Патент на изобретение №2260068

(54) ЭКСТРАКЦИОННЫЙ СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЫШЬЯКА (+5) ИЗ КИСЛЫХ СУЛЬФАТНЫХ РАСТВОРОВ

(57) Реферат:

Изобретение относится к технологии цветных, редких и рассеянных металлов. Способ включает экстракционное извлечение и отделение мышьяка органическим экстрагентом. В качестве органического экстрагента предлагается использовать смесь диалкилметилфосфоната в количестве 40-70% с триалкиламином в количестве 20-30% об. и инертным разбавителем в количестве 10-30%. Мышьяк при экстракции переходит в органическую фазу. Изобретение позволяет повысить степень извлечения мышьяка (+5), увеличить селективность и экономичность процесса. 5 табл.

Изобретение относится к технологии цветных, а также редких и рассеянных металлов, например, к гидрометаллургическим методам переработки медных, медно-цинковых и медно-никелевых мышьяксодержащих руд и промпродуктов. Накопление мышьяка (+5) в этом случае может происходить на стадии электролиза меди. Рост содержания мышьяка (+5) в электролите резко ухудшает качество катодных осадков и снижает выход по току в процессе электролиза металла. В настоящее время для извлечения мышьяка из кислых сульфатных растворов используются экстракционные, осадительные и сорбционные методы. Использование экстракционных способов позволяет повысить степень извлечения мышьяка и увеличить селективность процесса извлечения мышьяка.

Недостатками этого способа являются: невысокая степень извлечения мышьяка (+5) – не более 90% даже при многоступенчатом процессе, высокая кислотность исходного водного раствора, значительные потери органического реагента.

Техническим результатом настоящего изобретения является:

1) увеличение степени извлечения мышьяка (+5) в органическую фазу;

2) повышение селективности процесса экстракции мышьяка (+5) и, в связи с этим, снижение потерь серной кислоты и других компонентов при проведении процесса;

3) увеличение скорости расслаивания органической и водной фаз.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном способе экстракционного извлечения мышьяка (+5), включающем извлечение мышьяка диалкилметилфосфонатом, в экстрагент вводят 20-30% об. триалкиламина и 10-30% инертного разбавителя.

Таким образом, использование изобретения позволяет повысить степень извлечения мышьяка (+5) из сернокислых растворов при экстракции, увеличить селективность процесса, что приведет к снижению потерь серной кислоты и других компонентов сложных по составу технологических растворов, а также повысить скорость расслаивания органической и водной фаз. Это повысит эффективность экстракционного процесса извлечения мышьяка (+5) и уменьшит затраты, необходимые на реализацию процесса.

Суть предлагаемого способа поясняется следующими примерами.

Пример 1.

Экстракцию мышьяка (+5) ведут из сернокислого водного раствора, содержащего 6,9 г/л мышьяка при различной концентрации серной кислоты. В качестве экстрагента используется раствор в керосине 50% об. диоктилметилфосфоната (ДОМФ) и 20% об. триизооктиламина (ТиОА), а также 50% об. раствор ДОМФ в керосине и 30% об. ТиОА в керосине. Экстракцию ведут при соотношении объемов органической и водной фаз О:В=1:1, температуре 22,8°C и времени контакта фаз – 3 мин. В таблице 1 приведены данные по влиянию кислотности водной фазы на извлечение мышьяка (+5) в органическую фазу.

Из приведенных в табл.1 данных видно, что при использовании в качестве экстрагента смеси диалкилметилфосфоната и триалкиламина извлечение мышьяка (+5) выше, чем ДОМФ, особенно, при экстракции из растворов с концентрацией серной кислоты менее 100 г/л.

Пример 2.

Проводят экстракцию мышьяка (+5) из сернокислых растворов, содержащих 6,7 г/л мышьяка и 50,6 г/л серной кислоты. Экстрагент – смесь диоктилметилфосфоната (ДОМФ) и три-изооктиламина (ТиОА) в инертном разбавителе (керосине или толуоле) при различном соотношении компонентов. Экстракцию проводят при отношении О:В=1:1, температуре 23,1°С и времени контакта фаз – 3 мин (см. табл.2).

