CZ200676A3 - Method of separating thallium from aluminium salts - Google Patents

Method of separating thallium from aluminium salts Download PDF

Info

Publication number
CZ200676A3
CZ200676A3 CZ20060076A CZ200676A CZ200676A3 CZ 200676 A3 CZ200676 A3 CZ 200676A3 CZ 20060076 A CZ20060076 A CZ 20060076A CZ 200676 A CZ200676 A CZ 200676A CZ 200676 A3 CZ200676 A3 CZ 200676A3
Authority
CZ
Czechia
Prior art keywords
thallium
solution
functional groups
ion
concentration
Prior art date
Application number
CZ20060076A
Other languages
Czech (cs)
Other versions
CZ300444B6 (en
Inventor
Marhol@Milan
Original Assignee
Ústav jaderného výzkumu Rež a. s.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ústav jaderného výzkumu Rež a. s. filed Critical Ústav jaderného výzkumu Rež a. s.
Priority to CZ20060076A priority Critical patent/CZ300444B6/en
Publication of CZ200676A3 publication Critical patent/CZ200676A3/en
Publication of CZ300444B6 publication Critical patent/CZ300444B6/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)

Abstract

Zpusob odstranování iontu thalia z roztoku hlinitých solí, zejména síranu hlinitého a kamene hlinito-amonného, kdy se prítomné thalné ionty selektivne separují menici iontu, obsahujícími látku vybranou ze skupiny, zahrnující thiouroniové funkcní skupiny, funkcní skupiny -SH a funkcní skupiny -SH s alespon jednou soucasne prítomnou skupinou -SO.sub.3.n.H.The method of removing the thalium ion from a solution of aluminum salts, in particular aluminum sulphate and alumina-ammonium, wherein the thalium ion present selectively separates the ion exchanger containing a substance selected from the group consisting of thiouronium functional groups, functional groups -SH and functional groups -SH with at least one co-present group -SO.sub.3.nH

Description

Vynález se týká způsobu separace, případně koncentrace iontů thalia z kyselých roztoků hlinitých solí, zejména síranu hlinitého a kamence hlinito-amonného.The invention relates to a process for the separation or concentration of thallium ions from acidic solutions of aluminum salts, in particular aluminum sulphate and aluminum ammonium alum.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Vzhledem k nízkému obsahu thalia, snadné hydrolýze hlinitých iontů a často velkým objemům zpracovávaných roztoků, nejeví se pro průmyslové separace thalia jako vhodné poštupy, které jsou založeny na srážení, extrakci nebo elektrochemických procesech. Jako výhodný postup se ukázalo použití selektivních měničů iontů. Separací thalia z různých typů odpadních průmyslových vod pomocí ionexů, obsahujících thiolové nebo thíouroniové funkční skupiny, se zabývá USA patent 5 296 204. Za vhodných podmínek lze thalium separovat od prvků Zn, Cd, Ni, Co, . Pb, Fe, Cu, Sb, As, prvků alkalických kovů a žíravých zemin. Obdobný je rovněž patent EP 0442778. Podobně australský patent 634 853 využívá pro sorpci thalia měnič iontů IMAC-GT 73 obsahující thiolové funkční skupiny. Obsah thalia v odpadních vodách, obsahujících Zn, Cd, Ní, Co, Pb, Bi, As, lze za vhodných podmínek snížit pod úroveň 0,1 mg TI / L.Due to the low thallium content, easy hydrolysis of aluminum ions, and often large volumes of treated solutions, thallium based industrial processes do not appear to be suitable post-processes based on precipitation, extraction or electrochemical processes. The use of selective ion exchangers has proved to be a preferred procedure. The separation of thallium from various types of industrial wastewater using ion exchangers containing thiol or thiouronium functional groups is discussed in U.S. Pat. No. 5,296,204. Under appropriate conditions, thallium can be separated from the elements Zn, Cd, Ni, Co,. Pb, Fe, Cu, Sb, As, alkali and caustic earth elements. Similarly, patent EP 0442778. Similarly, Australian patent 634 853 uses an IMAC-GT 73 ion exchanger containing thiol functional groups for thallium sorption. The thallium content of waste water containing Zn, Cd, Ni, Co, Pb, Bi, As can be reduced below 0.1 mg TI / L under appropriate conditions.

