди из шахтных, карьерных и других вод. Медь извлекают из растворов путем сорбции на аминокарбоксильном амфотерном ионите со степенью карбоксилирования 80 - 91%, переведенном во внутрисолевую форму. Предложенный способ позволяет повысить производительность процесса, а также получить из бедных технологических растворов с содержанием меди 0,1 - 0,3 г/л товарный элюат с содержанием меди свыше 30 г/л. 4 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области металлургии, цветных металлов, в частности очистки жидких отходов производства цветной металлургии, утилизации меди из шахтных, карьерных, подотвальных и других вод.

Из сернокислых растворов медь обычно извлекается цементационным способом, основанным на вытеснении более электроположительных металлов (Cu2+) из растворов их соединений менее электроположительными металлами, находящимися в твердом состоянии (в частности, железным скрапом).

Недостатками этого метода являются: загрязнение растворов соединениями железа, дефицит и высокая стоимость безвозвратно теряемого железного скрапа, получение промежуточного медного продукта, требующего дополнительной переработки.

Известен сорбционный метод извлечения меди из растворов и пульп с использованием различных сорбентов катионитов с сульфогруппами, карбоксильных катионитов, слабоосновных анионитов.

Известен также способ извлечения меди из растворов, содержащих 1,2-2,0 г/л меди и 1,0-1,5 г/л Fe. Раствор подают на ионообменный фильтр, заполненный аминокарборксильным амфолитом АНКБ с размером зерен 0,6-1,0 мм. Медь с фильтра элюируют 20%-ным раствором серной кислоты.

Недостатком этих способов является невозможность с помощью известных сорбентов переработать бедные по меди растворы (0,1-0,3 г/л) с получением товарных элюатов концентрации 30-32 г/л, необходимых для прямого электролитического выделения высокосортной меди.

Наиболее близким техническим решением прототипом является способ извлечения меди. Согласно этому способу сорбционного извлечения меди в качестве ионита используется аминокарбоксильный амфолит на полистирольной основе АНКБ-35. Растворы и пульпы от сернокислотного выщелачивания окисленных руд содержат 6,0 г/л меди. Недостатком этого способа является то, что для получения требуемой (более 30 г/л) концентрации меди в элюате для проведения электролиза необходима дополнительная операция донасыщения сорбента меди частью первичного элюата, что снижает производительность процесса.

Задачей изобретения является повышение производительности процесса за счет исключения дополнительных стадий десорбции меди с использованием первичного элюата, а также получение из бедных технологических растворов с содержанием меди 0,1-0,3 г/л товарного элюата с содержанием меди свыше 30 г/л, пригодного для прямого электрохимического выделения катодной меди.

Поставленная цель достигается тем, что для извлечения меди из растворов путем сорбции используют аминокарбоксильный амфотерный ионит со степенью карбоксилирования 80-91% переведенный во внутрисолевую форму.

Аминокарбоксильный амфотерный ионит (АНКБ-35) ТУ 6-05-211-1042-80 полимерный ионообменный материал с амфотерными свойствами, содержащий в качестве функциональных групп, главным образом, иминодиацетатные. Полимерная матрица сополимер стирола с дивинилбензолом макропористой структуры.

Наряду с иминодиацетатными

-NH 

в ионите остается часть фиксированных на полимерной матрице аминогрупп (-NH2), не вступивших в реакцию карбоксиметилирования



Под степенью карбоксилирования понимают степень превращения аминогрупп в иминодиацетатные, т.е. отношение количества иминодиацетатных групп к общему количеству функциональных групп в амфотерном ионите.

Внутрисолевая форма (цвиттерионная, бетаиновая) полиамфолита содержит иминодиацетатные группы в неионизированном (нейтральном) состоянии

O

Эта структура возникает при нейтрализации кислой формы щелочью и существует лишь при pH 8.

-NH + NaOH _ _ _ _ _ -O

Перевод во внутрисолевую форму осуществляют обработкой товарного ионита 5%-ным раствором соляной кислоты HCl до выравнивания концентрации кислоты на входе и выходе из колонки. Избыток кислоты отсасывают на воронке Бюхнера и промывают горячей водой (50оС) до отсутствия Cl--ионов в фильтрате. Затем ионит обрабатывают слабым раствором NaOH (0,01 н.) до pH фильтрата, равного 8.

Анализ заявленного и известных решений показывает, что не имеется совокупности признаков, тождественных по технической сущности заявленному способу. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что сорбцию проводят на амфотерном аминокарбоксильном ионите со степенью карбоксилирования 80-91% переведенном во внутрисолевую форму. Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию изобретения "новизна".

