Способ извлечения металлов из водных растворов

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

gQ 7 Д с) ОПИС

ИЗОБР

К АВТОРСКОМУ (61) Дополнительное (22) Заявлено 04, 12. с присоединением эа (23) Приоритет (43) Опубликовано05 (45) Дата опубликов

) М. Кл.

В 01 2 11/04

// С 22 B 34/00

Государственный камнтет

Совета Мнннстрав СССР ав делам нзобретеннй н аткрытнй

} УДК 669,29.3:

6.061. 5,(088.8) Е. А. Филиппов, g. И, Скороваров, А. К. Нардова, Г. М. Горбачев и А, В, Миронов (72) Авторы иэобретения (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВОДНЫХ

РАСТВОРОВ

Изобретение относится к экстракционным процессам выделения, разделения и очистки металлов иэ водных растворов и может найти применение в гидрометаплургических процессах и производствах. 5

Известен способ экстракционного извле чения металлов, например извлечение и очистку протактиния.из сернокислых раство ров, в которых присутствуют в больших количествах ниобий, тантал, цирконий и о другие элементы. Протактиний количествен» но экстрагируют О, 1 N раствором ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в бензоле из сернокислых растворов с концентрацией серной кислоты до 30 н. С целью достиже- 15 ния высоких степеней отделения протекания от примесей ниобия, тантала, циркония и других элементов используют комплексообраэуюшие реагенты: плавиковую и щавелевую кислоты, перекись водорода на стадии 20 экстракции, а так же на стадии его реэкстракции j1), Известный также способ извлечения и очистки металлов из водных растворов экстракцией органическими экстоагентами, 25

2 смесями органических экстрагентов и их растворами в органических раэбавителях не позволяет достигать высоких степеней разделения, а обеспечивает только количественный переход извлекаемого металла в органическую фазу (2j ° Высоких степеней

1 разделения металлов в экстракционных процессах достигают: применением водорастворимых комплексообразователей на стадиях экстракции и реэкстракции; промыванием органических экстрактов металлов водными растворами комплексообразуюших реагентов; обработкой рафинатов или реэкстрактов другими по природе экстрагентами.

Известные способы, применяемые для достижения высоких степеней разделения металлов B процессах, приводят при их промышленном осуществлении к повышению капитальных и эксплуатационных затрат, вследствие увеличения числа ступеней экстракционного каскада.

Гжелью изобретения является повышение эффективности извлечения металлов, эффективности разделения и сокрашения операций.... ® 74 э

0,2 мг-экв/л

0,08 мг-екв/л

0,3 мг-экв/л

0,36 мг-экв/л

0,5 мг - экв/л

30,0 мг — экв/л менее 0,001 мг-экв/л отсутствует

БНИИПИ Заказ 2618/3

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Поставленная цель достигается тем, что экстракцию проводят смесью экстрагентов при температуре не ниже критической температуры растворения этих органических экстрагентов друг в npyre, а после достижения экстракционного равновесия систему охлаждают до расслоения органической фазы (О)

Пример. Водный раствор 6 М азот. ной кислоты, содержашей изотопы циркония — 95 5,2 мг-экв/л, ниобия—

95 40 мг-экв/л, церия — 144 1,15мг-екв/л, цезия - 137 2,2 мг — экв/л, контактируют в течение 3 минут с равными объемами 20%-ного раствора ди-2этилгексилфосфорной кислоты в тетрахлорэтилене и нитрометаном при соотношении (gy +

0 ):В - 1:1 и температуре выше 42 С когда органические жидкости полностью взаимно смешиваются. После охлаждения равновесной двухфазной системы "жидкость-. жидкость до температуры ниже критической температуры растворения (42+ 2 С) органическая фаза разделяется на несмешиваюшиеся между собой и с водным раст- 2s вором (3) органические фазы с образованием трехфазной системы жидкость w жидкость (О: 0:  — 0,5:0,5:1), Содержание радиоизотопов в отдельных органических фазах следуюшее. 30

Фаза 20%-ного раствора ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в тетрахлорэтилеse.:

Бирконий — 95

Ниобий - 95

Берий . -144

Безий -137

Фаза нитрометана:

Бирконий — 95 0,01 мг - экв/л

Ниобий -95 0,01 мг -экв/л 40

Берий -144 1, 2 мг — экв/л

Безий»137 0,8 мг-экв/л

Подобный эффект не достигается при двух последовательных контактах этих же органических жидкостей с исходным водным 4> раствором при температуре выше 40+ 2оС.

Первый контакт: водный раствор выше укаэанного состава с 20%-ным раствором ди-2 этилгексилфосфорной кислоты в тетрахлорэтилена при соотношении фаз 0:В-1:2, 50 времени контакта 3 минуты.

Второй контакт: водный рафинат после

1-го контакта с нитрометаном при соотношении фаз 0:В-1:2, времени контакта 3 минуты.

После первого контакта в органической фазе содержалось:

Биркония - 95 3,7 мг-экв/л

Ниобия — 95 18,3 мг-экв/л

Берия -144 0,8 мг-экв/л

Безия -137 1,3 мг-экв/л

После второго контакта в фазе нитрометана содержалось:

Биркония - 95

Ниобия — 95

Берия -144

Безия -137

Таким образом, по предлагаемому способу по сравнению с известным достигается более глубокое разделение ценных компонентов, Коэффициент очистки ниобия — 95 от циркония - 95 по фазе ди-2-этилгексилфосфорной кислоты возрастает в 15-17 раз и более чем в 100 раз от церия — 144 и цезия - 137. По фазе нитрометана очистка церия - 144 и цезия — 137. По фазе нитрометана очистка церия - 144 и цезия-137 от циркония — 95 и ниобия -95 возрастает в 30-50 раз.

Предлагаемый способ извлечения металлов из водных растворов открывает качественно новые возможности осуществления экстракционных процессов и обеспечивает резкое повышение эффективности извлечения и разделения металлов; снижение капитальных затрат на сооружение экстракционных каскадов; снижение эксплуатационных расходов на электроэнергию, обслуживание и ремонт экстракционного оборудования.

Формула изобретения

Способ извлечения металлов из водных растворов их солей экстракцией смесью органических экстрагентов, о т л и ч а юш и и с я тем, что, с целью повышения извлечения, эффективности разделения и сокрашения операций, экстракцию проводят смесью экстрагентов при температуре не ниже критической температуры растворения этих органических экстрагентов друг в друге, а после достижения экстракционного равновесия систему охлаждают до расслоения органической фазы, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Журнал аналитической химии, 23, 1968, с. 786-787.

2. P. Трейбан, Жидкостная экстракция, Химия, 1966, с. 20-24.

Тираж 947 По дписное