Zajímavý sorbent pro separaci thalia z roztoků při elektrolytické výrobě zinku uvádí USA patent 5 419 882. K selektivní sorpci thalia, přítomného ve zpracovávaném roztoku, je použit jemně rozemletý oxid manganičítý. Nevýhodou postupu je nutnost použít pouze určité alotropické modifikace oxidu manganičitého. Obtíže způsobuje i separace použitého sorbentu z čištěného roztoku. K separaci thalia spolu s ostatními prvky, přítomnými ve zpracovávaném roztoku jsou jako sorbenty rovněž navrhovány měniče S amídoximovými skupinami (USA patent 3 088 798) nebo sorbenty obsahující makrocyklické kryptandy (USA patent 5 393 892).An interesting sorbent for the separation of thallium from solutions in the electrolytic production of zinc is disclosed in U.S. Pat. No. 5,419,882. Fine ground manganese dioxide is used to selectively sorb thallium present in the solution to be treated. The disadvantage of the process is the need to use only certain allotropic modifications of manganese dioxide. Separation of the sorbent used from the purified solution also causes difficulties. Amidoxime group transducers (U.S. Pat. No. 3,088,798) or sorbents containing macrocyclic cryptands (U.S. Pat. No. 5,393,892) are also proposed as sorbents for the separation of thallium together with the other elements present in the solution to be treated.

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Předmětem tohoto vynálezu je způsob odstraňování iontů thalia z roztoků hlinitých solí, zejména síranu hlinitého a kamence hlinito-amonného. Podstata vynálezu spočívá v tom, že přítomné thalné ionty se selektivně separuji měniči iontů, obsahujícími látku vybranou ze skupiny, zahrnující thíouroniové funkční skupiny,It is an object of the present invention to provide a process for removing thallium ions from solutions of aluminum salts, in particular aluminum sulfate and ammonium alum. SUMMARY OF THE INVENTION The thallium present is selectively separated by an ion exchanger comprising a substance selected from the group consisting of thiouronium functional groups,

funkční skupiny -SH a funkční skupiny -SH s alespoň jednou současné přítomnou skupinou -SO3 H. Komerčně dostupné měniče iontů s deklarovanou funkční skupinou -SH obsahují malé, nekontrolovatelné množství skupin - SO3 H, které se tam dostanou při synthese měniče.the -SH function groups and the -SH function groups with at least one present -SO 3 H group present. Commercially available ion exchangers with a declared -SH function group contain a small, uncontrollable amount of the - SO 3 H groups that get there during inverter synthesis.

Uvedený postup využívá sorpce thalných iontů na měničích iontů, obsahujících thiolové nebo thiouroniové funkční skupiny nebo jejich deriváty, v kyselých roztocích hlinitých solí, kdy nedochází k hydrolýze hlinitých iontů a sorpce thalia je selektivní. Postup separace thalia je vhodný jak pro zředěné tak i vysoce koncentrované roztoky. Obsah thalia lze tímto způsobem snížit pod 0,05 mg TI / L. K sorpci přítomných hlinitých iontů měničem nedochází. Eluci thalia zachyceného sorbentem lze provést roztokem minerální kyseliny, nejlépe kyseliny sírové, o koncentraci 0,5 - 3 molární. Funkční skupiny měniče iontů lze chránit proti oxidaci nastavením vhodného redox potenciálu roztoku, nejlépe např. přídavkem SO2i rozpustných siřičitanů nebo hydrogensiřičitanů.The process utilizes sorption of thallium on ion exchangers containing thiol or thiouronium functional groups or derivatives thereof in acidic solutions of aluminum salts, which does not hydrolyze the aluminum ions and the sorption of thallium is selective. The thallium separation process is suitable for both dilute and highly concentrated solutions. The thallium content can be lowered below 0.05 mg TI / L. The elution of the thallium trapped by the sorbent can be carried out with a solution of mineral acid, preferably sulfuric acid, at a concentration of 0.5 - 3 molar. Functional groups of the ion exchanger can be protected against oxidation by setting the appropriate redox potential of the solution, preferably e.g. adding SO 2i soluble sulfites and bisulfites.

