Вид РИД
Изобретение
Изобретение относится к области гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано при переработке концентратов, промпродуктов и твердых отходов, содержащих металлы.
Известны способы извлечения ионов Zn (II) и Cu (II) их гидролитическим осаждением из водных растворов [Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процессов. М., Металлургия, 1993, с. 303-307].
Недостатками способов являются то, что селективное извлечение ионов цинка и меди из таких растворов осаждением затруднено.
Наиболее близким техническим решением является способ экстракции цинка(II) из водного раствора с использованием в качестве экстрагента трибутилфосфата (ТБФ) [Патент РФ 2571743, C01G 9/00 B01D 11/04 С22В 3/38, приоритет 9.09.2014, опубл. 20.12.2015. БИ №35 заявка 201436669/05. Воропанова Л.А., Кокоева Н.Б. Экстракция ионов цинка(II) из водных растворов трибутилфосфатом], включающий контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, а экстракцию осуществляют из водного раствора с концентрацией 3 н HCl, 240 г/дм3 NaCl порционным введением ТБФ при температуре t=20°С.
Недостатком способа является то, что не выявлены оптимальные условия извлечения ионов Zn (II) и Cu (II) из водных растворов смеси их солей.
Задачей изобретения является определение оптимальных условий селективного извлечения ионов Zn (II) и Cu (II) из водных растворов смеси их солей.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в эффективности извлечения ионов Zn (II) и Cu (II) из водных растворов.
Данный технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения ионов Zn (II) из водных растворов экстракцией трибутилфосфатом, включающем контактирование экстрагента и- раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, селективное извлечение ионов Zn (II) и Cu (II) из водных растворов смеси их солей осуществляют сначала экстракцией ионов Zn (II) трибутилфосфатом, из водного раствора с концентрацией 3н HCl, 240 NaCl г/дм3 и температурой 20°С порционным введением ТБФ, затем осуществляют реэкстракцию ионов цинка из экстракта водой и извлечение меди из рафината.
Сущность способа поясняется данными фиг. 1-3 и табл. 1-2, в которых указаны время контакта фаз, температура, остаточная концентрация С, г/дм3, ионов металлов в рафинате, коэффициент распределения D=Сорг/Свод=(С0/С-1)⋅(В:О), извлечение металлов в органическую фазу Е, % масс от исходного, коэффициент разделения
Экстракцию осуществляли в 5 стадий, на каждой стадии использовали ТБФ объемом VТБФ=0,02 дм3, O:В=1:5, суммарное использование объема ТБФ составило VТБФ=0,1 дм3, ΣO:В=1:1, время экстракции на каждой стадии 10 мин.
Экстракцию осуществляли при перемешивании и регулировании постоянной величины рН 30-50 мин, в качестве нейтрализаторов использовали растворы NaOH и HCl.
Реэкстракцию ионов цинка из экстракта осуществляли дистиллированной водой.
На фиг. 1 и 2 даны: а - зависимость остаточной концентрации меди и цинка от числа стадий экстракции, б - зависимость извлечения цинка и меди от числа стадий экстракции.
Примеры практического применения
Пример 1 (табл. 1 и фиг. 1).
Экстракция из Cu (II) водных растворов CuCl2 трибутилфосфатом.
Для приготовления растворов использовали соль CuCl2⋅2H2O
Из водного раствора CuCl2 с концентрацией 13 и 19 г/дм3 Cu, 3н HCl, 240 NaCl г/дм3 и температурой 20 и 60°С осуществляли экстракцию ионов Cu (II) порционным введением ТБФ.
Из данных табл. 1 и фиг. 1 следует, что при температуре 60°С медь не экстрагируется трибутилфосфатом, а при 20°С экстракция незначительна, не превышает 20% масс на 3 стадии.
Таким образом, в указанных условиях, при которых экстрагируются ионы Zn (II), ионы Cu (II) при нагревании практически не экстрагируются, а при комнатной температуре экстрагируется менее 20% масс.
Пример 2 (табл. 2, фиг. 2)
Концентрация ионов металлов в исходном растворе С0 составила, г/дм3: 9,42 и 5,23 Cu (II); 22,59 Zn (II), температура комнатная.
Как следует из данных табл. 2 и фиг. 2 при комнатной температуре медь не экстрагируется трибутилфосфатом.
Пример 3 (табл. 2, фиг. 3)
Концентрация ионов металлов в исходном растворе С0 составила, г/дм3: 11,51 Cu (II); 21,98 Zn (II), температура 60°С.
Как следует из данных табл. 2 и фиг. 3 при температуре 60°С в присутствии ионов цинка медь экстрагируется трибутилфосфатом на 4 стадии экстракции.
Присутствие в растворе ионов меди и температура влияют на результаты экстракции цинка: чем ниже концентрация меди и температура, тем выше извлечение ионов цинка в экстракт.
На фиг. 4 дана принципиальная технологическая схема извлечения ионов цинка и меди из водных растворов их солей.
Из рафината после экстракции цинка трибутилфосфатом медь можно извлечь электролизом, гидролитическим осаждением, в виде сульфида меди, экстракцией другими экстрагентами и т.д.
Способ селективного извлечения ионов Zn (II) и Cu (II) из водных растворов смеси солей, включающий экстракцию трибутилфосфатом (ТБФ), контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание, разделение фаз экстракта и рафината и реэкстракцию, отличающийся тем, что сначала осуществляют экстракцию ионов Zn (II) трибутилфосфатом из водного раствора с концентрацией 3н. HCl, 240 NaCl г/дм и температурой 20°С порционным введением трибутилфосфата, а затем осуществляют реэкстракцию ионов цинка из экстракта водой и извлечение меди из рафината.