Способ извлечения тяжелых цветных металлов из водных растворов

Способ извлечения тяжелых цветных металлов из водных растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СИОШБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ ЦВЕТНЫХ МЕТйЛЛОВ ИЗ ЮДНЫХ РАСТВОРОВ сорбцией солями гетеропопикислот с последукяф1М отделении сорбента от раствора, о т л и ч а к щ и и с я тем, что, с целью повышения степени извлечения металлов, ведут в присутствии апкйлтриметиламмонийхлорида . 2. Способ по п,1, о т Л и ч а ю , М и и с я тем, что;, с цель упровйения отделения сорбента от растворд, отделение осув ствлй1от продувкой раствора диспергированным воздухом.

Ос9 (11) СООЭ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3 С22 В 3 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИД.:ТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3427447/22-02 (22) 23.04 ° 82 (46) 23.08.83. Бюл. Ю 31 (72) A.Ô.Никифоров, Л.Н,Рогачева, И. И.Ничкова и B.В.Пущкарев (71) Уральский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт им.С.М.Кирова(53) 669.053.4л661.Ъ83.1(088.8) (56) 1. С.J.Coetzce, А.J Itàï Nyk.«

"Inorg.Nuc1.Chem", 1971, v.33, Р 5, р. 1501 1508 (рис.1, табл.З).

2; С.J.Coetice, А.J,Van Wyk.

-"Inorg.Nucl.СЬев", 1971, ч. 33, В 5, 1501 1508 (табл. 6) . (54)(57) 1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ТЯЖЕЛЫХ

ЦВЕТНЫХ NETAJHIOB ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ сорбцией солями гетерополикислот с последующим отделением сорбента от раствора, о т л и.ч а ю шийся тем, что, с целью повцыения степени извлечения металлов, сорбцию ведут в, присутствии алкилтриметиламмонийхлорида.

2. Способ по п.1 о т л и ч а ю " . 1я и И -с я тем,.что, с целью упрснае-. ния отделения сорбента от раствора, отделение осуществляют продувкой раствора диспергированиым воздухом.

1036775

2900. 2.+

Nj.

2100 2.+

2+

3200

1250

Изобретение относится к процессам выделения тяжелых цветных металлов иэ водных растворов сорбцией солями гетерополинислот и может быть использовано н области очистки сточных вод, а также при переработке технологических растворов предприятий цветной металлургии.

Известен способ концентрирования ионов тяжелых цветных металлов из водных растворов сорбцией 12-молиб- 1Î дофосфатом аммония Е1j.

В этом способе процесс .извлечения ионов тяжелых металлов осуществляют при рН r 33,0. В этих услониях мелкокристаллический осадок 12-молибдо- )5 фосфата аммония пептизируется и переходит в, коллоидное состояние, что . затрудняет последующее отделение твердой Фазы от раствора. Кроме того, для разделения твердой и жидкой Фаз в сорбционных системах с участием аммониеных солей гетерополикислот обычно .применяют такие трудоемкив способы, как ультрафильтрация, центрифугирование, а также нанесение осадков сорбентон на асбест,. селикагель, стеклоткань и др.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения тяжелых цветных металлов из

30 водных растворов сорбцией солями гетерополикислот с последующим отделением сорбента от раствора.

Для устранения эффекта пептизации осадка концентрирование тяжелых цвет-З5 ных ме таллов ведут из 0,1 M растворов нитрата аммония. Наввску осадка 12-молибдофосфата аммония, полученного прн взаимодействии 12-молибдофосфорной кислоты со стехиометрическим 40 количествсм нитрата аммония, приводят н контакт с кислым (РН=3-6) 0,1 M раствором нитрата аммония, содержащим

0,01 моль/л ионов тяжелых цветных металлов. Твердую ФазУ выдеРживают в 45 контакте с раствором н твчение времени, необходимого для установления сорбционного равновесия (около часа), после чего осадок отделяюг от маточного раствора отстаиванием или фильтронанием (2 J.

Недостатком известного способа является недостаточно высокая степень извлечения тяжелых цветных металлов из водных растворов.

Целью изобретения является повышение степени извлечения металлов.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения тяжелых цветных металлов из водных 60 растворов сорбцией солями гетерополикислот с последующим отделением сорбента от раствора сорбцию ведут в присутствии алкилтриметиламмонийхло.рида. 65

Кроме того с целью упрощения отделения сорбента от раствора, отделение осуществляюг продувкой раствора диспергированным воздухом.

Сцособ осуществляют следующим о5разом.

