Способ разделения меди,никеля и кобальта из аммиачных растворов

Способ разделения меди,никеля и кобальта из аммиачных растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

СПОСОР РАЗДЕЛЕНИЯ МЕДИ, НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА ИЗ АММИАЧНЫХ РАСТВОРОВ экстракцией органическим реагентом в несмешивающемся с водой растворителем с последующей реэкстракцией минеральной кислотой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени разделения металлов, экстракцию ведут дисульфкццом -алкилфенола со .степенью полимеризации п в две стадии, сначала при рН 5,5-6,9 до полного извлечения меди в органическую фазу, затем при рН 8,0-9,4 в присутствии окислителя до полного извлечения никеля в органическую фазу. (Л

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕО (ИХ

РЕСПУБЛИН (19) (111

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТБУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (2.1) 3598733/23-26 (22) 31.05.83 (46) 07.09.84. Бюл. N 33 (72) В.И.Букин, С.В.Васильченко, А.M.Ðåçíèê, А.Б.Яковлев, Л.Д.10рченко, В.M.Êîñòþ÷åíêo, И.Н.Попков и Т. В. Галанцева (71) Московский ордена Трудового

Красного Знамени институт тонкой химической технологии им, М.В.Ломоносова (53) 669.053.4 (088.8) (56) 1. Патент Австралии V 483405, кл. 09.18, опублик. 1976.

2. Патент Канады N - 1062474, кл. 53-375, опублик. 1979 (прототип).

3+ С Ql б 3/00; С Ql C 53/00 г l В (54)(57) СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ МЕДИ, НИКЕЛЯ И КОБАЛЬТА ИЗ АИИИАЧНЬИ

РАСТВОРОВ экстракцией органическим реагентом в несмешивающемся с водой растворителем с последующей реэкстракцией минеральной кислотой, отличающийся тем, что, с целью повышения степени разделения металлов, зкстракцию ведут дисульфидом > --алкилфенола со .степенью полимеризации п =1-2 в две стадии, сначала при рН 5,5-6,9 до полного извлечения меди в органическую фазу, затем при рН 8,0-9,4 в присутствии окислителя до полного извлечения никеля в органическую фазу.

1 lI

Изобретение относится к способам разделения цветных металлов из водных аммиачных растворов и может быть использовано в химической технологии для разделения и очистки указанных металлов от примесей.

Известен способ отделения меди от никеля и кобальта из аммиачных растворов с использованием в качестве экстрагента »Ъ -дикетонов 513 .

По этому способу получают коэффициенты разделения меди и никеля

PQ jN 162 и меди и кобальта 6 /17.

Однако время контактирования при разделении металлов по этому способу велико (60 мин ), а усч/ — низкий, Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаеМому результату является способ разделения меди и других металлов (цинка, кобальта и никеля)иэ водного аммиа того раствора жидкостей экстракцией, Этот способ заключается в контактировании аммиачного раствора с алкилзамещенным 8-гидроксихиволином (}е, ех 100 ), при рН 7-9 происходит экстракция меди, затем отделение водной фазы от органической. и реэкстракция меди иэ последней, затем при тех же значениях рН 7-9 осуществляют экстракцию кобальта, используя кислоты Versatic 911, отделяют фазы и реэкстрагируют кобальт, а иэ рафината проводят третью экстракцию по извлечению оставшегося никеля, для этого используют бензофеноноксимы(например, К» у 64 » » } .

