×
20.12.2015
216.013.9cb6

ЭКСТРАКЦИЯ ИОНОВ ЦИНКА (II) ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ТРИБУТИЛФОСФАТОМ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
№ охранного документа
0002571743
Дата охранного документа
20.12.2015
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано в металлургии и при очистке промышленных и бытовых стоков. Способ экстракции цинка из водного раствора трибутилфосфатом (ТБФ) включает контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз. Экстракцию осуществляют из водного раствора с концентрацией 3 н. HCl, 240 г/дм NaCl. Трибутилфосфат вводят порционно при температуре 20°C. Изобретение позволяет повысить эффективность извлечения цинка из водных растворов, сократить расход экстрагента. 2 ил., 6 табл., 3 пр.
Основные результаты: Способ экстракции цинка из водного раствора трибутилфосфатом (ТБФ), включающий контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, отличающийся тем, что экстракцию осуществляют из водного раствора с концентрацией 3 н. HCl, 240 г/дм NaCl порционным введением ТБФ при температуре t=20°C.
Реферат Свернуть Развернуть

Способ экстракции цинка 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.

Известен способ извлечения ионов цинка(II) гидролитическим осаждением из водных растворов [Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процессов. - М., Металлургия, 1993, с. 303-307].

Недостатком способа является то, что осадки гидроксосолей цинка(II) гидрофильны и плохо фильтруются.

Наиболее близким техническим решением является способ экстракции, наряду с другими металлами, ионов цинка из солянокислых водных растворов трибутилфосфатом (ТБФ) при переработке природного и техногенного сырья [Резник И.Д., Соболь С.И., Худяков В.М. Кобальт, том 2, М., Машиностроение, 1995. С. 91-93].

Недостатком способа является то, что отсутствуют данные о влиянии на экстракцию ионов цинка исходной концентрации цинка в водном растворе, температуры, концентрации соляной кислоты и поваренной соли, соотношения органической O и водной B фаз O:B.

Задачей изобретения является использование экономичного и эффективного способа для извлечения цинка из водных растворов.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в экономичности и эффективности извлечения цинка из водных растворов.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе экстракции цинка из водного раствора трибутилфосфатом (ТБФ), включающем контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, экстракцию осуществляют из водного раствора с концентрацией 3 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl порционным введением ТБФ при температуре t=20°C.

Сущность способа поясняется данными табл. 1-6 и фиг. 1-2, в которых указаны концентрация цинка в исходных растворах, время экстракции, концентрация цинка в осветленной водной фазе и экстракте, коэффициент распределения D, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций цинка в органической и водной фазах, извлечением ε, % масс. от исходного.

Экстракцию осуществляли из растворов объемом Vраст=0,1 дм3 с концентрациями поваренной соли CNaCl=240 г/дм3 и соляной кислоты CHCl=2 и 3 н., температурами 20 и 60°C и различном соотношении объемов органической O и водной B фаз O:B. Исходные растворы готовили растворением в дистиллированной воде хлорида цинка. В качестве экстрагента использовали трибутиловый эфир фосфорной кислоты (C4H9O)3PO (х.ч.). Экстракцию проводили при постоянном перемешивании. Реэкстракцию осуществляли промывкой дистиллированной водой.

Примеры практического применения

Пример 1 (табл. 1-2)

В табл. 1 даны результаты экстракции при использовании ТБФ объемом VТБФ=0,04 дм3 при t=20°C, CHCl=3 н., CNaCl=240 г/дм3, O:B = 2:5, время экстракции 10 мин.

В табл. 2 даны результаты экстракции при порционном, постадийном использовании ТБФ при t=20°C, CHCl=3 н., CNaCl=240 г/дм3. Экстракцию осуществляли в 5 стадий, на каждой стадии использовали ТБФ объемом VТБФ=0,02 дм3, O:B=1:5, суммарное использование объема ТБФ составило VТБФ=0,1 дм, ∑O:B = 1:1, время экстракции на каждой стадии 5 или 10 мин. Извлечение цинка при большем времени экстракции на каждой стадии немного возрастает.

