EA032279B1

EA032279B1 - Способ извлечения рения, способ селективного извлечения рения из раствора, содержащего рений и один или более других металлов, и способ обогащения рения в растворе, содержащем рений и один или более других металлов

Info

Publication number: EA032279B1
Application number: EA201890303A
Authority: EA
Inventors: Хисао Хори
Original assignee: Канагава Юниверсити; Асака Рикен Ко., Лтд.
Priority date: 2015-07-24
Filing date: 2016-07-22
Publication date: 2019-05-31
Also published as: EP3327155A4; CN107849641A; EP3327155B1; JP2017025408A; EA201890303A1; EP3327155A1; WO2017018364A1; US10480048B2; US20190010579A1; CN107849641B; JP5987244B1

Abstract

Изобретение относится к способу извлечения рения, включающему (A) добавление донора электронов, представляющего собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, и кетонного соединения к водному раствору, содержащему перренат-ионы, при этом кетонное соединение представляет собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов, (B) облучение раствора после стадии (A) ультрафиолетовым излучением с осаждением восстановленных частиц перренат-ионов, содержащихся в растворе, в атмосфере аргона или азота и (C) выделение восстановленных частиц перренат-ионов из раствора, при этом восстановленные частицы осаждены во время стадии (B), где pH раствора составляет 6,3 или выше 6,3 во время стадии (B). Также изобретение относится к способу селективного извлечения рения из водного раствора, содержащего рений и один или более других металлов, и к способу обогащения рения в водном растворе, содержащем рений и один или более других металлов.

Description

Изобретение относится к способу извлечения рения, включающему (А) добавление донора электронов, представляющего собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, и кетонного соединения к водному раствору, содержащему перренат-ионы, при этом кето иное соединение представляет собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов, (В) облучение раствора после стадии (А) ультрафиолетовым излучением с осаждением восстановленных частиц перренат-ионов, содержащихся в растворе, в атмосфере аргона или азота и (С) выделение восстановленных частиц перренат-ионов из раствора, при этом восстановленные частицы осаждены во время стадии (В), где рН раствора составляет 6,3 или выше 6,3 во время стадии (В). Также изобретение относится к способу селективного извлечения рения из водного раствора, содержащего рений и один или более других металлов, и к способу обогащения рения в водном растворе, содержащем рений и один или более других металлов.

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу извлечения рения, к способу селективного извлечения рения из раствора, содержащего рений и один или более других металлов, и к способу обогащения рения в растворе, содержащем рений и один или более других металлов.

Уровень техники

Рений, один из редких металлов, широко применяют в областях катализаторов, используемых в риформинге нефти и производстве органических соединений, термостойких сплавов и материалов для электронных приборов. К сожалению, в настоящее время рений становится менее общедоступным вследствие малого объема его добычи и растущей потребности в нем во всем мире. Такие обстоятельства приводят к потребности в развитии технологий эффективного извлечения рения из минералов, содержащих рений, и восстановления рения из промышленных сточных вод или извлеченных продуктов, содержащих рений.

С такими предпосылками, например в патентной литературе 1, раскрывается способ выделения рения. Способ включает добавление щелочи к раствору, содержащему рений и нежелательные компоненты, для удаления нежелательных компонентов в виде осадка, регулирование концентрации кислоты в растворе до заданного диапазона, добавление сульфидирующего средства для образования сульфидного осадка, содержащего сульфид рения, и извлечение осадка.

В патентной литературе 2 раскрывается способ извлечения рения. Этот способ включает добавление соединения аммония, такого как сульфат аммония, к раствору, содержащему рений, охлаждение раствора для образования осадка ΝΗ₄Κ£θ₄ и извлечение осадка.

В патентной литературе 3 раскрывается способ извлечения рения. Способ включает добавление соединения, имеющего заместитель, имеющий атом, имеющий неподеленную пару электронов, к раствору, содержащему перренат-ионы, облучение раствора ультрафиолетовым излучением для осаждения восстановленных частиц перренат-ионов и извлечение осадка.

Список цитированной литературы.

Патентная литература 1: опубликованная заявка на патент Японии № 2011-58016.

Патентная литература 2: опубликованная заявка на патент Японии № 2010-168629.

Патентная литература 3: опубликованная заявка на патент Японии № 2013-221171.

Краткое описание изобретения

Техническая проблема

Хотя с помощью способов согласно патентной литературе 1 и 2 можно выделять рений из раствора, содержащего рений, требуются средства более эффективного выделения рения посредством более простой процедуры. С помощью способа согласно патентной литературе 3 можно эффективно извлекать рений посредством простой процедуры, включающей добавление соединения, такого как спирт, к раствору и затем облучение раствора ультрафиолетовым излучением. Последующие эксперименты, проведенные авторами настоящего изобретения, показывают, что способ занимает приблизительно 10 ч от начала облучения ультрафиолетовым излучением до начала осаждения рения. Настоящее изобретение сделано с учетом таких обстоятельств. Целью настоящего изобретения является обеспечение способа выделения рения из раствора, содержащего рений, посредством более простой процедуры за более короткое время.

Рений классифицируют как редкий металл вследствие низких объемов его добычи. Большую часть рения выделяют в малом количестве побочного продукта во время извлечения других металлов, например при извлечении молибдена из молибденовых руд. По этой причине извлечение редкого металла рения всегда сопровождается техническими затруднениями во время операции отделения малого количества рения от основного металла. С учетом этих обстоятельств целью еще одного аспекта настоящего изобретения является обеспечение способа селективного извлечения рения из раствора, содержащего рений и один или более других металлов.