Так, например, на первой стадии экстракции при V,:V !:3 из раствора с концентрацией 5 г/л по Со, М и Сц и 50 г/л (»»н )Д0;, при рН 7 концентрации 0,05 моль/л Ке1ех 1 00 в ароматическом разбавителе Яо1чеззо 150 с

l0% изодеканола происходит отделение меди от никеля .и кобальта; р / „ и равно со. В этом случае полностью извлекается медь Е 100%, однако в органическую фазу также попадает Со (Ес 6,7% }и hh(»:, 1,3%) ., причем загрязнение органической фазы кобальтом растет с увеличением р11 (при рН 9 Е,= 47% }. Экстракцнонное разделение осуществляется при

40-600С, Для улучшения разделения меди, никеля и кобальта и осуществления реэкстракции последнего предложено поддерживать Со в степени окисления

Со+ При использовании того же

11995 3

Выбор рН 5,5-6,9 для экстракции меди определяется тем, что при рН менее 5,5 степень извлечения меди в органическую фазу уменьшается. Так, при рН 4,3 в органическую фазу извлекается всего 36,2 % меди. При увеличении рН вьппе 6,9 одновременно с медью начинают экстрагироваться кобальт и никель, что отрицательно сказывается на их разделении.

Введение окислителя, например перекиси водорода, N aC»»0 или хлора, необходимо для перевода кобальта экстрагента Kelex IOO для экстракции из растворов, содержащих по 5 г/л меди и кобальта;кобальта и никеля и

200 г/л (HHq) S0q,при рН 8,0 максимальные коэффициенты разделения (, (4 7,8;

P /цi 31,3)получены для насыщенной органической фазы с концентрацией

0,05 моль/л Ке1ех 100, однако при этом степени извлечения металлов низкие. Для увлечения коэффициентов разделения для экстракции кобальта используют монокарбоновые кислоты

versatic 9ll, а для никеля — бензофеноксимы. Реэкстракцию, металлов из органической фазы осуществляют минеральной кислотой (23.

Недостатками известного способа являются неполное разделение металлов, особенно меди и кобальта, при увеличении рН, проведение процесса при повышенной температуре, использование для селективного выделения металлов трех экстрагентов, трудность длительного поддержания кобальта в степени окисления Со (в амми+а ачных растворах кобальт легко окис- ляется кислородом воздуха до Со }

Цель изобретения " повышение степени разделения меди, никеля и кобальта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу разделения . меди, никеля и кобальта из аммиачных растворов, включающему экстракцию органическим реагентом в несмешивающемся с водой растворителем с последующей реэкстракцией минеральной кислотой, экстракцию ведут дисульфидом и -алкилфенола со степенью полимериэации о =1-2 в две . стадии, сначала при рН 5,5-6,9 до полного извлечения меди в органическую форму, затем при рН 8,0-9,4 в присутствии окислителя до полного извлечения никеля в органическую фазу.

3 11119 из степени окисления (II) в степень окисления ()й 1, так как дисульфиды алкилфенола не взаимодействуют с кобальтом в степени окисления (щ и, следовательно, не экстрагируют"

его, Поэтому при введении окислителя для дисульфидов алкилфенола меняется порядок экстракции, т.е, первой экстрагируется медь, а эатем— никель, кобальт в этом случае остает- Io ся в рафинате. Без введения окислителя вначале экстрагируется медь, а затем — кобальт и никель, что приводит к совместному извлечению кобальта и никеля в органическуфазу и отрицательно сказывается на их разделении.

Выбор в качестве экстрагентов дисульфида алкилфенола, например октофора 10 8, обусловлен тем, что медь как халькофильный металл взаимодействует с серусодержащим реагентом и количественно извлекается в органическую фазу.

По предлагаемому способу выделение меди осуществляют регулированием рН в диапазоне 5,5-6,9. Затем при введении окислителя осуществляют экстракцию никеля в оптимальном диапазоне рН 8,0-9,4 при высокой степени его извлечения; так как в данном случае Со присутствует в растворе в виде Со, он не экстрагируется, чем и достигается полное разделение Ni и Со. Расширение диапазона рН при экстракции никеля нецелесооб- 35 разно, так как за указанным диапазоном падает степень извлечения металла и для полного разделения необходимо использовать многоступенчатую экстракцию. 40

Hp и м е р 1. Водный аммиачный раствор, содержащий 5 г/л й1, 1 r л/С4 и 0,8 г/л Со, 50 г/л ЬНцфОци NH OH, контактируют с О, 156 моль/л раствором октофора 10 3 в октане с добавкой 45

12 5Х октанола при У .V< 1:1 в течение

15 мин при комнатной температуре.

