Способ извлечения ионов меди (ii) из кислых растворов



Способ извлечения ионов меди (ii) из кислых растворов

Владельцы патента RU 2393245:

Воропанова Лидия Алексеевна (RU)

Изобретение относится к сорбционному извлечению ионов меди (II) из кислых растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Способ извлечения ионов меди (II) из кислых растворов включает сорбцию ионов меди (II) контактированием раствора с анионитом. При этом сорбцию ионов меди (II) ведут при температуре 70-80°С из растворов, содержащих 40 г/дм3 соляной кислоты и хлориды аммония, щелочных или щелочноземельных металлов. Сорбцию проводят на анионитах марок АМП или АМ-2б, предварительно обработанных раствором соляной кислоты или водой. В качестве анионитов можно использовать аниониты марок АМН, содержащие обменные группы

и АМ-26, содержащие обменные группы

Техническим результатом изобретения является нахождение оптимальных условий для сорбции ионов меди на анионитах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 3 табл.

 

Сорбционное извлечение ионов меди из кислых растворов относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известно применение катионитов и анионитов в гидрометаллургии для очистки растворов соответственно от катионов и анионов металлов [Г.М.Вольдман, А.Н.Зеликман. Теория гидрометаллургических процессов. М.: Металлургия. 1993. С.263-267].

Однако применение анионитов для извлечения катионов металлов недостаточно исследовано и представляет интерес для нахождения дополнительных возможностей селективного извлечения ионов металлов из растворов сложного состава.

Наиболее близким техническим решением является способ извлечения ионов меди (II) из кислых растворов [Иониты в цветной металлургии, под ред. К.Б.Лебедева, Металлургия, М., 1975, с.222-224], включающий сорбцию ионов меди (II) контактированием раствора с анионитом.

Недостатком способа является то, что не указаны оптимальные условия сорбции ионов меди (II) на анионитах марки АМН и АМ-2б.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение оптимальных условий для сорбции ионов меди (II) на анионитах марки АМП и АМ-2б.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является эффективная сорбция ионов меди на анионитах марки АМП или АМ-2б.

Этот технический результат достигается тем, что извлечение ионов меди (II) из кислых растворов включает сорбцию ионов меди (II) контактированием раствора с анионитом, сорбцию ионов Cu(II) ведут при температуре 70-80°С из растворов, содержащих 40 г/дм3 соляной кислоты и хлориды аммония, щелочных или щелочноземельных металлов, на анионитах марок АМП или АМ-2б, предварительно обработанных раствором соляной кислоты или водой. В качестве анионитов используют анионит марки АМП, содержащий обменные группы

или марки АМ-26, содержащий обменные группы

Сущность способа заключается в том, что ионы Cu2+ в солянокислых растворах образуют устойчивые анионные комплексы типа [CuCl2]-, [CuCl3]-, [CuCl4]2-, [CuCl5]3- и др., которые могут быть извлечены из раствора на анионитах.

Известно, что хлоридная гидрометаллургия находит применение в процессах выщелачивания полиметаллических концентратов. Использование соляной кислоты вследствие повышенной ее способности к комплексообразованию интересно в схемах, включающих сорбционно-экстракционную технологию разделения металлов.

Примеры конкретного выполнения способа

Рассмотрены возможности использования анионитов для извлечения хлоридных анионных комплексов меди из солянокислых растворов.

В качестве сорбентов использовали аниониты марок АМП и АМ-2б.

Пористый анионит АМ-2б смешанной основности со сферическими гранулами получен аминированием ХМС стирола и ДВБ смесью диметил- и триметиламинов. Крупность гранул 0,63-1,60 мм; удельный объем набухшей смолы 2,7-3,2 см3/г; удельная поверхность 50-100 м2/г; общий объем пор 0,80-0,87 см3/г, механическая прочность 98-99%; ПОЕ 3,3-3,7 мг-экв/г. Обменные группы:

Гелевый высокоосновный анионит АМП со сферическими гранулами получен аминированием ХМС стирола и 3,5-4,0% ДВБ пиридином. Крупность гранул 0,63-1,60 мм; удельный объем набухшей смолы 2,7-2,9 см3/г, механическая прочность 98-99%; ПОЕ 3,3-3,7 мг-экв/г. Обменные группы:

Сорбцию ионов меди осуществляли при 70-80°С из насыщенных хлоридами аммония NH4C1, щелочными (NaCl, KCl) и щелочноземельными (CaCl2, MgCl2) металлами растворов, подкисленных до 40 г/дм3 НС1. Объем раствора 50-100 см3, масса сухого сорбента 1 г.