Сравнение экстракций в 1 стадию в течение 10 мин с использованием 0,04 дм (табл. 1) и в 2 стадии (табл. 2) по 5 мин (в сумме 10 мин) и по 10 мин (в сумме 20 мин) с использованием ТБФ VТБФ=0,04 дм3 позволяет сделать следующие выводы:

1. Порционное введение экстрагента по 5 мин увеличивает извлечение цинка с 44,85 до 47,28% масс., а по 10 мин до 48,20% масс. соответственно, молярное соотношение в экстракте ТБФ:Zn = 6:1.

2. Увеличение времени экстракции на каждой стадии от 5 до 10 мин повышает извлечение цинка с 47,28 до 48,20% масс.

Пример 2 (табл. 3-4)

В табл. 3-4 даны результаты порционного введения экстрагента при t=20 и 60°C и времени экстракции на каждой стадии 10 мин из растворов с концентрацией CHCl=2 н., CNaCl=240 г/дм3 и Cисх, г/дм3 = 31,40 Zn (табл. 3) и из растворов с концентрацией CHCl=3 н., CNaCl=240 г/дм3 и Cисх, г/дм3 = 30,50 Zn (табл. 4), на каждой стадии O:B = 1:5, всего ∑O:B = 1:1.

Из данных табл. 3-4 можно сделать следующие выводы:

1. Худшие результаты извлечения получены из растворов с концентрацией CHCl=2 н., 240 г/дм3 NaCl и температуре t=60°C, лучшие - из растворов с концентрацией CHCl=3 н., CNaCl=240 г/дм3 и температуре t=20°C.

2. Извлечение цинка 85,73% осуществляется из растворов с концентрацией CHCl=2 н.., CNaCl=240 г/дм3 и температуре t=20°C с исходной концентрацией 31,40 г/дм3 Zn на пятой стадии: ∑O:B = 1:1, ТБФ:Zn = 6:1.

3. Извлечение цинка 90,92% осуществляется из растворов с концентрацией 3 н. HCl, 240 г/дм3 NaCl и температуре t=20°C с исходной концентрацией 30,50 г/дм3 Zn на пятой стадии: ∑O:B = 1:1, ТБФ:Zn = 6:1.

4. Расчеты показывают, что извлечение цинка 96,96% может быть получено из растворов с концентрацией CHCl=3 н., CNaCl=240 г/дм3 и температуре t=20°C с исходной концентрацией 30,50 г/дм3 Zn на шестой стадии: ∑O:B = 1,2:1.

5. Кинетический порядок реакции равен единице, а энергия активации E=14-16 кДж/моль.

Пример 3 (табл. 5-6)

В табл. 5-6 даны результаты разовой экстракции при t=20 и 60°C из растворов с концентрацией CHCl=2 н., CNaCl=240 г/дм3 и Cисх, г/дм3 = 31,40 Zn (табл. 5) и из растворов с концентрацией CHCl=3 н., CNaCl=240 г/дм3 и Cисх, г/дм3 = 30,50 Zn (табл. 6), O:B = 1:1.

Из данных табл. 5-6 можно сделать следующие выводы:

1. При разовом введении экстрагента экстракция завершается за 10 мин.

2. Худшие результаты извлечения получены из растворов с концентрацией CHCl=2 н., CNaCl=240 г/дм3 и температуре t=60°C, лучшие - из растворов с концентрацией CHCl=3 н., CNaCl=240 г/дм3 и температуре t=20°C.

3. Извлечение цинка 74,36% осуществляется из растворов с концентрацией CHCl=2 н., CNaCl=240 г/дм3 и температуре t=20°C с исходной концентрацией 31,40 г/дм3 Zn за 50 мин и O:B = 1:1, ТБФ:Zn = 10:1.

4. Извлечение цинка 78,66% осуществляется из растворов с концентрацией CHCl=3 н., CNaCl=240 г/дм3 и температуре t=20°C с исходной концентрацией 30,50 г/дм3 Zn за 50 мин и O:B = 1:1, ТБФ:Zn = 10:1.