* Příklady provedení vynálezu > Příklad 1 ř V 2000 ml odměrné baňce bylo rozpuštěno 190 g surového kamence hlinitoamonného a přídavkem kyseliny sírové bylo pH roztoku upraveno na hodnotu 2,0. Počáteční koncentrace thalia v připraveném roztoku byla 4,5 mg TI / L.EXAMPLE 1 190 g of crude alum ammonium alum was dissolved in a 2000 ml volumetric flask and the pH of the solution was adjusted to 2.0 by addition of sulfuric acid. The initial thallium concentration in the prepared solution was 4.5 mg TI / L.

Pro ochranu funkčních skupin měniče roztok rovněž obsahoval 5,0 g bezvodého Na2SO3. Čištěný roztok byl dopravován peristaltickým čerpadlem na kolonu, obsahující 12,5 ml nabotnalého měniče iontů Amberlite GT 73. Sloupec měniče v koloně byl 135 x 10 mm. Průtok roztoku kolonou byl udržován na hodnotě 50,0 ml / 40 minut. Byla měřena průniková křivka. Efluent byl zachycován po 50ti mílilitrových frakcích. Obsah thalia v jednotlivých frakcích byl stanoven metodou anodické rozpouštěci voltametrie s visící rtuťovou kapkovou elektrodou. Z průběhu naměřených hodnot průnikové křivky vyplývá, že za daných podmínek lze vyčistit 350 ml {tj. 28 BV) při obsahu TI < 0,1 mg TI / L efluentu. Počáteční hodnoty 4,5 mg TI / L bylo na průnikové křivce dosaženo po průtoku 1000 ml původního roztoku kamence.To protect the functional groups of the converter, the solution also contained 5.0 g of anhydrous Na 2 SO 3 . The purified solution was transported by a peristaltic pump to a column containing 12.5 ml of a swollen Amberlite GT 73 ion exchanger. The column column was 135 x 10 mm. The column flow rate was maintained at 50.0 ml / 40 minutes. The penetration curve was measured. The effluent was collected after 50 ml fractions. The thallium content of the individual fractions was determined by anodic dissolution voltammetry with a hanging mercury drop electrode. From the measured values of the penetration curve, 350 ml {i. 28 BV) at a TI content of <0.1 mg TI / L effluent. The initial value of 4.5 mg TI / L was reached on the penetration curve after 1000 ml of the original alum solution flow.

Přítomné hlinité ionty měničem sorbovány nebyly, ♦The aluminum ions present were not sorbed by the converter, ♦

φ « φ φ φφφφ • φ <φ «φ φ φφφφ • φ <

k · φ •Φ φφφφk · φ • Φ φφφφ

Přiklad 2Example 2

Sorpce thalia probíhala se stejným roztokem jako je uvedeno v Příkladě 1.Thallium sorption was carried out with the same solution as in Example 1.

Pro sorpci thalia byl použit měnič Lewatit Monoplus TP 214, obsahující thiouroniové funkční skupiny, lonexová kolona obsahovala 12,5 ml nabotnalého měniče.For thallium sorption, a Lewatit Monoplus TP 214 transducer containing thiouronium functional groups was used, the ion exchange column containing 12.5 ml of a swollen transducer.