В табл.1-3 и на чертеже даны результаты сорбции, где указаны используемая соль металла, марка анионита, способ предварительной обработки сорбента, концентрация иона металла исходная и после наступления сорбционного равновесия, г/дм3, время сорбции, ОЕ, мг/г - обменная емкость сорбента, в мг сорбируемого иона металла на 1 г сорбента, СОЕ, мг/г - обменная емкость в равновесном состоянии.

Пример 1 (табл.1)

В табл.1 даны результаты сорбции ионов меди в зависимости от концентрации макрокомпонентов NaCl и HCl, предварительно сорбент обрабатывали в 0,1 н растворах НС1.

Из данных табл.1 следует, что результаты сорбции зависят от концентрации макрокомпонентов NaCl и HCl в растворе.

Таблица 1
Результаты сорбции ионов меди в зависимости от концентрации макрокомпонентов NaCl и НС1, объем раствора 100 см3
№ п/п Соль Концентрация, г/дм3 Концентрация Cu, г/дм3 Время достижения равновесия, мин СОЕ, мг/г
NaCl HCl исходная равновесная
1 CuCl2 150 40 10,09 8,58 30 151
2 CuCl2 300 40 10,20 9,39 30 81
3 CuCl2 150 80 11,60 9,59 15 201
4 CuCl2 150 120 11,64 9,59 15 205
5 CuCl2 150 240 NaCl полностью не растворилась за время 30 мин
6 CuSO4 150 40 12,08 9,39 15 269
7 CuSO4 300 40 8,83 8,32 30 51
8 CuSO4 300 40 11,28 10,74 30 54
8 CuSO4 150 80 9,58 8,58 30 100
9 CuSO4 150 120 9,58 8,57 30 101

Пример 2 (табл.2, чертеж)

В табл.2 даны результаты сорбции ионов меди при использовании сорбентов марок АМП и АМ-2б. Сорбцию осуществляли из солянокислых растворов, содержащих хлориды щелочных металлов и аммония и HCl. Предварительно сорбенты в течение суток выдерживали в дистиллированной воде или в 0,1 н растворах HCl.

На чертеже даны изотермы сорбции в виде зависимостей сорбционной обменной емкости СОЕ, мг/г, от равновесной концентрации сорбируемых ионов Сравн, полученных в условиях опытов табл.2: кривая 1 соответствует опытам 1-12, кривая 2 - опытам 13-23, кривая 3 - опытам 28-32, кривая 4 -опытам 33-38, кривая 5 - опытам 39-42.

Из данных табл.2 и чертежа следует, что получены высокие показатели сорбции ионов меди на анионитах марок АМП и АМ-26 из солянокислых растворов щелочных металлов и аммония. Максимальные показатели сорбции получены в следующих условиях: сорбция из кислых растворов сульфатов меди с исходной концентрацией 80-90 г/дм3 Cu2+, с концентрацией макрокомпонентов, г/дм3: 150 NaCl и 40 HCl, времени сорбции 15-30 мин, СОЕ=800-900 мг/г.