После разделения фаз при рН 6,06 рафинат содержит 5 г/л 14-, 0,8 г/л Со и следы меди. Степени извлечения металлов в органическую фазу составляют: E IOOX Е о и Е; 07, э р1, ) / „ Таким образом, на первой стадии экстракции происходит полное от о и отделение меди С Я

Реэкстракцию меди из органической фазы осуществляют 10-15 н. раствором Н ЗО„, при этом степень извле95 4 чения меди Е1 99,88-99,96Х, либо и

2-7,5 н. раствором НЖ, при этом степень извлече ия меди 96,47..

В полученный после извлечения меди рафинат вводят окислитель— перекись водорода, подщелачивают аммиаком до рН 8,3 и проводят вторую стадию экстракции. После первой стации рафинат содержит 2,0 г/л f11. и 0,8 г/л Со, после второй 0,8 г/л Со и следы никеля. Степени извлечения металлов в органическую фазу состарлЯют: Е; ÎX Е я 100; Е, OX, P м =о.

Таким образом, на второй стадии экстракции в органическую фазу переходит только один никель, кобальт при этом полностью остается в рафинате.

Реэкстракцию никеля из органичес- кой фазы осуществляют 2-20 н. раствором Н $0, при этом степень извлечения никеля Е„ 98,37-1007., либо 0,57,5 н. раствором Hgl(Е „;96,54-100X) либо раствором H SO„, содержащим сульфат никеля (нанример, 1 моль/л

Н 80, содержащий 1 моль/л реэкстрагирует 99,44Х никеля

Пример 2. Водный аммиачный раствор, содержащий 5 г/л К, 1 г/л Сц 0,8 г/л Со, 50 г/л (4Нч1,Ъ ч и NAqotl контактируют с 0,156 моль/л раствором дисульфида > -алкилфенола в октане с добавкой 12,5Х октанола при V Vq 1:l в течение 15 мин при комнатной температуре. После разделения фаз при рН 5,5 водный раствор содержит 5 г/л И, 0,8 г/л СО и следы меди. Степени извлечения металлов в органическую фазу составляют: ЕЦ110Х; Е„;и Е ОХ; /Н1, p / =4.

Таким образом, на первой стадии экстракции происходит полное отделение меди от Со и 14; .

В полученный после извлечения меди рафинат, содержащий 5 г/л hei и 0,8 г/л Со, вводят окислитель hlaMO, подщелачивают аммиаком до рН 8,0 и проводят вторую стадию экстракции.

После первой стадии рафинат содержит

2,2 г/л N и 0,8 г/л Со, после второй 0,8 г/л Со и следы никеля, Степени извлечения металлов в органическую фазу составляют: Е,„и Ес ОХ;

Е ; 100Х.

Пример 3. Водный аммиачный раствор, содержащий 5 г/л Йч

1 г/л Си 0,8 г/л Со, 50 г/л(ЙНи1г Ъ и 11НиОН контактируют с 0,156 моль/л раствором октофора 10 5 в октане

5 )11 с добавкой 12,57. октанола при r{rr: V

1:1 в течение )5 мин при комнатной температуре. После разделения фаз при рН 6,9 водный раствор содержит

4,0 г/л { {{,0,8 г Со и следы меди.

Степени извлечения металлов в органическую фазу составляют; Е „ 100%., Д1{ 27., Е 0%, /Я„-, {,.аа TBKHM образом, в этих условиях происходит полное отделение меди от кобальта.

