СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ ОТ МЕДИ

СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ ОТ МЕДИ 


RU (11) 2219260 (13) C2

(51) 7 C22B3/26 

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

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

(21) Заявка: 2002102625/02 
(22) Дата подачи заявки: 2002.02.04 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2002.02.04 
(45) Опубликовано: 2003.12.20 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2114198 C1, 27.06.1998. RU 2104315 C1, 10.02.1998. RU 2114199 C1, 27.06.1998. ЧЕРНЯК А.С. Химическое обагащение руд. - М.: Недра, 1965, с. 171, 178,179. WO 9316204, 19.08.1993. 
(72) Автор(ы): Воропанова Л.А.; Титухина В.Н.; Крутских Ю.Е.; Каллагова О.В.; Хабиев Р.П.; Щелкунов В.В. 
(73) Патентообладатель(и): Воропанова Лидия Алексеевна 
Адрес для переписки: 362031, РСО-Алания, г. Владикавказ, пр-т Коста, 278, кв.127, Л.А. Воропановой 

(54) СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ КОБАЛЬТА И НИКЕЛЯ ОТ МЕДИ 

Изобретение относится к цветной металлургии и может быть применено для очистки промышленных и бытовых стоков. В предложенном способе, включающем обработку раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента, в качестве которого используют смесь олеиновой кислоты, триэтаноламина и инертного разбавителя, в качестве инертного разбавителя используют керосин или бензин, а экстракцию осуществляют при рН 5-9. Обеспечивается высокая селективность процесса извлечения, экономичность. 4 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



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.

Известны способы очистки кобальта и никеля от примесей [Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процессов.-М., Металлургия, 1993, с. 9-11] по схеме фирмы "Шерит-Гордон".

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

Наиболее близким техническим решением является очистка кобальтоникелевых растворов методом экстракции [Цветные металлы.-1962, 3], в котором экстрагентом ионов металлов служат жирные кислоты с числом атомов углерода С7-С9 и С10-С22 и их соли.

Недостатком способа является большой расход реагентов.

Задачей изобретения является использование для селективной экстракции ионов меди из водных растворов кобальта и никеля недорогого, легкодоступного и эффективного экстрагента.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в эффективности очистки водных растворов солей кобальта и никеля от меди с использованием недорогого и эффективного экстрагента.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе очистки растворов кобальта и никеля от меди экстракцией, включающем обработку раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента, в качестве которого используют смесь олеиновой кислоты, триэтаноламина и инертного разбавителя, в качестве инертного разбавителя используют керосин или бензин, а экстракцию осуществляют при рН 5-9.

Сущность способа поясняется данными табл. 1-4, в которых указаны время контакта фаз при заданной величине рН, концентрация ионов металлов и величина рН в осветленной водной фазе, коэффициент распределения D, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций ионов металлов в органической и водной фазах, коэффициент разделения металлов , рассчитываемый как отношение коэффициентов распределения соответствующих металлов.

Экстрагент добавляли к исходному раствору смеси сульфатов меди, никеля и/или кобальта объемом 190 см3 в количестве 10-30 см3 (отношение органической и водной фаз О:В=(1-3):19). Перемешивание и поддержание заданного значения рН осуществляли до тех пор, пока в дальнейшем кислотно-основные характеристики системы изменялись незначительно. Органическую фазу отделяли от водной, в последней определяли величину рН и остаточную концентрацию металлов. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе извлечения металлов в качестве нейтрализаторов применяли растворы щелочи NaOH и кислоты Н2SO4.

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

Примеры практического применения

В качестве экстрагента использовали смесь триэтаноламина (ТЭА), олеиновой кислоты (ОЛК) и разбавителя (РЗБ), которые смешивали в объемном соотношении ТЭА:ОЛК:РЗБ=6:12:82.

Объемы органической и водной фаз изменяются по сравнению с исходными незначительно: объем органической - не изменяется, водной - в пределах 0,8-1,0.

Пример 1 (табл. 1)

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал сульфат меди с концентрацией 500-528 мг/дм3 по меди, рН 4,84.

Разбавитель - бензин.

Экстракция осуществляется при рН 3-11, при рН > 11 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции меди: максимальное значение коэффициента распределения D= 232 и остаточная концентрация С=40 мг/дм3 Cu (II) получены при рН 7 и времени экстракции 5 мин.

Разбавитель - керосин.

Экстракция осуществляется при рН 4-10, при рН > 10 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции меди: максимальное значение коэффициента распределения D= 1414 и остаточная концентрация С=7 мг/дм3 Cu (II) получены при рН 8 и времени экстракции 2 мин.

Разбавитель - машинное масло.

Экстракция осуществляется при рН 5-9, при рН > 9 возникают затруднения в отстаивании экстракта и рафината.

Лучшие результаты экстракции меди: максимальное значение коэффициента распределения D= 278 и остаточная концентрация С=32 мг/дм3 Cu (II) получены при рН 7 и времени экстракции 1,5 ч.

Пример 2 (табл. 2)

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал сульфаты меди и кобальта с концентрацией 500-600 мг/дм3 по сумме металлов и молярном соотношении Сu:Со=1:1, рН 5,34.

Разбавитель - бензин.

Экстракция осуществляется при рН 5-8, при рН > 10 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции меди: максимальное значение коэффициента распределения D= 112 и остаточная концентрация С=45 мг/дм3 Cu (II) получены при рН 7 и времени экстракции 5 мин, максимальный коэффициент разделения меди и кобальта = 10-13 получен при рН 5-6.

Разбавитель - керосин.

