Патент на изобретение №2393245
|
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ МЕДИ (II) ИЗ КИСЛЫХ РАСТВОРОВ
(57) Реферат:
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.
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.
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.
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.
Формула изобретения
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
РИСУНКИ 
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
п/п
