Способ извлечения кобальта из водных растворов

Способ извлечения кобальта из водных растворов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

954471 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30, 12. 80 (21)3228581/22-02 (51) М. Кл.з

С 22 В 23/04 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий

-(23) Приоритет

Опубликоваио30. 08. 82.Бюллетень ¹ 32

РЗ) УДК 669. 053. .4(088.8) Дата опубликования описания 30 08 82

Г.A.ßãîäèí, В.H.KóçüÌèí, O.H.Ôåäîòîâ, A.H 4йьКйн; Г.:Л.ивашков, В.В.Сергиевский, Н.В.Протасова, A Ñ.Êóëåí в, В;.Й.Докучаев, Ю.Н.Зинде, С.И.Степанов, Ю.П.Шлемов, A.M.Ê панев;и.В.Н.Холькииа

-" ." =...

Государственный научно-исследовательский и проек 1 иож„. конструкторский институт гидрометаллургни цветных металлов../

"Гидроцветмет", Отдел химии и химической технологии

Института неорганической химии Сибирского отделения AH СССР и Московский химико-технологический институт им.Д.И.Менделеева (72) Авторы изобретения (71) Заявители (54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ КОБАЛЬТА ИЗ ВОДНЫХ

РАСТВОРОВ

Изобретение относится к гидрометаллургии тяжелых цветных металлов, в частности, может быть использовано . для извлечения кобальта при глубокой очистке растворов цинкового, кадмиевого или никелевого производства, а также для получения солей кобальта высокой чистоты.

Известен способ экстракции кобальта10 из сульфатных цинковых растворов смесью 5-30% 2-окси-5-алкилалка-нофеноноксима и 5-25 г/л галогена, например йода, в углеводородах (1) .

Способ позволяет проводить глубокую очистку сульфатных цинковых растворов от кобальта. Однако, учитывая высокую стоимость йода, не всегда оказывается экономически целесообразным.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае мому результату является способ из-: влечения кобальта из сульфатных цинковых растворов экстракцией, заключающийся в том, что в исходный водный раствор, содержащий 20-50 мг/л кобальта, при рН 2-4 вводят о -нитроэо-)-иафтол. Экстракцию проводят 0,5«

1,0%-ным раствором амилового спирта в ксилоле или четыреххлористом угле роде в течение 25 мин при 20оС.

При этом иэ водной фазы в органичес кую переходит до 98,5% кобальта.

Л

Реэкстракцию кобальта проводят кон" центрированными.растворами 8

10 моль/л соляной, азотной нли серной кислоты, а также 20%-ным водным раствором гидроксида натрия (2) .

Однако известный способ обладает

:рядом недостатков. Процесс экстракции осуществим лишь в узкой области рН исходного раствора, а именно рН = 2-4; реэкстракцию,кобальта проводят в жестких условиях при высоких расходах реагентов, используя для этих целей концентрированные растворы минеральных кислот или щелочей.

Цель изобретения - полное извлечение кобальта в широком интервале значений рН водных растворов, при ко торых возможна экстракция кобальта, . а также улучшение условий реэкстракции при снижении расходов реагентов.

Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения кобальта из водных растворов сложного состава например,, раствором цинкового производства, экстракцией органическим растворителем в присутствии производного ,нитроэофенола с последующей реэкстрак 954471 (O Na, Na Оф

При экстракции кобальта из растворов с рН 3-11 используют соедине ния общей формулы f(R4 R2 R gR 4) N3 h Х С

R i ° R i " 3 R 4 apH apH a кил или алкил с общим числом атомов углерода 20-34, а в качестне алкилфенола используют соединения общей

Формулы R C6H40H, где R g — углеводо- 3О родный радикал с числом атомов углерода от 4 до 12.

Молярное соотношение четвертичной аммониеной соли и алкилфенола может изменяться н пределах от 1:1 до35

1:4. Предпочтительно иметь соотношение 1:3. В качестве органического растворителя могут быть использованы растнорители арбматического ряда, нормальные углеводороды, высшие али- 4Q фатические спирты или их смеси, галогенпроизнодные углеводороды.

