Способ извлечения висмута из азотнокислых растворов

Способ извлечения висмута из азотнокислых растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВИСМУТА ИЗ АЗОТНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ, включающий экстракцию смесью ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и трибутилфосфата , промывку органической фазы раствором аэотйой кислоты и реэкстракцию из органической фазы, о тличаю .щийся тем, что, с целью повышения степени извлечения и степени очистки висмута от примесей , экстракцию ведут из растворов с концентрацией азотной кислоты 24 моль/л при объемном соотношении ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и трибутилфосфата 1:

(19) (1И

СО)ОЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

3(5И С 22 В 3 0 06 В 01Р 11 04 (! в ) К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3499369/22-02 (22) 11.10.82 (46) 30. 01. 84. Бюл. )) 4 (72) Ю. М. Юхин, А. И. Михайличенко, Ю. A. Цылов, Х. Темурджанов, A. И.Казбан, Г. Файезов, В. П. Лупол, И. Ф. Полетаев, Н. В. Барышников, Г. А ° Маринкина н Х. Саомов (71) Государственный ордена Октябрьской Революции научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности и Институт химии твердого тела и переработки минерального сырья СО AH СССР (53) 669.763 ° 2(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

9 389701, кл. С 22 В 30/06, 1971.

2. Авторское свидетельство СССР

В 452542., кл. С 22 В 30/06, 1973. (54)(57 ) 1. СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ВИСМУТА ИЗ АЗОТНО)(ИСЛЫХ РАСТВОРОВ, включающий экстракцию смесью ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и трибутилфосфата, промывку органической фазы раствором азотной кислоты и реэкстракцию иэ органической фазы, о т» л и ч а ю шийсятем, что, с це лью повышения степени извлечения и степени очистки висмута от примесей, экстракцию ведут из растворов с концентрацией азотной кислоты 24 моль/л при объемном соотношении ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и трибутилфосфата 1: (0,5-2,0 ), а реэкстракцию ведут раствором смеси минеральной кислоты и ее аммониевой соли.

2. Способ по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что реэкстракцию ведут раствором, содержащим 0,52 моль/л соляной кислоты и 4 б моль/л хлористого аммония.

3. Способ па и. 1, о т л и ч а - дю ю шийся тем, что реэкстракцию ведут раствором, содержащим 2

3 моль/л азотной кислоты и бР

10 моль/л аэотнокислого аммония.

1070192

Йспользование исходных растворов с концентрацией HNO> 2-4 моль/л обеспечивает при экстракции висмута смесью Д2ЭГФК (ди-2-этилгексилфосфорной 60 кислоты ) и ТБФ (трибутилфосфата ) по- вышение коэффициентов разделения пар висмут - свинец, висмут — железо и, соответственно, степени очистки от этих примесей. 65

Изобретение относится к гидрометаллургии висмута и может быть использовано в технологии выделения висмута из расТВороВ сложного составЬ.

Известен способ выделения висмута, включающий экстракцию четвертичными аммониевыми основаниями (1).

Недостатками способа являются низкая степень очистки висмута от примесей (коэффициенты распределения )О серебра и сурьмы 0,2-0,6 меди, мышьяка и ртути - 0 1 1, а также использование для реэкстракции концентои оо ва нной (8- 12 моль /л ) азотной кислоты, !5

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ извлечения висмута из азотнокислых растворов, включающий экстракцию 20 смесью ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и трибутилфосфата, промывку органической фазы раствором азотной кислоты и реэкстракцию из органической фазы f23.

:. 25

Недостатками известного способа

1 являются низкая степень. очистки от примесей (содержание свинца в продукте 2 .10 Ъ, железа 1 10 3 Ъ ), а также

-3 низкая ((40Ъ) степень извлечения висмута из кислых () 2 моль/л ) растворов азотной кислоты.

Цель изобретения — повышение степени извлечения и степени очистки висмута от примесей.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу включения висмута из азотнокислых растворов, включающему экстракцию смесью ди-2-этилгексилфосфорной кислоты и трибутилфосфата, промывку органической фазы раствором азотной кислоты и реэкстракцию из органической фазы, экстракцию ведут из растворов с кон. центрацией а.зотной кислоты 2

4 моль/л при объемом соотношении ди

-2-этилгексилфосфорной кислоты и трибутилфосфата 1:(0,5-2,0), а реэкстракцию ведут раствором смеси минеральной кислоты и ее аммониевой соли.

Кроме того, реэкстракцию ведут раствором, содержащим 0,5-2 моль/л соляной кислоты и 4-6 моль/л хлористого аммония, или раствором, содержащим 2-3 моль/л азотной кислоты и 55

6-10 моль/л азотнокислого аммония.