Таблица 2
Результаты сорбции в зависимости от аниона соли, предварительной обработки сорбента, марки сорбента, исходной концентрации соли, времени сорбции, макрокомпоненты - хлориды щелочных металлов и аммония
№ п/п Соль Марка сорбента Предварительная обработка сорбента Время достижения равновесия, мин Концентрация Cu2+, г/дм3 СОЕ, мг/г
исходная Равновес-
ная
1 2 3 4 5 6 7 8
Сорбция из 50 мл раствора, содержащего, г/дм3: 370 NaCl и 40 HCl
1 CuSO4 АМП H2O 60 1,97 1,26 36
2 CuSO4 АМП H2O 60 3,15 2,10 53
3 CuSO4 АМП H2O 15 4,63 3,47 57
4 CuSO4 АМП Н2О 30 6,37 5,26 55
5 CuSO4 АМП H2O 30 8,21 6,63 79
6 CuSO4 АМП Н2О 30 12,72 5,26 87
7 CuSO4 АМП H2O 60 18,46 16,21 112
8 CuSO4 АМП H2O 60 25,44 23,42 101
9 CuSO4 АМП H2O 15 32,92 30,93 125
10 CuSO4 АМП H2O 30 41,71 39,32 119
11 CuSO4 АМП H2O 15 53,62 52,23 119
12 CuSO4 АМП H2O 15 76,26 73,88 119
13 CuCl2 АМП H2O 60 2,10 1,47 32
14 CuCl2 АМП H2O 60 3,05 2,10 47
15 CuCl2 АМП H2O 60 5,26 4,00 63
16 CuCl2 АМП H2O 60 6,73 5,37 68
17 CuCl2 АМП H2O 60 8,84 7,15 84
18 CuCl2 АМП H2O 30 18,96 17,21 87
19 CuCl2 АМП H2O 30 28,93 25,94 150
20 CuCl2 АМП H2O 60 43,90 40,91 200
21 CuCl2 АМП H2O 30 54,81 50,05 238
22 CuCl2 АМП H2O 30 73,88 69,11 238
23 CuCl2 АМП H2O 15 102,48 97,71 238
24 CuCl2 АМ-26 H2O 30 27,65 24,79 143
25 CuCl2 АМ-26 H2O 30 61,01 56,24 238
26 CuSO4 АМ-26 Н2О 15 25,73 22,20 177
27 CuSO4 АМ-26 Н2О 30 54,24 51,72 126
Сорбция из 100 мл раствора, содержащего, г/дм3: 150 NaCl и 40 HCl
28 CuCl2 АМП HCl 15 5,05 4,41 64
29 CuCl2 АМП HCl 15 14,80 12,61 219
30 CuCl2 АМП HCl 15 59,55 54,45 510
31 CuCl2 АМП HCl 15 68,60 60,54 806
32 CuCl2 АМП HCl 15 98,00 90,80 720
Таблица 2, продолжение
1 2 3 4 5 6 7 8
33 CuSO4 АМП H2O 15 8,57 7,06 151
34 CuSO4 АМП H2O 15 17,15 15,38 177
35 CuSO4 АМП H2O 15 34,81 32,29 252
36 CuSO4 АМП H2O 15 49,10 44,40 470
37 CuSO4 АМП H2O 15 58,15 49,45 870
38 CuSO4 АМП H2O 15 85,77 76,69 908
39 CuCl2 АМП H2O 30 10,09 8,58 151
40 CuCl2 АМП H2O 30 20,68 17,91 277
41 CuCl2 АМП H2O 30 28,76 25,23 353
42 CuCl2 АМП H2O 30 46,90 38,85 805
Сорбция из 50 мл раствора, содержащего, г/дм3: 380 KCl и 40 г/дм3 HCl
43 CuCl2 АМП H2O 15 44,09 38,13 298
44 CuSO4 АМП H2O 15 3,01 2,41 30
Сорбция из 50 мл раствора, содержащего, г/дм3: 600 NH4Cl и 40 г/дм3 HCl
45 CuCl2 АМП H2O 15 29,79 26,22 179
46 CuSO4 АМП H2O 15 2,61 1,71 45

Пример 3 (табл.3)

В табл.3 даны результаты сорбции при использовании сорбентов марки АМП. Сорбцию ионов металлов осуществляли из солянокислых растворов, содержащих хлориды щелочноземельных металлов и 40 г/дм3 HCl. Предварительно сорбенты в течение суток выдерживали в дистиллированной воде.

Таблица 3
Результаты сорбции в зависимости от предварительной обработки сорбента, исходной концентрации соли, времени сорбции, макрокомпоненты - хлориды щелочноземельных металлов
№ п/п Соль Сорбент Время достижения равновесия, ч Концентрация Cu2+, г/дм3 СОЕ, мг/г
марка способ предварительной обработки исходная равновесная
Сорбция из 50 мл раствора, содержащего, г/дм3: 1100 CaCl2 и 40 HCl
1 CuCl2 АМП H2O 0,5 3,72 3,05 33
2 CuCl2 АМП Н2О 2 10,79 9,46 66
3 CuCl2 АМП H2O 1 1,56 0,75 40
Сорбция из 100 мл раствора, содержащего, г/дм3: 400 CaCl2 и 40 HCl
4 CuCl2 АМП HCl 0,25 9,08 6,56 252
5 CuCl2 АМП HCl 0,5 46,64 40,28 636
Сорбция из 50 мл раствора, содержащего, г/дм3: 620 MgCl2 и 40 HCl
6 CuCl2 АМП H2O 1 19,54 14,40 257
7 CuCl2 АМП H2O 1 42,90 21,9 105