Минимальное число атомов углерода н замещенном аммониевом основании ран ное 20 объясняется тем, что с дальней 5 шим уменьшением числа атомов углерода н молекуле растворимость данного экстрагента н водных растворах увеличивается, что ведет к потере зкстрагента.

Верхний предел числЬ атомов углерода определяется вязкостью экстрагента. В соединениях, в которых сумма атомов углерода более 34, наблюдается увеличение вязкости экстрагента, что в свою очередь ведет к ухудшению расслаиваемости водных и органических фаз при экстракции.

При экстракции достигается практически количественное извлечение ко:бальта из нодного раствора н органи- б9 ческую фазу с минимальной соэкстракцией фоновых элементов: цикла, кадмия, Для полного разделения кобальта и фо-. новых элементов органическую фазу— экстракт промывают раствором 10пней кобальта растнором щелочи в исходный водный раствор при рН от 1 до 11 вводят нитрозо P-соль, раствор выдерживают при температуре 40-80©С

s течение 10-60 мин и осуществляют экстракцию кобальта 5-20%-ным раство- 5 ром соли замешенного аммониевого основания и алкилфенола н органическом растворителе.

При экстракции кобальта из раство

)ров с рН 1-3 используют соединения обН) щей Формулы (R R)NHX или их смеси где Rи, и 2, ВЗ - арилрарилалкил или» . алкил с общим числом атомов углерода

20-34, X — анион минеральной кислоты, нитроэо-P-соль представляет собой 1- 5

-нитрозо-2-нафтол-З,б-дисульфокислоту динатриеной соли:

20 г/л серной кислоты, а затем проводят реэкстракцию кобальта 3- 10%-ным раствором щелочи. Из полученного реэкстракта кобальт выделяют известными способами.

Ниже приведены примеры по извлечению кобальта из различных растворов сложного соленого состава.

Пример 1. К 20 мл сульфатного раствора с рН = 1, содержащего, г/л: цинк 119, марганец 2,4, никель

0,058 и кобальт 0,073 добавляют

0,095 r нитрозо-P-соли и выдерживают раствор при 80 С 10 мин. После этого экстрагируют кобальт 20 мл 5%-ного раствора сульфата триоктиламина в толуоле в течение 2 мин. Экстракт отделяют от водной фазы и промывают

5 мл 10%-ного раствора серной кислоты для разрушения комплексов нитрозо-Р-соли с цинком, никелем и марганцем.

Полученный промытый экстракт содержит 0,070 г л кобальта и следы цинка, никеля, марганца. Концентрация кобальта н водной фазе после зкстракции не пренышает 0,003 г/л (извлечение кобальта 97, ЗЪ) .Реэкстракцию кобальта проводят 10 мл 5%-ного раствора NaOH. Органическую фазу после реэкстракции обрабатывают 10 мл

5%-ного раствора серной кислоты и исподьзуют для повторной экстракции кобальта

Пример 2. К 100 мл исходного водного раствора, содержащего, г/л: цинк 120, марганец 2,0, железо 1,0, никель 0,1, кобальт 0.13 и имеющего рН = 5, добавляют 0,5 г нитрозо-Рсоли и выдерживают его при 40 С в течение 60 мин. Экстракцию кобальта проводят органическим раствором, содержащим 0,1 М сульфата метилтриалкиламмония и 0,3 м алкилфенола н керосине. Соотношение органической и водной фаз 0:В = 1:5. Продолжительность перемешивания фаэ 5 мин. После экстракции рафинат содержит, г/л: цинк 119, марганец 2,0, никель 0,08, железо 1,0, кобальт 0,008. Извлечение кобальта составляет 92%. Содержание нитрозо-P-соли в рафинате не превышает 1 мг/л.

Полученный органический экстракт обрабатывают 5%-ным раствором NaОН при OsB =- 5:1. Кобальт полностью переходит в водную фазу. Концентрация кобальта в реэкстракте 25 г/л.