Экстракция осуществляется при рН 4-10, при рН>10 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции меди: максимальное значение коэффициента распределения D= 101 и остаточная концентрация С=46 мг/дм3 Cu (II) получены при рН 7 и времени экстракции 10 мин, максимальный коэффициент разделения меди и кобальта =6 получен при рН 5.

Разбавитель - машинное масло.

Экстракция осуществляется при рН 5-8, при рН>8 возникают затруднения в отстаивании экстракта и рафината.

Лучшие результаты экстракции: максимальное значение коэффициента распределения D=122 и остаточная концентрация С=34 мг/дм3 Cu (II) получены при рН 8 и времени экстракции 1,5 ч, максимальный коэффициент разделения меди и кобальта =40-13 получен при рН 5-7.

Пример 3 (табл. 3)

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал сульфаты меди и никеля с концентрацией 500-600 мг/дм3 по сумме металлов и молярном соотношении Cu:Ni=1:1, рН 5,34.

Разбавитель - бензин.

Экстракция осуществляется при рН 4-8, при рН>8 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции меди: максимальное значение коэффициента распределения D= 1938-5852 и остаточная концентрация С=1-3 мг/ дм3 Cu (II) получены при рН 5-6 и времени экстракции 3 мин, максимальный коэффициент разделения меди и никеля =485-732 получен при рН 5-6.

Разбавитель - керосин.

Экстракция осуществляется при рН 6-8, при рН > 9 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции меди: максимальное значение коэффициента распределения D= 1964-5121 и остаточная концентрация С=1-3 мг/дм3 Cu (II) получены при рН 6-8 и времени экстракции 1-5 мин, максимальный коэффициент разделения меди и никеля =138-196 получен при рН 6-8.

Разбавитель - машинное масло.

Экстракция осуществляется при рН 6-8, при рН>8 возникают затруднения в отстаивании экстракта и рафината.

Лучшие результаты экстракции: максимальное значение коэффициента распределения D=165 и остаточная концентрация С=56 мг/дм3 Cu (II) получены при рН 6 и времени экстракции 2 ч, максимальный коэффициент разделения меди и никеля =24-58 получен при рН 6-8.

Пример 4 (табл.4)

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал сульфаты меди, кобальта и никеля с концентрацией 1500 мг/дм3 по сумме металлов и молярном соотношении Cu:Co:Ni=1:1:1, рН 5,27.

Разбавитель - бензин.

Экстракция осуществляется при рН 3-9, при рН > 13 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции меди: максимальное значение коэффициента распределения D= 126-309 и остаточная концентрация С=10-22 мг/дм3 Cu (II) получены при рН 6-9 и времени экстракции 25-40 мин, максимальный коэффициент разделения меди и кобальта =131, меди и никеля =52 получен при рН 6.

Разбавитель - керосин.

Экстракция осуществляется при рН 5-10, при рН>12 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Лучшие результаты экстракции меди: максимальное значение коэффициента распределения D= 199-301 и остаточная концентрация С=10-15 мг/дм3 Cu (II) получены при рН 6-7 и времени экстракции до 30 мин, максимальный коэффициент разделения меди и кобальта =33-100, меди и никеля =10-33 получен при рН 5-6.

Разбавитель - машинное масло.

Экстракция осуществляется при рН 6-8, при рН>8 возникают затруднения в отстаивании экстракта и рафината.

Лучшие результаты экстракции: максимальное значение коэффициента распределения D=76 и остаточная концентрация С=41 мг/дм3 Cu (II) получены при рН 7 и времени экстракции 1 ч, максимальный коэффициент разделения меди и кобальта =13-25, меди и никеля =19-76 получен при рН 6-7.

Установлено, что извлечение ионов металлов при их совместном присутствии в сульфатных растворах отличается от их экстракции из индивидуальных сульфатных растворов.

Выявлено взаимное влияние ионов меди, кобальта и никеля на результаты экстракции (синергизм и антагонизм ионов). В ряде систем под влиянием кобальта и/или никеля сужается или расширяется интервал рН раствора для эффективной экстракции иона меди. Синергизм и антагонизм ионов металлов дает дополнительные возможности более глубокого их совместного или селективного извлечения и разделения.

Определены условия селективного извлечения ионов исследованных металлов при их совместном присутствии в растворе.

Определены условия совместного экстрагирования этих ионов металлов.

Природа инертного разбавителя влияет на кинетику и коэффициенты распределения и разделения экстрагируемых ионов.

Инертный разбавитель - машинное масло повышает температуру воспламенения экстрагента, делая последний пожаробезопасным, однако машинное масло, будучи более вязким по сравнению, например, с бензином и керосином, удлиняет процессы массообмена, разделения и отстоя фаз.

Возможно селективное извлечение ионов меди (II), а также кобальта (II) и никеля (II) дробной экстракцией с постепенным изменением величины рН раствора и поддержанием измененной величины рН на каждой периодической операции экстракции. Селективность извлечения можно повысить за счет проведения необходимого количества стадий экстракции для каждой ступени с заданным значением рН раствора, изменением температуры раствора в процессе экстракции.

Селективная экстракция ионов меди (II) из водных растворов кобальта (II) и никеля (II) с использованием в качестве экстрагента смеси олеиновой кислоты и триэтаноламина, а в качестве разбавителей - керосина, бензина, машинного масла, возможна в интервале рН 5-9. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Способ очистки растворов кобальта и никеля от меди экстракцией, включающий обработку раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента, в качестве которого используют смесь олеиновой кислоты, триэтаноламина и инертного разбавителя, отличающийся тем, что в качестве инертного разбавителя используют керосин или бензин, а экстракцию осуществляют при рН 5-9.


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