Способ извлечения стронция из водных растворов

Изобретение относится к обработке промышленных вод, в частности к извлечению щелочноземельных металлов из водных растворов. Извлечение стронция из водных растворов типа хлоридно-кальциевых вод проводят путем ионной флотации, при этом реагент-собиратель вводят с расходом, меньшим стехиометрического по отношению к стронцию и недостаточным для ионной флотации остальных компонентов. Ионную флотацию стронция проводят в течение времени, достаточного для эффективного извлечения стронция и недостаточного для извлечения кальция. Способ извлечения стронция из водных растворов по сравнению с существующими способами обеспечивает более высокую селективность извлечения. 2 ил., 2 табл.

 

Изобретение относится к области обработки промышленных вод, в частности к извлечению щелочноземельных металлов из хлоридно-кальциевых вод.

Известен способ извлечения стронция из водных растворов с использованием флокулянтов (Bull p.s., Evans J.V, Knight R.I. Removal of radioactive strontium from water by coagilation-flacculation with ferric hidroxide. - J. оf Cepplied Chemistry and Biotechnology, 1975, vol. 25, №11, p. 801-806). В процессе переработки водные растворы обрабатываются гидроокисью железа с последующим выделением образовавшегося комплекса в пену с помощью реагентов-собирателей.

К недостаткам этого способа относится недостаточная селективность процесса извлечения стронция при наличии в водных растворах близких по химическим свойствам металлов, находящихся в больших по отношению к стронцию концентрациях, в результате большого расхода реагента-собирателя, а также одного и того же времени извлечения.

Известен способ извлечения стронция из водных растворов, наиболее близкий по технической сущности и достигаемому результату и принятый за прототип (Пушкарев В.В. Изучение взаимодействия радиоактивных микрокомпонентов в водных растворах с алкиларилсульфокислотами методом пенообразования. // Радиохимия, т.9, №4, 1967. - С.45-49). Способ извлечения радиоактивных микрокомпонентов стронция в водных растворах включает обработку водных растворов реагентом-собирателем и выделение стронция в концентрат методом ионной флотации. В качестве реагента-собирателя используют алкилараилсульфокислоту с расходом, стехиометрическим для извлечения микрокомпонентов стронция.

Недостатком этого способа является отсутствие селекции при присутствии в водных растворах близких по химическим свойствам металлов, находящихся в больших по отношению к стронцию концентрациях, например кальция, ввиду возникающей конкуренции за реагент-собиратель.

Изобретение направлено на повышение селективности флотационного извлечения стронция из водных растворов типа хлоридно-кальциевых вод.

Поставленная задача достигается тем, что в способе извлечения стронция из водных растворов типа хлоридно-кальциевых вод, включающем обработку водных растворов реагентом-собирателем, выделение стронция в концентрат методом ионной флотации, согласно изобретению вводят реагент-собиратель с расходом, меньшим стехиометрического по отношению к стронцию, а ионную флотацию стронция проводят в течение времени, достаточного для эффективного извлечения стронция и недостаточного для извлечения кальция.

Отличием от прототипа является то, что при расходах, меньших стехиометрических по отношению к извлекаемому иону, флотация близких к стронцию по химическим свойствам компонентов, находящихся в больших по отношению к стронцию концентрациях, в частности кальция, проходит по адсорбционно-гидратному механизму, при котором время ионной флотации, необходимое для их эффективного извлечения, составляет порядка 20 минут. Флотация стронция в таких растворах проходит преимущественно по гидратно-адгезионному механизму, при котором время ионной флотации, необходимое для его эффективного извлечения, составляет от 1 до 5 минут. Различие в механизме и кинетике ионной флотации стронция близких по химическим свойствам металлов, находящихся в больших по отношению к стронцию концентрациях, позволяет добиться селективности процесса ионной флотации стронция из таких водных растворов.

Наличие отличительных признаков позволяет сделать вывод о соответствии заявляемого способа извлечения стронция из водных растворов типа хлоридно-кальциевых вод критерию “новизна”.

Анализ патентной и научно-технической информации не позволил выявить источники, содержащие сведения об известности отличительных признаков заявляемого изобретения, что свидетельствует о соответствии заявляемого изобретения критерию “изобретательский уровень”.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом: для извлечения стронция из водных растворов типа хлоридно-кальциевых вод вводят реагент-собиратель с расходом, меньшим стехиометрического по отношению к извлекаемым ионам стронция, регулируют рН среды, выделяют стронций методом ионной флотации, обезвоживают пенный продукт и проводят окислительный обжиг с получением оксидов стронция.

Пример. Провели извлечение стронция из хлоридно-кальциевых вод (см. табл.1), вскрывающихся разведочными и эксплуатационными скважинами в районе разработки трубки “Удачная”. Зависимости эффективности извлечения стронция от расхода реагента-собирателя (Фиг.1) и времени флотации (Фиг.2) представлены на диаграммах.

Исходный раствор и реагент-собиратель, например олеиновая кислота с расходом 0,5 г/г Sr²⁺, поступали в бак-смеситель. Полученный раствор регулировался до рН 8 и насосом подавался в приемный карман флотомашины. Полученный обезвоженный пенный продукт подавался на установку для окислительного обжига с температурой 450-500°С.

Применение разработанной технологической схемы ионной флотации стронция в данном примере позволил извлечь до 86% стронция по сравнению с 5% кальция при одном и том же расходе реагента-собирателя. При ионной флотации кальция реагент-собиратель вводился в тех же количествах, что и при ионной флотации стронция.

Пересчет расхода реагента-собирателя на грамм кальция представлен в табл.2.

Таблица 2 Пересчет расхода реагента-собирателя на 1 г Sr2+ и Са2+, находящихся в исходном рассоле
Расход реагента-собирателя на 1 г Sr2+ в рассоле, г	0,5	1,0	2,0	4,0
Расход реагента собирателя на 1 г Са2+ в рассоле, г	0,0125	0,025	0,050	0,100

Кинетические исследования извлечения микрокомпонентов стронция и макрокомпонентов кальция проводили при расходе реагента-собирателя 0,5 г/г Sr²⁺.

Способ извлечения стронция из водных растворов, содержащих микрокомпоненты и макрокомпоненты, включающий обработку водных растворов реагентом-собирателем, выделение стронция в концентрат методом ионной флотации, отличающийся тем, что вводят реагент-собиратель с расходом, меньшим стехиометрического по отношению к стронцию, а ионную флотацию стронция проводят в течение времени, достаточного для эффективного извлечения стронция и недостаточного для извлечения кальция.