Способ извлечения роданид-ион содержащих соединений из отходов коксохимического производства

 

Изобретение относится к области переработки отходов коксохимического производства, в частности к извлечению роданид-ионов. В жидкие отходы добавляют соляную или серную кислоту до pH 3-4. Осадок отделяют. Фильтрат обрабатывают 60-80%-ным раствором трибутилфосфата, насыщенным соляной или серной кислотой. Поддерживают pH 1,5-3,5. Оптимальное значение pH 2,8-3,3. Время обработки 1-30 с. Оптимальное время 2-5 с. Органическую фазу отделяют и обрабатывают гидроксидом аммония или гидроксидом натрия, или гидроксидом калия при pH 1,5-2,5. Полученная водная фаза содержит роданид аммония или натрия, или калия. 3 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области технологии коксохимического производства.

Известно, что при термической обработке угля образуется наряду с коксом значительное количество газовых и жидких отходов. Нейтрализация их вредных воздействий на окружающую территорию требует постоянных усилий. Получающиеся жидкие сбросы содержат тиосульфат-, сульфат- и роданид- ионы, катионы натрия и аммония.

Разработаны и предложены различные технические решения по переработке таких растворов. В частности, роданид-ион выделяют кристаллизацией после целого ряда операций отделения сопутствующих примесей [1, 2, 3]. Для очистки от тиосульфата натрия сбросные растворы обрабатывают серной кислотой. Эта операция крайне нежелательна, т.к. приводит к разложению тиосульфата натрия с выделением не только серы, но и сероводорода. Очистку от сульфат-ионов осуществляют солями бария, что приводит к загрязнению конечного продукта.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению и достигаемому результату является способ получения роданида натрия экстракцией [4]. Однако и в этом случае необходимы предварительная очистка от тиосульфата натрия и целый ряд дополнительных операций.

Авторами предлагается техническое решение, которое лишено указанных недостатков и позволяет получать чистые роданидсодержащие растворы роданида аммония или натрия, или калия.

Его суть заключается в следующем. В жидкие отходы коксохимического производства добавляют серную или соляную кислоты до pH 3-4, отфильтровывают осадок. Полученный фильтрат обрабатывают нейтральным простым или сложным органическим эфиром, например трибутилфосфатом. Органический экстрагент предварительно насыщают соляной или серной кислотой. Это достигается контактированием экстрагента с водным раствором соляной или серной кислоты. Насыщенный экстрагент перемешивают с фильтратом до состояния эмульсии в течение 1-30 с. Оптимальное время перемешивания 2-5 с. В процессе обработки поддерживают pH водной фазы равнйе 1,5-3,5 (оптимальное значение 2,8-3,3). Экстрагент разбавляют керосином до 60-80%. Величину pH регулируют добавлением определенного количества водной или органической фазы. По окончании обработки фазы разделяют. Органическую фазу перемешивают с водным раствором гидроксида аммония или натрия, или калия. Концентрацию указанных гидроксидов поддерживают в исходных растворах равной 6-12 М, а процесс проводят при pH в водной фазе 1,5-2,5. Отделяют органическую фазу и возвращают ее в голову процесса. Жидкий водный раствор содержит роданиды аммония или натрия, или калия. Роданиды аммония и натрия можно применять для разделения близких по свойствам элементов, например циркония и гафния, иттрия и редкоземельных элементов.

Пример. К 100 мл жидких отходов коксохимического производства, содержащих 310 г/л роданида натрия, 55 г/л тиосульфата натрия и 62 г/л сульфата натрия, добавили соляной кислоты до pH 3,4. Выпавший желтоватый осадок отфильтровали. Полученный водный раствор содержал 302 г/л роданида натрия, 60 г/л сульфата натрия и 47 г/л тиосульфата натрия. К этому раствору добавили 200 мл 70%-ного раствора трибутилфосфата в керосине. Трибутилфосфата предварительно насыщали соляной кислотой до содержания 1,45 М. Все перемешивали в течение 5 с. После расслаивания эмульсии pH водной фазы равно 3,3. Затем разделили органическую и водную фазы и в органическую фазу ввели 40 мл 6 М раствора гидроксида аммония. Образовавшийся гидроксид аммония концентрируется в водной фазе. Было получено 46 мл раствора, содержащего 405 г/л роданида аммония, менее 0,1 г/л тиосульфата натрия и менее 0,1 г/л сульфата натрия. Трибутилфосфат возвращают для проведения нового цикла экстракции. Увеличение времени контакта фаз приводит к интенсификации процесса разложения роданистоводородной кислоты и тиосульфата натрия. Образующийся осадок серы мешает проведению процесса. В точке время кинетика процесса такова, что 5-10 с. достаточно для обмена аниона на роданид-ион. Поддержание в процессе экстракции значения pH меньше 1,5, приводит к разложению тиосульфата натрия, а увеличение pH на второй стадии при обработке гидроксидами до величины более 2,5 приводит к загрязнению конечного продукта гидроксидами из используемого раствора и гидроксидами примесных соединений (например, железа).

Литература.

1. Авт.св. N 142301. кл. C 01 C 3/20, 30.03.61.

2. Авт.св. N 530851. кл. C 01 C 3/20, 13.12.74.

3. Авт.св. N 148036. кл. C 01 C 3/20, 13.03.61.

4. Авт.св. N 230112. кл. C 01 C 3/20, 15.08.66.

Формула изобретения

1. Способ извлечения роданид-ион содержащих соединений из жидких отходов коксохимического производства обработкой их неорганическими соединениями с последующей экстракцией, отличающийся тем, что в отходы добавляют соляную или серную кислоты до значений рН, равных 3 4, отделяют осадок, а фильтрат обрабатывают в течение 1 30 с трибутилфосфатом, насыщенным соляной или серной кислотами, поддерживая значение рН, равное 1,5 3,5, отделяют органическую фазу и обрабатывают ее гидроксидом аммония, или натрия, или калия при рН 1,5 2,5 с последующим отделением водной фазы, содержащей соответственно роданид аммония, или натрия, или калия.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при обработке трибутилфосфатом оптимальное значение рН равно 2,8 3,3.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что оптимальное время обработки трибутилфосфатом 2 5 с.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что применяют 60 80 об. растворы трибутилфосфата в разбавителе.