В табл. 1 приведены данные экст- ракции висмута из азотнокислых раст. воров Д2ЭГФК, ТБФ и их смесью ((6 )„„= 20 г/л, = 2 мин ).

Из табл. 1 видно, что по сравнению с экстракцией вйсмута индивидуальными экстрагентами и с условиями прототипа, соотношение Д2ЭГФК : ТБФ=

1:(0,5-2,0 ) обеспечинает высокое извлечение висмута при экстракции из растворов с концентрацией HNO3 2 моль/л. При концентрации HNO> н исходном растворе С2 моль/л происходит частичный гидролиз висмута с образованием осадка основного нитрата,, что затрудняет очистку от примесей, а при концентрации HNO3 ) 4 моль/л снижается степень извлечения висмута.

В табл. 2 приведены данные реэкст ракции (100- R) висмута хлоридсодержащими растворами (ЗЗЪ-ная Д2ЭГФК и

673-ный ТБФ при их соотношении 1:2, (.В>.)ои „31 г/л, = 2 мин ), а в табл. 3 — данные реэкстракции (100-R) висмута нитратсодержащими раствора-. ми (33%-ная Д2ЭГФК, 33%-ный ТБФ при их соотношении 1:1, (В1 J0 = 31 г/л

\ иск, Т= 2 мин).

Из органической фазы нисмута может быть реэкстрагирован, как видно из табл. 2 и 3, концентрированными (6-12 н.) растворами соляной или азотной кислот, а также смесью минеральной кислоты и ее аммониевой соли (0,5-2 м/л НС)) и 4-6 моль/л

8Н4.С3 или 2-3 моль/л HN03 и 6

10 моль/л NH4,3403). Применение н качестве реэкстрагента раствора смеси минеральной кислоты и ее аммониевой соли позволяет дополнительно повысить степень очистки висмута от примесей на стадии реэкстракции. Использование реэкстрагента с концентрацией кислоты или аммониеной соли ниже указанных значений снижает степень извлечения нисмута в реэкстракт, а при значениях концентрации кислоты в реэкстрагенте больше укаэанных снижается степень очистки висмута от примесей ввиду их совместной реэкстракции. !

Пример 1. Исходный раствор (60 л ), полученный в результате растворения висмута марки Ви 2 в азотной кислоте, содер>кит, г/л : висмут

70; свинец 2,4 > железо 1, 3" 10 медь

1,2 10; мышьяк 5-10; серебро

0,3; олово — 6 10; цинк 1,2 10 2 и азотная кислота 130. Экстракционную очистку осуществляют в экстракторе типа смеситель-отстойник, содержащем три ступени стадии экстракции, две ступени промывки и три ступени реэкстракции. В качестве экстра гента используют смесь Д2ЭГФК и ТБФ при их объемном соотношении 1:2

1070192

Т а блица 1

Степейь извлечения висмута (g) Ъ, tHN03i, моль /л

ЗЗЪ-ная Д2ГФК, 7Ъ-ный ТБФ керосине (Д2ЭГФК

ТБФ=1:0,2), условия прототипа) 67Ъ-ная

Д2ЭГФК

33 Ъ-ный

ТБФ (Д2ЭГФК:

ТБФ

1! 0,5) 50Ъ-ная

Д23ГФК

50Ъ-ный

ТБФ (Д2ЭГФК:

ТБФ вЂ” 1:1) ЗЗЪ-ный

Д2ЭГФК

67В-ный

ТБФ (Д2ЭГФК:

ТБФ вЂ” 1:2 ) 100Ъ-ный

ТБФ

ЗЗЪ- ная (1 н. )

Д2ЭГФК в керо сине !

98,9

98,7

60,9 96,6

69,2 93,8

95,7

96,2

0 5

97,8

98,1

80,7

82,7

84,9

93,0

37,5

94,8

69,0

29,1

85,8

90,2

54,5 78,0

44,2 65,9

30,6 39,8

13,8

9,9

73,9

80,1

5,4

4,2

51,2

29,0

1,8

1,2 (ЗЗВ-ная Д2ЭГФК и 67Ъ-ный ТБФ ) и между органической и водной фазами при соотношении 2:1 экстракт промывают 2 н. раствором азотйой кислоты, висмут реэкстрагируют раствором

1,2 моль/л НС0 и 4 моль/л ЙН4СФ при

0:В = 4:1.

Получают 35 л реэкстракта с концентрацией висмута 120 г/л. К реэкстракту добавляют hlH4ОН (1:1) и доводят рН раствора до 4-5. Выпавший 30 осадок оксихлорида висмута обрабатывают 10В-ным раствором МаОН, промывают водой и сушат трехокись висмута при 100-110 С. В результате трехокись висмута:имеет. следующий состав 15 вес.В: железо 6 .10 > ванадий 8 10, марганец 3 -10 > медь 4 10 6; хром 1-10, никель 6-10, кобальт

1 -10 6, титан 1 ° 10, алюминий 6.10 кр ний 3 ° 10-4, кальций (1 10 3, 20 магний 1 ° 10 3.

