Способ очистки растворов сульфата марганца

 

Изобретение относится к гидрометаллургии и позволяет повысить степень очистки марганца (l) от тяжелых цветных металлов. Сущность способа заключается в том, что сернокислый раствор марганца, содержащий (г/л) медь 0,176, никель 0,188, цинк 0,150. кобальт 0,0137, марганец 100.1, контактируют при рН 3 в течение 2 ч с ионитом АМФ Т состава сн-сп - с-о NH CjMi, N (fNjCOONcOj СМ, Нг-0-СН-СН, /ч CltrCII-0 СИ;Cfi,-0-CH-CH, Коэффициент разделения при этом составил для меди 1187. никеля 163, цинка 497, кобальта 39,2. сл С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ СОЦИАЛ ИСТИЧЕ СКИХ

РЕСПУБЛИК

<ы>з В 01 Э 15/04

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

-сн-сн—

I с-о

I нн

I с,,-н--(сч соо и 1

oi,=a -o-сн, сн -о-сн-c|<

2 2 с (р-сн-о сн сн -о.сн"сн

97-95

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4725593/26 (22) 16.06.89 (46) 15.06.91. Бюл. N 22 (71) Институт химии и химической технологии СО АН СССР и Кемеровское научно-производственноее обьединение "Карболит" (72)А.Г.Холмогоров, Л.В.Буракова, Г.Л,Пашков, В,H.ÏàTðóøåâ, В.П.Плеханов, Н.B.Êóäрявцева, M.Ï.ÊOBàëåBà. Г.П. Вдовина, А.А.Мощевитина, С.T.Tàêeæàíîâ, Ч.К,Медеуов и О.M Êîçèí (53) 66.081 (088.8) (56) Теория и практика металлургии марганца. М... Наука, 1980,.с. 41-45, Авторское свидетельство СССР

N 1146330, кл. С 22 В 47/00,1985. (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ СУЛЬФАТА МАРГАНЦА (57) Изобретение относится к гидрометаллургии и позволяет повысить степень очистки марганца (!i) от тяжелых цветных

Изобретение относится к гидрометаллургии марганца, в частности к способам очистки растворов сульфата марганца (И) от меди, никеля, кобальта, цинка, что позволяет получать диоксид марганца (И) электролитическими или другими известными методами, Цель изобретения — повышение степени очистки растворов сульфата марганца (И) от ионов тяжелых цветных металлов и интенсификация процесса путем увеличения скорости насыщения сорбента ионами цветных металлов.

Пример 1. Исходные сернокислые растворы марганца имели состав, мг/дм:

Си 176; Nl 188; 2п 150; Со 13,7; Мп 100, 1

„„5U „„1655533 А1 металлов. Сущность способа заключается в том, что сернскислый раствор марганца. содержащий (г/л) медь 0,176, никель 0,188, цинк 0,150, кобальт 0,0137, марганец 100,1, контактируют при рН 3 в течение 2 ч с ионитом АМФ-T состава

Коэффициент разделения при этом составил для меди l187, никеля 163, цинка 497, кобальта 39,2. г/дм, Значение рН растворов(рН 3) регулировали введением NaOH при интенсивном перемешивании. Полимер АМФ-Т и катионообменник(по прототипу и аналогам) готовили к работе по методике ГОСТ

20255.1 — 84:10896-78.

Массу навесок в 0,5 г катионообменников и полимера АМФ-T после набухания в растворе с рН 4,5 помещали в колбу, заливали по 50 мл рабочего раствора (P) с рН 4,5 и полученную суспензию перемешивали 5 ч.

Предварительно установили, что ионообменное равновесие устанавливается в пределах 2 — 3 ч для полимера АМФ-Т, а общее время контакта ионитов с сернокислым раствором марганца взято из условий прототи1655533 па (сорбция 5 ч). После контактирования раствор отделяли от катионообменников, которые промывали водой (100 мл на одну навеску). Сорбенты после промывки заливали в стаканах раствором серной кислоты (100 г/дмз) для элюирования сорбированных элементов при перемешивании, элюат отделяли от сорбента, в элюатах и растворах после сорбции аналитическими методами определяли концентрацию медИ, никеля, цинка, кобальта, марганца. По данным аналитического определения рассчитывали статическую обменную емкость (СОЕ, мг/г), коэффициент распределения (табл. 1, данные 2 — 3-х определений), Пример 2. Время насыщения полимера АМФ-Т по сравнению с аналогом-прототипом определено в динамических условиях, Брали навески полимера АМФ-Т и катионообменника АНКБ-2 по 0,2 г (по сухой массе), подвергали.набуханию в воде (pH 5,4), далее помещали в ионообменную колонку (диаметр 20, h = 40 мм) с пористым фильтром и пропускали раствор сульфата марганца (время указано в табл, 3) с рН 5,4 (+. 0,1), скорость подачи регулировали (20—

22 мл/мин) дозирующим насосом. После контакта навески полимера АМФ-Т и катионообменника АН КБ-2 (прототип) промывали водой для удаления рабочего раствора. Далее элюировали сорбированные ионы металлов раствором серной кислоты (100 г/дм ), в элюате определяли химико-спектральными методами содержание цветных металлов, марганца. По данным анализа рассчитывали степень насыщения полимера (табл. 2), Раствор по составу был, как в примере 1, Кинетика очистки раствора сульфата марганца дана в табл, 2.