Из данных табл.3 следует, что получены высокие показатели сорбции ионов меди на анионитах марки АМП из солянокислых растворов щелочноземельных металлов. Максимальные показатели сорбции получены при следующих условиях: сорбция из кислых растворов хлоридов меди с исходной концентрацией 40-50 г/дм3 Cu2+, с концентрацией макрокомпонентов, г/дм3: 400 CaCl2 и 40 HCl, при кислой обработке сорбента, времени сорбции 15-30 мин, СОЕ=600 мг/г.

По сравнению с прототипом показаны возможности эффективной сорбции ионов Cu2+ из кислых хлоридных растворов на анионитах марок АМП и АМ-2б.

1. Способ извлечения ионов меди (II) из кислых растворов, включающий сорбцию ионов меди (II) контактированием раствора с анионитом, отличающийся тем, что сорбцию ионов меди (II) ведут при температуре 70-80°С из растворов, содержащих 40 г/дм3 соляной кислоты и хлориды аммония, щелочных или щелочноземельных металлов, на анионитах марок АМП или АМ-2б, предварительно обработанных раствором соляной кислоты или водой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве анионитов используют анионит марки АМП, содержащий обменные группы

или марки АМ-2б, содержащий обменные группы



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу сорбционного извлечения ионов свинца из кислых хлоридных и хлоридно-сульфатных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Изобретение относится к способу разделения и извлечения благородных металлов. .

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения золота из медистых руд методом кучного выщелачивания.
Изобретение относится к технологии редких металлов, к процессам переработки ванадийсодержащего сырья: ванадиевых руд, вандийсодержащих шлаков металлургического производства, отработанных ванадиевых катализаторов и, в частности, к комплексной переработке кварцитов Каратау гидрометаллургическим способом.
Изобретение относится к металлургии редких металлов, процессам переработки ванадийсодержащего сырья: ванадиевых руд, шлаков металлургического производства, отработанных ванадиевых катализаторов, нефтяных остатков гидрометаллургическими способами, в частности к переработке кварцитов Каратау методами перколяционного выщелачивания.

Изобретение относится к металлургии, а именно к гидрометаллургическим способам получения никеля. .

Изобретение относится к металлургии, а именно к гидрометаллургическим способам получения никеля. .
Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано в сорбционной технологии извлечения урана из растворов и пульп, полученных в результате сернокислотного выщелачивания.
Изобретение относится к способу селективного извлечения золота из водных тиоцианатных растворов. .

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу извлечения никеля из никельсодержащих растворов. .
Изобретение относится к способу извлечения меди из руды или рудного концентрата, содержащих окисленную или окисленную и сульфидную медь. .
Изобретение относится к способу огневого рафинирования меди при переработке вторичных медьсодержащих материалов. .

Изобретение относится к экстрагирующей композиции и способу для извлечения металлов, в частности меди и железа, из выщелачивающих растворов. .

Изобретение относится к области рекуперативной утилизации тепла запыленных газов печей цветной металлургии, в частности медерафинировочной печи. .
Изобретение относится к способу подземного выщелачивания ценных компонентов из сульфидсодержащих отходов. .
Изобретение относится к способам переработки упорных сульфидно-окисленных медных руд, а также аналогичных концентратов, содержащих различные формы сульфидных минералов меди и благородные металлы.
Изобретение относится к способу извлечения меди из сульфидных или оксидных руд. .

Изобретение относится к способу конвертирования медно-сульфидного штейна в черновую медь. .

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к выщелачиванию меди из медных сульфидсодержащих концентратов, таких как халькопирит. .

Изобретение относится к способу непрерывного или периодического получения металла или нескольких металлов из шлака, содержащего указанный металл или соединение указанного металла.

Изобретение относится к способу извлечения меди (II) из водного раствора и может быть использовано в области извлечения веществ ионообменными материалами в цветной и черной металлургии, при очистке промышленных и бытовых стоков, а также в сельском хозяйстве и медицине
© Патентный поиск, поиск патентов на изобретения - FindPatent.RU 2012-2024
Политика конфиденциальности 2010-06-27 2013-03-20T19:57:57
Наверх