Пример 4 (фиг. 1)

На фиг. 1 по данным табл. 3-6 показано сравнение результатов экстракции при разовом и порционном введении экстрагента для растворов с концентрациями Cисх=30,5-31,4 Zn, CHCl=2-3 н., CNaCl=240 г/дм3 и температурами 20 и 60°C:

а - зависимость остаточной концентрации от этапов экстракции,

б - зависимость извлечения от этапов экстракции.

Каждый этап осуществляется в течение 10 мин.

Из данных фиг. 1 можно сделать следующие выводы:

1. Порционное введение экстрагента повышает извлечение цинка в 1,15-1,24 раза.

2. Порционное введение экстрагента сокращает расход экстрагента: для получения одинакового результата экстракции при порционном введении экстрагента за время 40 мин требуется O:B = 4:5, а при разовом введении экстрагента за время 10 мин O:B = 1:1.

При регенерации каждой порции экстрагента можно сократить расход экстрагента в 5 раз.

3. Лучшие результаты экстракции получены при порционном введении экстрагента из растворов с концентрацией CHCl=3 н., CNaCl=240 г/дм3 и температурой t=20°C.

На фиг. 2 дана принципиальная технологическая схема извлечения ионов цинка из водных растворов их солей.

Способ экстракции цинка из водного раствора трибутилфосфатом (ТБФ), включающий контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, отличающийся тем, что экстракцию осуществляют из водного раствора с концентрацией 3 н. HCl, 240 г/дм NaCl порционным введением ТБФ при температуре t=20°C.
ЭКСТРАКЦИЯ ИОНОВ ЦИНКА (II) ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ТРИБУТИЛФОСФАТОМ
ЭКСТРАКЦИЯ ИОНОВ ЦИНКА (II) ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ТРИБУТИЛФОСФАТОМ
Источник поступления информации: Роспатент

Showing 1-10 of 29 items.
10.05.2013
№216.012.3de2

Экстракция меди из водных растворов растительными маслами

Изобретение относится к экстракции меди из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Способ экстракции меди из водного раствора включает контактирование экстрагента, в качестве которого используют растительные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481409
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.09.2013
№216.012.66da

Экстракция ионов железа из водных растворов растительными маслами

Изобретение может быть использовано в химической промышленности, металлургии и очистке промышленных и бытовых стоков. Экстракцию железа растительными маслами осуществляют из водного раствора при отношении водной (В) к органической (О) фазе В:O≥3 для Fe (III) и В:O=3-6 для Fe (II); при рН 2-3...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491977
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.11.2013
№216.012.826b

Экстракция ионов цинка из водных растворов растительными маслами

Изобретение относится к способу экстракции цинка из водного раствора. Способ включает контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение органической и водной фаз. Экстракцию осуществляют растительными маслами. Процесс ведут при отношении водной (B) к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499063
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.12.2013
№216.012.8d59

Экстракция ионов свинца из водных растворов растительными маслами

Изобретение относится к способу экстракции ионов свинца из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Способ включает контактирование экстрагента и водного раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501868
Дата охранного документа: 20.12.2013
27.04.2014
№216.012.bd76

Сорбционное извлечение ионов кобальта из кислых хлоридных растворов

Изобретение относится к сорбционному извлечению ионов кобальта Соиз кислых хлоридных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Сорбцию ионов Соведут из солянокислых растворов, содержащих хлориды аммония или щелочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514242
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.04.2014
№216.012.bd78

Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов

Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных 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. Извлечение ионов железа осуществляют сорбцией на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514244
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.06.2014
№216.012.d754

Способ извлечения тяжелых металлов, железа, золота и серебра из сульфатного спека

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано при переработке концентратов, промпродуктов и твердых отходов, содержащих металлы. Способ извлечения ионов тяжелых металлов железа, золота и серебра из сульфатного кека включает выщелачивание спека 3 н. раствором HCl при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520902
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.01.2016
№216.013.a145

Экстракция ионов железа (iii) из водных растворов трибутилфосфатом

Изобретение относится к способу экстракции железа из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Экстракцию железа (III) из водного раствора трибутилфосфатом (ТБФ) осуществляют из водного раствора с концентрацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572927
Дата охранного документа: 20.01.2016
10.03.2016
№216.014.bed0

Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов

Изобретение относится к способу извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов. Способ включает экстракцию с использованием в качестве экстрагента растительных масел, содержащих жирные кислоты, при величине рН водных растворов, равной 9-11. Затем ведут отстаивание образующейся системы с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576569
Дата охранного документа: 10.03.2016
20.04.2016
№216.015.3745

Способ селективной экстракции железа (iii) и цинка (ii) из водных растворов трибутилфосфатом

Изобретение относится к способу селективного извлечения ионов Fe(III) и Zn(II) из водных растворов смеси их солей экстракцией трибутилфосфатом (ТБФ). Способ включает обработку раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента. При этом осуществляют порционное введение экстрагента при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581316
Дата охранного документа: 20.04.2016
Showing 1-10 of 29 items.
10.05.2013
№216.012.3de2

Экстракция меди из водных растворов растительными маслами

Изобретение относится к экстракции меди из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Способ экстракции меди из водного раствора включает контактирование экстрагента, в качестве которого используют растительные...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481409
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.09.2013
№216.012.66da

Экстракция ионов железа из водных растворов растительными маслами

Изобретение может быть использовано в химической промышленности, металлургии и очистке промышленных и бытовых стоков. Экстракцию железа растительными маслами осуществляют из водного раствора при отношении водной (В) к органической (О) фазе В:O≥3 для Fe (III) и В:O=3-6 для Fe (II); при рН 2-3...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491977
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.11.2013
№216.012.826b

Экстракция ионов цинка из водных растворов растительными маслами

Изобретение относится к способу экстракции цинка из водного раствора. Способ включает контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение органической и водной фаз. Экстракцию осуществляют растительными маслами. Процесс ведут при отношении водной (B) к...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499063
Дата охранного документа: 20.11.2013
20.12.2013
№216.012.8d59

Экстракция ионов свинца из водных растворов растительными маслами

Изобретение относится к способу экстракции ионов свинца из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Способ включает контактирование экстрагента и водного раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002501868
Дата охранного документа: 20.12.2013
27.04.2014
№216.012.bd76

Сорбционное извлечение ионов кобальта из кислых хлоридных растворов

Изобретение относится к сорбционному извлечению ионов кобальта Соиз кислых хлоридных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Сорбцию ионов Соведут из солянокислых растворов, содержащих хлориды аммония или щелочных...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514242
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.04.2014
№216.012.bd78

Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов

Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных 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. Извлечение ионов железа осуществляют сорбцией на...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002514244
Дата охранного документа: 27.04.2014
27.06.2014
№216.012.d754

Способ извлечения тяжелых металлов, железа, золота и серебра из сульфатного спека

Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано при переработке концентратов, промпродуктов и твердых отходов, содержащих металлы. Способ извлечения ионов тяжелых металлов железа, золота и серебра из сульфатного кека включает выщелачивание спека 3 н. раствором HCl при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002520902
Дата охранного документа: 27.06.2014
20.01.2016
№216.013.a145

Экстракция ионов железа (iii) из водных растворов трибутилфосфатом

Изобретение относится к способу экстракции железа из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Экстракцию железа (III) из водного раствора трибутилфосфатом (ТБФ) осуществляют из водного раствора с концентрацией...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002572927
Дата охранного документа: 20.01.2016
10.03.2016
№216.014.bed0

Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов

Изобретение относится к способу извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов. Способ включает экстракцию с использованием в качестве экстрагента растительных масел, содержащих жирные кислоты, при величине рН водных растворов, равной 9-11. Затем ведут отстаивание образующейся системы с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002576569
Дата охранного документа: 10.03.2016
20.04.2016
№216.015.3745

Способ селективной экстракции железа (iii) и цинка (ii) из водных растворов трибутилфосфатом

Изобретение относится к способу селективного извлечения ионов Fe(III) и Zn(II) из водных растворов смеси их солей экстракцией трибутилфосфатом (ТБФ). Способ включает обработку раствора и экстрагента, контакт раствора и экстрагента. При этом осуществляют порционное введение экстрагента при...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002581316
Дата охранного документа: 20.04.2016
+ добавить свой РИД