В литературе и практике отсутствуют сведения о способе извлечения меди из растворов, идентичном предложенному, и он не следует явным образом из уровня техники. Это позволяет сделать вывод о том, что заявленное техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Предложенное техническое решение обеспечивает достижение технического результата, может быть реализовано в установке для извлечения меди из растворов, в частности бедных, и обеспечивает возможность его многократного воспроизведения. Это позволяет сделать вывод об удовлетворении изобретения критерию "промышленная применимость".

П р и м е р 1. Перевод аминокарбоксильного ионита во внутрисолевую форму осуществляется следующим образом.

Предельно-набухший полиамфолит в количестве 120 мл загружают в стеклянную колонку (диаметр 15 мм, h=530 мм) и обрабатывают его в динамических условиях 5%-ным раствором соляной кислоты до выравнивания концентрации ее на входе и выходе из колонки. Удельный расход кислоты составил 3 объема через объем сорбента в час.

Избыток кислоты над слоем сорбента сливают, а сорбент промывают горячей (50оС) дистиллированной водой до отсутствия хлорид-ионов в фильтрате. Далее сорбент обрабатывают слабощелочным раствором (NaOH) с концентрацией 0,01 н. до pH фильтрата, равного 8.

Из колонки выгружают часть сорбента для аналитических определений (содержание функциональных групп), а оставшиеся 100 мл сорбента, переведенного описанным способом в рабочую внутрисолевую форму, используют для испытаний по извлечению меди из технологического раствора.

В табл. 1 приведены результаты по определению содержания карбоксилированных (КОЕ), некарбоксилированных (АОЕ) аминогрупп и суммарного содержания функциональных групп (ООЕ) в испытуемом образце 1 (для двух параллельных определений).

Через колонку с сорбентом 1 пропускают снизу вверх технологический раствор с содержанием меди 0,162 г/л со скоростью 300 мл/ч до выравнивания концентрации меди на входе и выходе из колонки, после чего осуществляют десорбцию ("снятие меди") меди раствором серной кислоты (концентрация -200 г/л) со скоростью 30 мл/ч. Подача кислоты в колонку снизу вверх.

Результаты испытаний приведены в табл.4. Сорбционные характеристики образца 1 выше соответствующих показателей прототипа.

Содержание меди в товарной фракции элюата составило 30,1 г/л (против 19,2 г/л у прототипа), что соответствует требованиям к товарному элюату, пригодному для электрохимической переработки.

П р и м е р 2. Перевод образца 2 в рабочую, внутрисолевую форму осуществляли аналогично описанному в примере 1 способу.

Состав функциональных групп приведен в таблице 2.

Испытания образца 2 по сорбции меди проводили аналогично описанному в примере 1 способу. Исходный технологический раствор с содержанием меди 0,208 г/л.

Результаты сравнительных испытаний приведены в таблице 4.

Сорбционные характеристики образца 2 существенно превосходят показатели прототипа. Концентрация меди в товарном элюате составила 30,2 г/л, что значительно выше, чем у прототипа (19,2 г/л).

П р и м е р 3. Перевод образца 3 во внутрисолевую форму осуществляли так же, как описано в примере 1.

Данные по составу испытуемого образца представлены в табл.3.

Содержание меди в исходном растворе 0,302 г/л.

Результаты по сорбционному извлечению меди на образце 3 (см. табл.4) свидетельствуют о более высоких его сорбционных характеристиках по сравнению с образцами 1 и 2 и особенно по сравнению с прототипом.

Концентрация меди в товарном элюате составила 30,4 г/л.

Таким образом, при использовании заявляемого способа создается положительный технический результат, заключающийся в том, что из бедных медьсодержащих технологических растворов с исходным содержанием меди 0,1-0,3 г/л получен товарный элюат с содержанием меди 30,4 г/л путем сорбции меди на аминокарбоксильном амфолите АНКБ-35 со степенью карбоксилирования 80-91% переведенном во внутрисолевую форму.

Высокое концентрирование целевого продукта (Cu2+) на сорбенте обеспечил исключение стадии донасыщения медью сорбента в процессе ее элюирования. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ РАСТВОРОВ, включающий сорбцию на аминокарбоксильном амфотерном ионите, отличающийся тем, что при сорбции используют ионит со степенью карбоксилирования 80-91% переведенный во внутрисолевую форму.


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