Пример 3. К 20 мл аммиачного раствора, содержащего, г/л: никель 48, кобальт 1,5, медь 0,5, аммиак 25, карбонат аммония 250, добавляют 0,7 r нитрозо-P-соли и перемешивают при 30 С 40 мин. Затем

Ф экстрагируют кобальт 10 мл 12%-ного раствора сульфата триоктилбензиламмония, содержащего 12% октилфенола в течение 2 мин. Экстракт промывают для

954471

Формула изобретения

Составитель A.Âàæèíà редактор A.Ôðoëoâà Техред М.Тепер Корректор А. Дзятко

Заказ 6372/24 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Ъ \

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул.Проектная,4 разрушения комплексов, соэкстрагируемых совместно с кобальтом, 5 мл

10%-ного раствора серной кислоты.

Полученный экстракт содержит 2,95 г/л кобальта и следы других элементов.

Концентрация кобальта в рафинате

0,072 г/л (извлечение 95,3%). Из органической фазы кобальт реэкстрагируют 5 мл 10%-ного раствора щелочи.

Органическую фазу после реакции обрабатывают 10 мл 10%-ной серной кислоты и повторно используют для экс-. тракции.

Пример 4. К 100 мл сульфатного раствора, содержащего, г/л: цинк 100, кобальт 0,10, никель 0,10, 15 марганец 5,0, таллий 1,0, кадмий 5,0 хлор 0,4, магний 5,0, при pH = 2 добавляют 0,5 г нитрозо-Р-соли и выдерживают раствор 60 мин при 60 .

После этого экстрагируют кобальт,Я

20%-ным раствором сернокислого триалкиламина (алкил С>-С9) в октане в течение 5 мин при 0:B = 1:5.

После экстракции водная фаза содержит 0,005 г/л кобальта (извле- 25 чение в органическую фазу составляет 95%).реэкстракцию осуществляют в условиях, указанных в примере 2.

Предлагаемый способ позволяет селективно извлекать кобальт из ЗО растворов сложного состава в широком интервале значений РН раствора. Способ позволяет сократить время экстракции и уменьшить затраты щелочи при реэкстракции кобальта, 35

1. Способ извлечения кобальта из вОдных растворов сложного состава экстракцией органическим растворителем в присутствии производного нит. розофенола с последующей реэкстракцицией кобальта раствором щелочи, о тл и ч а ю шийся тем, что, с . :- 45 целью полного извлечения кобальта в широком интервале РН исходного водного раствора и снижения расхода щелочи при реэкстракции, в исходный водный раствор при РН = 1-11 вводят нитрозо-Р-соль выдерживают раствор о при 40-80 С в течение 10-60 мин и проводят экстракцию 5-20%-ным расI твором соли замещенного аммониевого основания и- алкилфенола в органическом растворителе.

2. Способ по п,1, о т л .и ч а ю— шийся тем, что при экстракции кобальта из растворов с рН 1-3 в качестве соли замещенного аммониевого основания используют соединения общей формулы (Я4R2Я3)NHX или их смеси,- где Я4, R2 R3 — арил, арилалкил или алкил с общим числом атомов углерода 20-34, Х вЂ” анион мине--. ральной кислоты.

3. Способ по п. 1, о т л и ч аю шийся тем, что при экстракции кобальта из растворов с РН = 3-11 в качестве соли замещенного аммониевого основания используют соединения общей Формулы f(R< R4R R4 ) N) и X где R<, Я2, R3, R4- арнл, арилалкил или алкил с общим числом атомов угле рода 20-34, а в качестве алкилфенола используют соединения общей формулы

Я С6Н40Н, где Я вЂ” Углеводородный радикал с числом атомов углерода

4-12.

4. Способ по пп. 1-3, о т л и ч аю шийся тем, что молярное cooTHQшение соли замещенного аммониевого основания и алкилфенола в органической фазе составляет 1:(1-4).

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 552300, кл. С 01 G 51/00, B 01 О 11/04, 1974.

2. Zelle А. Przemysl chemiczny.1965, Т. 44, Р 4, с. 196.