Пример 2. Экстракционную очистку азотнокислого исходного раствора осуществляют так же, как и в пр ере 1. с тем л ь отличи ° 25 что в качестве экстрагента используют смесь,Д2ЭГФК и ТБФ при их объемном соотношении 1:1 (ЗЗЪ-ная Д2ЭГФ!,,ЗЗЪ-ный ТБФ и 34Ъ-ный раствор керосина), а висмут реэкстрагируют раст,вором 3 моль/л HNO и 8 моль/л

;NH NOg при 0:В = 2",4»1, Получают 50 л реэкстракта с концентрацией висмута 82 г/л. Основной нитрат висмута осаждают из реэкстракта его нейтрализацией раствором амми. ака до рН 3, промывают азотнокислый раствором рН 2, сушат при 1ДО-110 С и прокалывают при 670 С до окиси. В результате трехокись висмута имеет следующий состав, вес.В:.железо

8 10Ф, ванадий 1-10 4, марганец 1 10 медь 5 ° 10,.хром 1-10, кобальт

1 ° 10, титан 2 -10"4, алюминий 1 10, кремний 3-10 4, кальций 1-10 „ магний 1 .10 .

В табл. 4 приведены данные экстракционного извлечения висмута из азотнокислых растворов.

Предлагаемый способ позволит повысить степень очистки висмута от примесей более чем на порядок и получать соединения висмута квалификации "осч" (базовый объект позволяет получать лишь соединения квалификации "чда"), многократно использовать экстрагент и реэкстрагент, а также получить экономический эффект за счет повышения чистоты продукта 270360 тыс. руб. в год.

1070192

Реэкстрагент

1,2 моль HCII

4,3

26,7

6,21

86,1

13 9

18,2

58,8

0,70

3 моль/л НС1

12,8

41,2

1:1 28,3 б моль/л HCt

О, 095

91,3

8,7

0i3

30,9

12 моль/л HCt

99,7

0,1

0,003

91,3

28,3

2,7

0,095

8,7

29,1

119

0,065

6,1 93,9

0,2

30,8

О, 007

3,1

96,9

1,8

5,8

29,2

О, 062

94,2

120

0,8

0,0067

2,6

97,4

5,0

0,038

83,9

5:1

16,1

100-Й, В

fB13o, г/л

Мо Лв

Р 38г/лЛ

R Ъ

РеэКстраген

2 моль/л НЯО

10,0

2,1 67,7 33 3

21,0

4 моль/л Н1 103

1 1 18,0

13,0

0,72 41,9

58,1

1:1 22,8

6 МОЛЬ /Л HNO3

73,5

0,36 26,5

8,2

1:1 29,2

97,9

12 моль/л Нй03

2,1 1,8

0,06

7,2

0,30

76,7

23,3

1:1 23,8

3 мОль /л Н Й03

6 MQJIb/ Н4И0 1:1 27Р5

0,13 11,3

3,5

88,7

2 моль/л НС5

2 моль/л МН4С3

1,2 моль/л HCt

3 моль/л ИН4су

1,2 моль/л HCk

4 моль МН4СГ

0,5 моль/л НС9 б мОль/л М Н4С

1,2 моль/л HCII

4 моль/л NH4C(1,2 моль/л НС0

4,5 моль/л NH4C(2 моль/л HNO3

1 О ИОль /л 1 1Н4 Й 03

Cela,, ГВ З,, о B г/л г/л !

Таблица 2

R, Ъ 100-Ri ф

Таблица 3

1070192

Продолжение табл. 3

3 моль/л HNO3

8 моль/л МН4ЙО3 2:1 55,2

81,1

0,12 19,9

6,8

10,5

72,3

0,13 27,7

3 г1 82,5

Таблица 4

Реэкстрагент . Реэкстракция,%

Исходный раст- Экстракция, Ъ вор

5 03 1 моль /л в )v)sgq °, ъю,.i

ТБФ

99,1

104

1:2 2:1 0 5 б - — . 3:1

33. 138

1:1 1:1 2 4 4:1

98,9

35

1:0,8 2:1 — - 2 10 2,5 1

96,0

25

66,7 98,?

1 0 5 1 1 - - 3 б 2 1

35

Составитель Л. Рякина

Редактор A. Курах Техред Т,фанта Корректор В. Гирняк

Заказ 11649/28

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

3 моль /л ННО3 8 моль/л ЙН4КО3 г и а I в l ь

Тираж 603 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Извлечение (Bi) в реэкстракт, ф