В полученный после извлечения меди рафинат, содержащий 4,9 г/л

0,8 r/л Со, вводят С у, подщелачи-. вают аммиаком до рН 9,4 и проводят вторую стадию экстракции, После первой стадии рафинат содержит

2,3 г/л {Н и 0,8 г/л Со, после второй 0,8 г/л Со, Степени извлечения металлов в органическую фазу составляют: Е и Е 0%; Е{, 100%

П. р и м е р 4. Водный аммиачный раствор„ содержащий 5 г/л {{:1 ! г/л Crr, 0,8 г/л Со, 50 1/л {{{{ ВО и ) 1) .OH кантак гируют с О, 156 моль/л раствором октофора 10 в октане с,цобавкой )2,57. октанола при Ц, ч<

1;l в течение 15 мин при комнатной температуре. После разделения фаз пр1 рН 4,3 в органическую фазу извлекается 36,27 меди, Е„д и Е< 0%.

1аким образом, в sòèx условиях происходит неполное извлечение меди.

В полученный после извлечения меди рафинат вводят окислитель перекись водорода, подщелачивают аммиаком до рН 8,0 и проводят вторую стадию экстракции 12 †ступенчатую).

Степень извлечения металлов в органическую фазу составляет: Е и Е Н

100%, Е{ 07, т.е. разделения меди и пикеля не происходит, так как оставшяяся в рафинате медь на второй стадии извлекается вместе с никелем.

Пример 5. Водный аммиачный раствор„ содержащий 5 г/л k{r

1 1/л Сы, 0,8 г/л Со, 50 r /л „{)Н 0„ и N ){r{0)!, контактируют с 0.156 моль/л раствором октофора 10 Я в октане с

1995 добавкой 12,5% октанола при rr,. re

1:1 в течение 15 мин при комначной температуре. После разделения фаз при рН 8,0 водный раствор содержит

5 4,0 г/л {r{r, 0,8 г/л Со и 0,3 10 г/л

Сц . Степени извлечения металлов в органическую фазу составляют:

Ес 99,77,, Err 20%, Е 07.;p >(, 1329,2, /G Ь/ .ж. Таким образом в этих услоУ виях происходит отделение меди от

М и Со с высоким коэффициентом разделения, однако полного отделения меди от никеля не достигается, так как в органическую фазу переходит

15 20% М

В полученный после извлечения меди рафинат вводят окислитель С1, подщелачивают аммиаком до рН 8,5 и проводят вторую стадию экстрак11ии

20 Степень извлечения металлов в органическую фазу составляет: F. „ и

Ес, 07, Ед, )007.

Результаты по степени разделения

М.{, Со и Си из аммиачных растворов

25 в зависимости от рН экстракции приведены в таблице.

Как следует из приведенных данных, на первой стадии экстракции происходит полное извлечение меди

rk: 100%)„ на второй стадии — полное извлечение никеля 1Е{ „ 100%). Происходит полное разделение меди, никеля и кобальта, "г,=co ь . по прототипу, "";, 7,8; ф -,:. 31,3.

1ехнико-экономический эффект от использования предлагаемого способа обусловлен упрощением процесса разделения металлов, путем снижения температуры осуществления процесса до комнатной и использования для разделения всех металлов только одного экстрагента, который является дешевым и допустимым реагентом.

Предлагаемый способ позволит

c(g значительно сократить расход реагентов и упростить технологическую схему и аппаратурное оформление получеиия кобальта марки К-О.

Способ

Вторая стадия экстракции

Первая стадия экстракиии

Е ;,Х Е,X / рН Е>,7 р)) Ея,,7

Ер,7. Предлагаемый по примерам:

HSBeCTHblA

7,0 100 I 3 6,7

3I,3

7,8 8,0

8,0

Составитель В.Бессмертнова

РедактоР В.ПетРаш ТехРед П Цартяшова Корректор В.Бутяга

Заказ 6405/15 Тираж 463 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l)3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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

6,06 100 0 0

5.,5 100 0 0

6 9 IOO 2 0

8,0 99,7 20 0

8,3 0 100 0

8,0 0 100 0

9,4 0 100 0

8,0 )00 100 0

8,5 0 100 0