В кислый (РН=З-6) 0,1 M раствор нитрата аммония, содержащий ионы тяжелых цнетных металлов, вводят 12-Молибдофосфорную кислоту и стехиометрическое количество алкилтриметиламмонийхлорида (ЕR(CHy) Х1С1, где

R=C>H1„,, п=10-16, средняя молекулярная масса 235). Образующуюся твердую фазу выдерживают в контакте с растнором в течение 1 ч.

В результате реакции (мну) гмо„o4p+3jR(cH ) N)cl

jR(CH ) N) PMO О +3NHgCl образующийся после добавления к раст« вору нитрата аммония 12-молибдофосФорной кислоты сорбент в аммониевой . форме переходит в присутствии четвертичной аммониевой соли в алкилтриметиламмониевую форму. Вследствие присутствия в составе сорбента по- . верхностно-активного вещества осадок с поглощенными ионами тяжелых цветных металлов приобретает гидрофобность и при пропускании через раствор снизу пузырьков диспергированного воздуха самопроизвольно переходит на поверхность" раствора в пеносборник.

Значения коэффициентов распределения (Kd) ионов тяжелых цветных ме таллов при осуществлении предлагаемого способа н сравнении с известным приведены .в таблице.

ЯФ

Количество Ме . г осадка. количество Ме 2 7мл раствора

По сравнению с изнестным предлагаемый способ обеспечивает существенно более высокий эффект извлечвния ионов тяжелых цветных металлов.

Коэффициенты распределения ионов тяжелых цветных металлов между твердой и жидкой фазами в среднем увеличиваются в 1000 раэ.

В состав сорбента, применяемого в предлагаемом способе концентрирования, входит поверхностно-активное вещество, поэтому он гидрофобен и

1036775

Составитель 3I. Pÿ êè í à

Редактор Н.Джуган Техред А .Бабинец Корректор A.Òÿñêî

Эаказ 5944/26 1ираж 627 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Филиал "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 самопроизвольно гереходит на границу раздела фаз раствор — воздух. Флотационный вариант отделения осадка от раствора более эффективен и зконсмичен по сравнению с отстаиванием и фильтрованием, так как позволяет с наименьшими затратами сконцентриро-, вать микродисперсные частицы сорбента.

Пример 1.. К 100 мл 0,1 М раствора NH4NO с рН=З,О и концент- 30 рацией ионов тяжелых цветных металлов (Cu +, Ni,? Zn +, Cd ) 0,01 моль/л добавляют 0,6 мл 5,5 10 Й раствора Н Ио 040 и 0,3 мл 4,2 10 М

РаствоРа К(СИ )эМ3С1. РаствоР в кон- 5 такте с осадком выдерживают в течение часа. Через очищаемый раствор продувают диспергированный воздух в количестве 0,1 л/мин. Образующийся осадок, содержащий ионы тяжелых цвет- 0 ных металлов, переходит в пеносборник. Величины Kd для Cu +, Ni, Zn + и Cd равны 2 830, 1830, 3 100 и 1 200 соответственно.

Пример 2. К 100 мл 0,1 M раствора NH4NO с рН=6,0 и концентрацией ионов тяжелых. цветных металлов (Cu +, N.i, Zn++, Cd +)

0 01 моль/л добавляют 0 ° 6 мл 5, 5 10 М раствора Н>РУ.о Ogg и 0,3 мл 4,2 ° 10 М раствора й(СН ). МДС1. Раствор в контакте с осадком выдерживают в течение часа. Через очищаемый раст= вор продувают диспергированный воздух в количестве 0,1 л/мин. Образующийся осадок, содержащий ионы тяжелых цветных металлов, переходит в пеносборник. Величины Kd для Cu Ni Zn и Cd + равны 3000, 2 370;

3 300 и 1300 соответственно..

Пример 2. К100мл01Ю

За базовый объект при экономичес-. кой оценке предлагаемого способа цринимают способ концентрирования ионов тяжелых цветных металлов с применением в качестве сорбента 12-молибдофосфата аммония. Сопоставление стоимости известного и предлагаемого спосо-, бов проводили по стоимости сорбента.

Коэффициенты распределения ионов в предлагаемом способе в 1000 раз превышают Kd в известном. Следова-. тельно, в равных условиях .концентрирования для получения одного и того же эффекта в предлагаемом способе расход сорбента в - 1000 раз меньше, чем в известном.

При расходе сорбента 1 кг экономи-: ческий эффект изобретения составит

0,666i28+0,333; 0,5-0,001(0,666;28+

+О 333;1)=18 8.руб.

Высокий социальный эффект изобретения - охрана водоемов от загрязнения такими токсичными веществами, как ионы тяжелых цветных металлов. б