Rozměry kolony průtoková rychlost, objem zachycených frakcí a použité analytické postupy byly stejné, jak je uvedeno v Příkladu 1. Objem vyčištěného roztoku kamence, kdy koncentrace thalia dosáhla hodnoty 0,1 mg TI / L efluentu byl 95 ml ( tj. pouze 52 % objemu roztoku kamence čištěného pomocí ionexu Amberlite GT 73). Výchozí koncentrace thalia (4,5 mg TI Z L) bylo dosaženo po průtoku 300 ml čištěného roztoku kamence.The column flow rate, volume fraction collected and analytical procedures used were the same as described in Example 1. The volume of the purified alum solution when the thallium concentration reached 0.1 mg TI / L effluent was 95 ml (ie only 52% volume). solution of alum cleaned with Amberlite GT 73). The initial thallium concentration (4.5 mg TI Z L) was achieved after flowing 300 ml of purified alum solution.

Příklad 3Example 3

V laboratorních podmínkách bylo připraveno 6000 ml roztoku surového síranu hlinitého o obsahu 244 g bezvodé soli v 1000 ml roztoku. Obsah thalia v připraveném roztoku byl 28,4 mg TI Z L. Pro sorpci thalia byl použit komerčně dostupný měnič iontů Amberlite GT 73 (obsahující skupiny -SH) v množství 25,0 ml ve vodě nabotnalého sorbentu. Měnič byl použit v H* formě. Po převedení do kolony Výška sloupce měniče měřila 17,5 cm. Čištěný roztok by) na kolonu dopravován peristaltickým čerpadlem rychlostí 20,0 ml Z12 min. (4 BV Z hod.). Efluent byl zachycován po 20 ml frakcích a analyzován na obsah thalia. Průnik thalia v efluentubyl zjištěn při průtoku 1000 ml čištěného roztoku (0,01 mg TI Z L). Výchozí koncentrace TI v efluentu bylo dosaženo po průtoku 5000 ml čištěného roztoku síranu hlinitého. Zachycené thalium bylo z měniče eluováno 500 mi 3 M roztokem kyseliny sírové při průtokové rychlosti 3 BV Z hod.Under laboratory conditions, 6000 ml of a solution of crude aluminum sulfate containing 244 g of anhydrous salt in 1000 ml of solution was prepared. The thallium content of the prepared solution was 28.4 mg of Ti from L. A commercially available Amberlite GT 73 (containing -SH groups) ion exchange resin of 25.0 ml in the swollen sorbent was used for thallium sorption. The transducer was used in H * form. After transfer to the column, the height of the inverter column was 17.5 cm. The purified solution was transported to the column by a peristaltic pump at a rate of 20.0 ml Z12 min. (4 BV Z hours). The effluent was collected in 20 ml fractions and analyzed for thallium content. Thallium penetration in efluentubyl was detected at a flow rate of 1000 ml of purified solution (0.01 mg TI Z L). The initial concentration of T1 in the effluent was reached after a flow of 5000 ml of purified aluminum sulfate solution. The captured thallium was eluted from the transducer with 500 ml of a 3 M sulfuric acid solution at a flow rate of 3 BV per hour.

Příklad 4Example 4

Čištěni roztoku síranu hlinitého.Purification of the aluminum sulfate solution.

Jako čištěný roztok byl použit dodaný roztok síranu hlinitého (DIAMO).The supplied aluminum sulfate solution (DIAMO) was used as the purified solution.

Obsah Al2 (SO4)3: 220 g bezvodé soli Z L.Al 2 (SO 4 ) 3 content: 220 g of the anhydrous salt of L.

Obsah TI: 16 mg TI Z L.TI content: 16 mg TI of L.

pH roztoku: 1,37.pH of the solution: 1.37.

Jako sorbentu bylo použito cca 50 litrů měniče Amberlite GT 73 .About 50 liters of Amberlite GT 73 were used as sorbent.

Sloupec měniče byl vysoký cca 110 cm.The inverter column was about 110 cm high.

