Способ извлечения ионов марганца из водных растворов

 

Способ извлечения ионов марганца из водных растворов относится к извлечению веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Изобретение позволяет создать эффективный и недорогой способ извлечения ионов марганца из водных растворов. Извлечение ионов марганца из водных растворов осуществляют экстракцией экстрагентом, содержащим олеиновую кислоту, триэтаноламин и разбавитель, в интервале 7≤рН≤11, а в качестве разбавителя используют бензин или керосин. 1 табл.

Способ извлечения ионов марганца из водных растворов относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известны способы извлечения марганца [В.Ф. Гиллебранд и др. Практическое руководство по неорганическому анализу, из-во Химия, 1966. С.494-497, 503-505] в виде труднорастворимых соединений (МnО₂, МnРO₄ и др.).

Недостатком способа является загрязнение марганца примесями.

Наиболее близким техническим решением является способ извлечения ионов марганца из водных растворов, включающий экстракцию экстрагентом, содержащим олеиновую кислоту, триэтаноламин и разбавитель - машинное масло [Патент 2114198 РФ от 02.04.1997, опубл. 27.06.1998].

Недостатком способа является узкий интервал рН раствора, в котором осуществляется экстракция, кроме того, помимо машинного масла возможно использование других разбавителей.

Задачей изобретения является создание эффективного и недорогого способа извлечения анионов марганца из водных растворов.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в высокой степени эффективности извлечения ионов марганца из водных растворов с одновременной экономичностью и простотой процесса.

Этот технический результат достигается тем, что в способе извлечения ионов марганца из водных растворов, включающем экстракцию экстрагентом, содержащим олеиновую кислоту, триэтаноламин и разбавитель, экстракцию ведут в интервале 7 ≤ рН ≤ 11, а в качестве разбавителя используют бензин или керосин.

Сущность способа поясняется данными таблицы (см. в конце описания), в которой указаны время экстракции, сутки, при заданной величине рН раствора, концентрации, мг/дм³, исходного раствора и остаточной в данный момент времени экстракции, коэффициент распределения D, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций марганца в органической и водной фазах.

Примеры практического применения (см. примеры 1 и 2 в конце описания).

В рассматриваемых примерах исходный раствор содержал сульфат марганца (II) с концентрацией 300 мг Mn/дм³.

В качестве экстрагента использовали смесь, мас.%: 6 триэтаноламин; 12 олеиновая кислота; остальное - разбавитель (керосин, бензин).

Экстрагент добавляли к исходному раствору Mn (II) объемом 190 см³ в количестве 10 см³ (5 об.%). Перемешивание и поддержание заданного значения рН осуществляли до тех пор, пока в дальнейшем кислотно-основные характеристики системы изменялись незначительно. Однако для большей гарантии достижения равновесия контакт органической и водной фаз осуществляли не менее суток. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе экстракции в качестве нейтрализаторов использовали растворы щелочи NaOH и кислоты Н₂SO₄. Заданное значение рН поддерживали в течение времени не более 1 часа, в дальнейшем величина рН изменялась незначительно.

Экстракцию осуществляли при комнатной температуре.

Концентрацию ионов марганца в растворе определяли фотоколориметрически на фотоколориметре марки КФК-3.

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

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что экстракция ионов марганца осуществляется быстро, в пределах 1 часа.

Цвет экстракта (темнокоричневый, желтый и черный) может свидетельствовать о различном составе экстрагируемых комплексов марганца.

Появление коричневой тонкодисперсной фазы (вероятно, МnО₂) сопровождается помутнением раствора с последующим образованием бурого осадка.

Экстракция ионов марганца может быть использована для извлечения примеси марганца из растворов, содержащих катионы металлов меди, никеля, кобальта и других, а также для очистки растворов и сточных вод от ионов марганца.

По сравнению с прототипом использование экстракции смесью олеиновой кислоты, триэтаноламина и разбавителей - керосина и бензина - является эффективным и недорогим способом извлечения марганца из водных растворов в широком диапазане рН раствора.

Формула изобретения

Способ извлечения ионов марганца из водных растворов, включающий экстракцию экстрагентом, содержащим олеиновую кислоту, триэтаноламин и разбавитель, отличающийся тем, что экстракцию ведут в интервале 7≤рН≤11, а в качестве разбавителя используют бензин или керосин.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2