По разработанному способу равновесное насыщение полимера АМФ-Т достигается в пределах 2 — 3 ч, Практически за 2 ч на

97 — 98, полимер насыщен цветными металлами и устанавливается равновесие по марганцу, в то время как по прототипу необходимо около 5 ч для достижения состояния, близкого к равновесному, -CH-СН—

С вЂ” Î

NH !

2 2

Пример 3. Опробирован способ очистки растворов сульфата марганца (мг/дм з.

Си 195; N1302; Zn 640; Со 9,6; Мп 130 г/дмз) полимером АМФ-Т в динамических услови5 ях, Полимер готовили, как в примере 1. Установка состояла из ионообменных колонок (диаметр 18, h = 200 мм), дозирующих насосов для подачи определенного количества растворов, сита-разделителя, 10 Процесс очистки проводили следующим образом, В колонку загружали 50 мл полимера (исходное количество), снизу подавали раствор через пористый фильтр. после сорбции раствор собирали из слива на вер15 хней части колонки, его анализировали на содержание цветных металлов. Из сливного крана в нижней части колонки разгружали суспензию полимера, его отделяли на сите (ячейка 0,4 мм) от рабочего раствора отбира20 ли пробу от полимера (1 — 2 мл), промывали водой, элюировали, в элюате и в растворах после сорбции химико-спектральными методами анализировали концентрацию меди, никеля, кобальта, цинка, марганца. По пол25 ученным данным рассчитывали обменную емкость (ДОЕ, мг/г), степень извлечения цветных металлов (табл. 3), Очистка растворов сульфата марганца от примесей цветных металлов в динамиче30 ских условиях представлена в табл, 3.

Технико-зкономическая эффективность способа заключается в повышении коэффициента разделения марганца (11) и цветных металлов в 4 — 1000 раз по сравнению с прото35 типом, а также в интенсификации способа за счет сокращения времени сорбции в 4 — 7 раз.

Формула изобретения

Способ очистки растворов сульфата марганца (11) от примесей тяжелых цветных ме40 таллов, включающий контактирование растворов или пульп с органическим ионитом в солевой форме и последующую десорбцию цветных металлов минеральной кислотой, отличающийся тем, что, с

45 целью повышения степени очистки и интенсификации процесса сорбции, очистку осуществляют ионитом состава

CH2 — — (:H — Π— CH СН -Π— CH--CH

2 2 2 (- 2=(() С 2 Д ; О-СИ=СИ, 1655533

Таблица1

Пример

Марка ионита

Тип ионита

Элементы

Си

Мп

КБ-2

144

119

0,06

0,05

1,21

КФ-7

44

0,02

0,02

11

0.85

21

АНКФ-5

12

0,01

0,01

0.78

101

113

АН КБ-2

275

32

7.9

8.8

0,89

16,1

39,2

204

497

0,41

487

1187

67

163

Полимер

АМФ-Т

Катионит карбоксильный (аналог прототипа) Катионит фосфорнокислый (прототип ) . Амфолит аминофосфорный аналог прототипа

Амфолит аминокарбоксильный аналог

Полимер аминокарбоксильный (по разработанному способ

NI Zn Со

Коэ и иент асп е еления

Коэ и иент аз еления,Ме +/Мп +

1655533

Таблица2

Время насыщения, мин

Обменная емкость по ионам

Полимер

Си

Ni Zn Со мг Ме/r ионита

По разработанному способу полимер АМФ-Т

По прототипу АНКБ-2l

Таблнца 3

Скорость потоков, мл/ полнмера раствора

Соотнопе- Показателя нне лото Л

Объем аатрув кн полнмера, мп

Элементы р раствора

Ni гп Со Ип

Со

С

r"

Овеа

0>1

98,S

0>1 37-39 о,в

94,1 о,з

1,0

3> 5-1:5-1

50 5,4-5>5

45-80!

О"15

99,8

99,8

99,6

1,6-2>2 2,5-3,S 5,5-7,6

О,4

1,2

9 . .1-11: 1!

8О-27О

20-25

50 5,4-5 5

С

r ое с

ОЕ

99,8

99,5

99,7

4,9-5,! 7,6-7,9 15>7-17,0 0>2 33-35

2>2

83,9

0,г з1-зз з,г

3,4

98,6

0,8

99>4

7,4

320-480!

2:1-15 !

50 5 3-5,5

25-35

99,3

1l 5

С вЂ” равновесная концентрация металла, мг/дм

» — нзялеченне металла> /.

«"0E - обменная емкость по металлу> мг/г, Составитель Т.Чиликова

Редактор В.Трубченко Техред M.Mîðãåíòàë Корректор И.Муска

Заказ 2301 Тираж 458 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

240

1ч

2ч

Зч

4ч

5ч

Яч

12ч

15ч

3,2

7,3

9,7

12,2

13,4

13,6

13,7

0,9

1,2

2,8

4,1

6,5

7,9

9,3

10,1

11,6

12,4

12,6

2,4

5,5

7,4

8,8

9,5

9,6

9,6

0,7

0,9

1,4

2,3

3,2

3,8

4,1

4,4

4,8

4,9

5,1

) 2,1

5,1

6,2

7,4

8,6

8,7

8,7

0,5

0,8

1,6

2,5

39

4,8

5,5

6,1

7,2

8,1

8,2

0.01

0,02

0,06

0,11

0,16

0,19

0,22

0,003

0,006

0,009

0,01

0,03

0,05

0,06

0,07

0,09

0,10

0,10

98

92

53

32

29

36

64

82

131

144

141

132

124

111

98