Průtoková rychlost čištěného roztoku kolonou : 70 L Z hod. (1,55 BV Z hod.).Flow rate of purified solution through the column: 70 L Z hr (1.55 BV Z hr).

Průnik TI do efluentu ( 0,05 mg TI / L )byl zaznamenán po 12 hodinách experimentu při průtoku 840 litrů čištěného roztoku. Hodnoty 0,2 mg TI /1 v efluentu bylo dosaženo po 13 hodinách experimentu, kdy bylo vyčištěno 910 litrů roztoku síranu hlinitého. Po 25 hodinách experimentu byla zaznamenána, po průtoku 1750 litrů čištěného roztoku, koncentrace thalia v efluentu 7,5 mg TI / L.The penetration of TI into the effluent (0.05 mg TI / L) was recorded after 12 hours of experiment at a flow rate of 840 liters of purified solution. The 0.2 mg TI / L in the effluent was achieved after 13 hours of the experiment, when 910 liters of aluminum sulfate solution were purified. After 25 hours of experiment, a thalia concentration in the effluent of 7.5 mg TI / L was recorded after a flow rate of 1750 liters of purified solution.

Příklad 5Example 5

Rovnovážná sorpce thalia na měniči Amberlite GT 73 v závislosti na koncentraci kyseliny sírové při konstantní koncentraci síranu hlinitého.Equilibrium sorption of thallium on Amberlite GT 73 in dependence on sulfuric acid concentration at constant aluminum sulphate concentration.

Tabulka č. 1 - Vliv koncentrace kyseliny sírové na rovnovážnou sorpci thaliaTable 1 - Effect of sulfuric acid concentration on thallium equilibrium sorption

Rovnovážná sorpce thalia na Amberlite GT 73 v závislosti na koncentraci kyseliny sírové Equilibrium sorption of thallium on Amberlite GT 73 depending on sulfuric acid concentration Navážka ionexu: 0,2000 Ion exchange weight: 0,2000 g t.j. sušiny g i.e. dry matter :0,1901 g : 0.1901 g Celkový objem systému Total system volume 20,00 ml 20,00 ml Počáteční koncentrace thalia v systému : 19,76 mg System initial thallium concentration: 19.76 mg ί ί Koncentrace kyseliny M Concentration acid M Rovnov. konc. TI v roztoku mg Equal. conc. TI in mg solution Rovnov. konc. TI v ionexu mg Equal. conc. TI in the ion exchanger mg 0,05 0.05 11,7 . 11.7. 8,04 8.04 0,1 0.1 13,68 13.68 6,08 6.08 0,15 0.15 14,6 14.6 5,16 5.16 0,25 0.25 15,2 15.2 4,8 4.8 0,35 0.35 15,48 15.48 4,28 4.28 0,75 0.75 17,04 17.04 2,72 2.72 1 1 17,04 17.04 2,72 2.72 1,5 1.5 17,1 17.1 2,66 2.66

Průmyslová využitelnostIndustrial applicability

Velké množství hlinitých solí, které vznikají při odstraňování následků hydrometalurgické těžby uranu např. v severních Čechách, obsahují malá množství thalia, které je nutno před jejich dalším využitím odstranit. Použitím vynálezu lze thalium odstranit z roztoků hlinitých solí, zejména síranu hlinitého, do té míry, že jej lze následně použít pro vodárenské či jiné účely, například ve stavebnictví, sklářství, v kožedělném, papírenském průmyslu či při výrobě zeolitu nebo různých druhů specielní keramiky. Uvedený postup lze rovněž použít pro čištění různých typů technologických vod, zejména odpadních, obsahující uvedené prvky.Large amounts of aluminum salts, which arise during the elimination of the consequences of hydrometallurgical uranium mining, eg in northern Bohemia, contain small amounts of thallium, which must be removed before their further use. By using the invention, thallium can be removed from solutions of aluminum salts, in particular aluminum sulphate, to the extent that it can subsequently be used for water or other purposes, for example in the construction, glass, leather, paper, zeolite or various types of special ceramics. The process can also be used to treat various types of process water, in particular waste water, containing the elements.