Из приведенных в табл.2 данных следует, что извлечение мышьяка (+5) в органическую фазу возрастает в следующем интервале концентраций компонентов экстрагирующей смеси: 20-30% об. ТиОА и 10-30% об. инертного разбавителя, остальное – диалкилметилфосфонат (ДОМФ).

Пример 3.

Экстракцию мышьяка ведут из водных растворов, содержащих 50 г/л серной кислоты и 3,5 г/л мышьяка (+5). В качестве органической фазы используют раствор в керосине 50% об. ДОМФ и 30% об. ТиОА. Производительность по сумме потоков органической и водной фаз при отношении О:В=1:1 достигает 3,9 м³/м²·час. В случае использования в качестве органической фазы неразбавленного ДОМФ производительность по сумме фаз в этих условиях составит 1,1 м³/м²·час, а в случае использования 50% об. ДОМФ – 2,1 м³/м²·час.

Таким образом, использование в качестве экстрагента смеси диалкилметилфосфоната и алифатического амина в керосине позволяет повысить скорость расслаивания фаз и, следовательно, производительность экстракционного оборудования.

Пример 4.

Экстракцию мышьяка (+5) ведут из растворов, содержащих (г/л): мышьяк (+5) 5,8; серная кислота – 69,0; медь (+2) – 15,3; никель (+2) – 10,2; сурьма (+3) – 1,5; железо (+3) – 2,1; железо (+2) – 1,6. В качестве экстрагентов используют смесь в керосине ДОМФ и ТиОА, 100% ДОМФ и раствор в керосине ТиОА. Условия экстракции: отношение О:В=1:1, время контакта фаз – 3 мин, температура – 23,2°С (см. табл.3).

Приведенные в табл.3 результаты указывают на более высокую по сравнению с прототипом селективность процесса экстракции мышьяка (+5) смесью диалкилметилфосфоната и триалкиламина.

Пример 5.

Экстракцию мышьяка (+5) ведут в соответствии с условиями примера 2. В качестве органической фазы используют растворы в керосине диоктилметилфосфоната (ДОМФ), ди-изоамилметилфосфоната (ДАМФ), триалкиламина С₇-С₉ (TAA), три-н-октиламина (ТОА) и три-изооктиламина (ТиОА) (см. табл.4).

Из приведенных в табл.4 данных видно, что использование диалкилметилфосфонатов и триалкиламинов, имеющих различную структуру алкильных радикалов, не влияет на эффективность процесса экстракции мышьяка (+5).

Пример 6.

Противоточный экстракционный процесс извлечения мышьяка (+5) ведут из водного раствора, содержащего 7,43 г/л мышьяка и 62,4 г/л серной кислоты. В качестве органической фазы использовался раствор в керосине ДОМФ и ТиОА или 100% ДОМФ (прототип). Реэкстракцию мышьяка из органической фазы проводят водой или водным раствором 100 г/л Na₂SO₄ (при экстракции 100% ДОМФ). Процессы экстракции и реэкстракции проводились при температуре 22-23°С. Условия процесса и полученные экспериментальные результаты приведены в табл.5.

Рассмотрение полученных данных указывает на то, что извлечение мышьяка (+5) по заявляемому способу выше, чем по способу – прототипу. Операция реэкстракции мышьяка (+5) может проводиться водой, в то время как в случае использования неразбавленного ДОМФ (прототип) для разделения органической и водной фаз необходимо использовать водные растворы реагентов, например, сульфата натрия. Кроме того, использование предлагаемого способа позволяет повысить селективность процесса экстракции мышьяка (+5) и снизить, благодаря этому, потери серной кислоты и других компонентов технологических растворов. Возможность использования процесса экстракции мышьяка при кислотности водной фазы менее 100 г/л позволяет снизить затраты на реагенты. Наконец, увеличение скорости расслаивания органической и водной фаз позволяет уменьшить затраты на экстракционное оборудование и снизить потери органических реагентов с водными растворами.

Формула изобретения

Экстракционный способ извлечения мышьяка (+5) из кислых сульфатных растворов, включающий экстракцию диалкилметилфосфонатом, отличающийся тем, что в экстрагент вводят 20-30 об.% триалкиламина и 10-30% инертного разбавителя.