Способ очистки растворов хлоридов редкоземельных металлов от цинка (ii)

 

Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, а именно к очистке технологических растворов хлоридов редкоземельных металлов (РЗМ) от цинка (II). Цель - увеличение объема очищенного продукта на единицу загруженной смолы и повышение глубины очистки. Используют анионит, содержащий в качестве функциональных групп пиридиновый и метилпиридиновый азот. Сорбцию проводят из растворов с концентрацией хлоридов РЗМ 0,5-1,5 моль/дм3 и соляной кислоты - - моль/дм3. 2 табл. ё

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 02 F 1/42, С 01 F 17/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4833444/26 (22) 05.02.90 (46) 07.04.92. Бюл, ¹ 13 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и проектный институт механической обработки полезных ископаемых "Механобр", Ленинградский технологический институт им.Ленсовета и Иртышский химико-металлургический завод (72) А.И. Славецкий, А.К.Пяртман, А.А.Копырин, Н.B.Äüÿ÷åíêo, В,B.Êîâàëåâ, В,А,Кутилов, В.Н.Казанцев, С.М,Максимков и

Г.B.Ë еонова (53) 661 865 (088.8) (56) Горбачева Н.А„Салдадзе К.М. Поглощение комплексныханионов цинка наанионитахразличной основности./В кн. Исследование в области ионообменной и распределительной хроматографии. — М.: изд-во АН СССР, 1980, c,143-150, Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, а именно к очистке технологических растворов хлоридов редкоземельных металлов (РЗМ) от цинка (Ii).

Концентраты редкоземельных металлов, например лопарит, содержат значительные количества (до 0,5 г/дмз) ионов цинка (П). Кроме того, цинковую пыль используют для восстановления европия ОI1) до европия (II), при этом концентрация ионов цинка (II) в растворе достигает 30 г/дм .

Наличие ионов цинка (II) в технологических растворах приводит к загрязнению готовой продукции и окружающей среды соединениями цинка. Кроме того, растворы

„„. Ж„„1724590 А1 (54) СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ХЛОРИДОВ РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ МЕТАЛЛОВ

ОТ ЦИНКА (II) (57) Изобретение относится к области гидрометаллургии редких металлов, а именно к очистке технологических растворов хлоридов редкоземельных металлов (РЗМ) от цинка (I 1). Цель — увеличение обьема очищенного продукта на единицу загруженной смолы и повышение глубины очистки.

Используют анионит, содержащий в качестве функциональных групп пиридиновый и метилпиридиновый азот, Сорбцию проводят из растворов с концентрацией хлоридов

РЗМ 0,5-1,5 моль/дзм и соляной кислоты—

10 — 10 моль/дм . 2 табл. после восстановления европия (III) и выделения РЗМ направляют в глухой шламонакопитель, что приводит к дополнительным капитальным затратам и отрицательно сказывается на экологической обстановке.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ очистки никелевых и кобальтовых растворов от цинка (Il) на сильноосновных анионитах, содержащих в качестве функциональных групп четвертичные аммониевые основания (ЧАО), например АВ-17х8, из солянокислых растворов с концентрацией

НС! 1:3,5 моль/дм .

Динамическая обменная емкость (ДОЕ) по цинку (II) составляет 2,38 мг-экв/г

1724590

55 (76,2 мг/г для АВ-17). Кроме того, известный метод относится к очистке никелевых и кобальтовых растворов. При применении его к растворам Р3М можно ожидать подобный эффект, хотя это и не является очевидным.

Основными недостатками этого способа являются низкий выходочищенного продукта на единицу загруженной смолы из-за низкой емкости по цинку (76,2 мгlг) и недостаточно высокая глубина очистки (до

1,5 мг/л).

Цель изобретения — увеличение объема очищенного продукта на единицу загруженной смолы и повышение глубины очистки, Поставленная цель достигается использованием сильноосновных анионитов, содержащих в качестве функциональных групп пиридиновый и метилпиридиновый азот, например ВП-1АП, а процесс очистки проводят из растворов с концентрацией хлоридов РЗМ 0,5-1,5 моль/дм и соляной кислоты 10 — 10 моль/дм, Способ основан на селективном извлечении анионных комплексов цинка (li) (ZnCla), образуемых в предлагаемом диапазоне концентраций хлоридов РЗМ, за счет их взаимодействия с указанными функциональными группами анионита ВП-1АП при отсутствии конкурентной сорбции соляной кислоты в предлагаемом диапазоне ее концентраций.