A 'Uf! 0A 'Uf! 0

Claims (1)

Způsob odstraňováni iontů thalia z roztoků hlinitých solí, zejména síranu hlinitého a kamence hlinito-amonného, vyznačující se tím, že přítomné thalné ionty se selektivně separují měniči iontů, obsahujícími látku vybranou ze skupiny, zahrnující thiouroniové funkční skupiny, funkční skupiny -SH a funkční skupiny -SH s alespoň jednou současně přítomnou skupinou -SO3 H.A process for the removal of thallium ions from solutions of aluminum salts, in particular aluminum sulphate and ammonium alum, characterized in that the present thallium is selectively separated by ion exchangers containing a substance selected from the group consisting of thiouronium, -SH and functional groups. -SH with at least one -SO 3 H group present at the same time
CZ20060076A 2006-02-01 2006-02-01 Method of separating thallium from aluminium salts CZ300444B6 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20060076A CZ300444B6 (en) 2006-02-01 2006-02-01 Method of separating thallium from aluminium salts

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CZ20060076A CZ300444B6 (en) 2006-02-01 2006-02-01 Method of separating thallium from aluminium salts

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CZ200676A3 true CZ200676A3 (en) 2007-08-08
CZ300444B6 CZ300444B6 (en) 2009-05-20

Family

ID=38352461

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CZ20060076A CZ300444B6 (en) 2006-02-01 2006-02-01 Method of separating thallium from aluminium salts

Country Status (1)

Country Link
CZ (1) CZ300444B6 (en)

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2657863B1 (en) * 1990-02-05 1992-08-28 Metaleurop Sa THALLIUM EXTRACTION PROCESS.
US5419882A (en) * 1994-04-22 1995-05-30 Noranda Inc. Method for the removal of thallium

Also Published As

Publication number Publication date
CZ300444B6 (en) 2009-05-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10486994B2 (en) Treatment of phosphate-containing wastewater
AU699598B2 (en) Liquid treatment method and system
CN102438957A (en) Method for treatment and purification of seawater to recover high purity sodium chloride for industrial usage
CN104724847A (en) Ion type rare earth mine runoff wastewater comprehensive treatment method
CN107285501A (en) A kind of copper-bearing industrial wastewater processing method
CN207567040U (en) A kind of processing up to standard of high ammonia nitrogen desulfurization wastewater and reclaiming system
US6495047B1 (en) Process for selective coagulant recovery from water treatment plant sludge
JP5550459B2 (en) Recovery phosphorus and recovery method
CN109956604A (en) Separate the method and system of monovalent salt and divalent salts in brine waste
JP6047957B2 (en) Treatment method of wastewater containing radioactive strontium
US20230145973A1 (en) Methods of treating water to remove contaminants and water treatment plants for the practice thereof
CN103071456B (en) Organic amine iodine ion adsorbent as well as preparation method and application thereof
JPH06212310A (en) Method for extraction of thallium
CZ200676A3 (en) Method of separating thallium from aluminium salts
CN205662395U (en) Circulation water treatment facilities
JP2014177399A (en) Recovery phosphorus
RU2294392C1 (en) Method of extraction of rhenium from the solutions
CN109382004A (en) A method of mixture-metal is separated and recovered using Calcium alginate film
CN1942608B (en) Recovery of Gallium
US20160153069A1 (en) Method for treating solution containing rare earth
RU2325469C2 (en) Method for iodine or bromine recovery
CN108033599A (en) A kind of method of sulfate radical in removing water
CN104710037B (en) A kind of method of ammonium salt waste water deliming
JPS63195232A (en) Recovery of gold
CN210048611U (en) System for chloride ion among high salt waste water of resourceization

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Patent lapsed due to non-payment of fee

Effective date: 20100201