Наличие в анионите пиридинового и метилпиридинового азота приводит к повышению емкости анионита, т,е. к увеличению количества очищенного продукта на единицу загруженной смолы, Уменьшение концентрации хлорида РЗМ менее 0,5 моль/дм з приводит к недостаточной глубине очистки от цинка за счет неполного его связывания в хлоридные комплексы. Увеличение концентрации хлорида Р3М более 1,5 моль/дм з приводит к недостаточной глубине очистки от цинка за счет образования хуже сорбируемых высших хлоридных комплексов цинка (ZnС!4 ).

Уменьшение концентрации соляной кислоты менее 10 моль/дм приводит к выполнению осадки гидроксидов РЗМ, что препятствует проведению процесса сорбациию.

Увеличение концентзоации соляной кислоты более10 моль/дм приводиткуменьшению выхода очищенного раствора за счет уменьшения емкости анионитов из-за конкурентной сорбции соляной кислоты на пиридиновых группах.

Пример 1. Технологический раствор хлоридов РЗМ с концентрацией (! пС!з) =

0,75 моль/дм (HCI) = 10 моль/дмз, (2nClz) = 1 г/дм, пропускают через колонку с объемом анионообменной смолы ВП-1АП

250см и сечением колонки 1 см, с линейной скоростью 1 cM/мин.

Пример 2. Модельный раствор хлоридов Р3М состава (НС!) = 10 моль/дмз, (! пС!з) = 0,28; 0 5; 0,75; 1,5; 1,75 моль/дм, (ZnClz) = 1 г/дм, пропускается с линейной скоростью 1 смlмин через сорбционные колонки с анионообразными смолами ВП-1АП и АВ-17, объемом 250 см, сечением 1 см .

Зависимость выхода очищенного раствора на единицу загруженной смолы (объем раствора до проскока V K объему колонки

V<) и глубины очистки (концентрация цинка после очистки, м /дм ) от концентрации хлоридов Р3М приведена в табл.1.

Пример 3, Модельный раствор хлоридов Р3М состава (! пС!з) = 0,75 моль/дм, (ZnClzj = 1 г/рм и концентрации соляной кислоты 5 10; 10; 10 "; 1,2 моль/дм пропускают с линейной скоростью 1 см/мин через сорбционные колонки с анионообменными смолами ВП-1АП и АВ-17, объемом 250 см с сечением 1 см .

Зависимость выхода очищенного раствора на единицу загруженной смолы (Ч/Чк) и глубины очистки ((ZnClz), мг/дм ) от концентрации соляной кислоты приведена в табл,2.

Пример 4 (известный). Раствор хлорида цинка состава (ZnCiz) = 1 г/дм; (HCi) = 2 моль/дм, пропускается с линейной скоростью 1 см/мин через сорбционную колонку объемом 250 см и сечением

1 см с анионитом АВ-17. .8. В указанных условиях выход очищенного раствора составляет 9 колоночных объемов, глубина очистки цинка составляет до 1,5 мг/дм .

Использование предлагаемого способа позволяет увеличить объем очищенного раствора в 1,8 раза при увеличении глубины очистки до 0,8 мг/дм (т,е. в 1,9 раза).

Формула изобретения

Способ очистки растворов хлоридов редкоземельных металлов от цинка (!!) путем его сорбции сильноосновным анионитом, отличающийся тем, что, с целью увеличения объема очищенного продукта на единицу загруженной смолы и глубины очистки, используют анионит, содержащий в качестве функциональных групп пиридиновый и метилперидиновый азот, а сорбцию проводят из растворов с концентрацией (моль/дмз) хлоридов редкоземельных металлов — 0,5-1,5 и соляной кислоты — 10 — 10

1724590

Табл ица1

* Данные об очистке по примеру 1.

Таблица2

20

Составитель А. Славецкий

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Т. Малец

Редактор Н, Яцола

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

Заказ 1146 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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