Решение проблемы

Автор настоящего изобретения, проводивший обширные исследования для решения проблем, обнаружил, что добавление соединения, такого как спирт, к водному раствору, содержащему перренат-ионы, и затем облучение раствора ультрафиолетовым излучением согласно процедуре, описанной в патентной литературе 3, приводит к тому, что со временем в растворе накапливается кетонное соединение, и после того, как содержание кетонного соединения в растворе превысит определенное значение, начинают осаждаться восстановленные частицы перренат-ионов. Другими словами, автор настоящего изобретения предположил, что для накопления кетонного соединения требуется время индукции от начала облучения ультрафиолетовым излучением до начала осаждения восстановителя перренат-ионов. На основании такого знания автор настоящего изобретения обнаружил, что время индукции может быть нулевым или может быть значительно снижено, если кетонное соединение предварительно добавляют к раствору перед облучением ультрафиолетовым излучением, а затем операцию осаждения осуществляют, как описано выше. Автор настоящего изобретения также обнаружил, что при применении такого способа извлечения рН раствора во время обработки можно соответствующим образом контролировать, чтобы преимущественно осаждать восстановленные частицы перренат-ионов или соединения (соединение) сопутст

- 1 032279 вующего металла, такого как молибден, даже если сопутствующий(ие) металл(ы) присутствует в растворе. Настоящее изобретение сделано на основании таких знаний, и в нем обеспечиваются следующие аспекты.

(1) Настоящее изобретение характеризуется способом извлечения рения, включающим (А) добавление донора электронов и кетонного соединения к водному раствору, содержащему перренат-ионы, при этом донор электронов представляет собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, при этом кетонное соединение представляет собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов, (В) облучение раствора после стадии (А) ультрафиолетовым излучением с осаждением восстановленных частиц перренат-ионов, содержащихся в растворе, в атмосфере аргона или азота и (С) выделение восстановленных частиц перренат-ионов из раствора, при этом восстановленные частицы осаждены во время стадии (В).

Во время стадии (В) рН раствора составляет 6,3 или выше 6,3.

(2) Донор электронов предпочтительно представляет собой алифатический вторичный спирт.

(3) Донор электронов предпочтительно представляет собой 2-пропанол.

(4) Кетонное соединение предпочтительно представляет собой ацетон.

(5) Настоящее изобретение также характеризуется способом селективного извлечения рения из водного раствора, содержащего рений и один или более других металлов. Способ включает добавление донора электронов и кетонного соединения к водному раствору, содержащему перренат-ионы и ионы сопутствующего металла, представляющего собой молибден, при этом донор электронов представляет собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, при этом кетонное соединение представляет собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов, регулирование рН раствора до 6,3 или выше 6,3 и облучение раствора ультрафиолетовым излучением с осаждением восстановленных частиц перренат-ионов, содержащихся в растворе, в атмосфере аргона или азота.

(6) Настоящее изобретение дополнительно характеризуется способом обогащения рения в водном растворе, содержащем рений и один или более других металлов. Способ включает добавление донора электронов и кетонного соединения к водному раствору, содержащему перренат-ионы и ионы сопутствующего металла, представляющего собой молибден, при этом донор электронов представляет собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, при этом кетонное соединение представляет собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов, регулирование рН раствора в диапазоне от выше 2,1 до не более 4,7 и облучение раствора ультрафиолетовым излучением с осаждением соединения сопутствующего металла, содержащегося в растворе, в атмосфере аргона или азота.

Полезные эффекты изобретения

В настоящем изобретении обеспечивается способ выделения рения из раствора, содержащего рений, посредством простой процедуры за короткое время. В настоящем изобретении также обеспечивается способ селективного извлечения рения из водного раствора, содержащего рений и один или более других металлов.

Краткое описание графических материалов

Фиг. 1 представляет собой график, отражающий изменение содержания перренат-ионов в зависимости от времени облучения в примерах 1-4.

Фиг. 2(а) представляет собой график, отражающий изменение содержания перренат-ионов в зависимости от времени облучения в сравнительном примере 1, и фиг. 2(Ь) представляет собой график, отражающий изменение общего содержания рения в водном растворе в зависимости от времени облучения в сравнительном примере 1.

Описание вариантов осуществления

Извлечение рения

Далее будет описан вариант осуществления способа извлечения рения согласно настоящему изобретению. Следующий вариант осуществления не должен пониматься как ограничивающий настоящее изобретение и может быть соответствующим образом модифицирован и осуществлен в рамках объема настоящего изобретения.

Способ извлечения рения согласно настоящему изобретению включает (А) добавление донора электронов и кетонного соединения к водному раствору, содержащему перренат-ионы, при этом донор электронов представляет собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, при этом кетонное соединение представляет собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов, (В) облучение раствора после стадии (А) ультрафиолетовым излучением с осаждением восстановленных частиц перренат-ионов, содержащихся в растворе, в атмосфере аргона или азота и (С) выделение восстановленных частиц перренат-ионов из раствора, при этом восстановленные частицы осаждены во время стадии (В), при этом рН раствора составляет 6,3 или выше 6,3 во время стадии (В). Далее будут описаны стадии этого способа.

Добавление

На стадии добавления донор электронов и кетонное соединение добавляют к водному раствору, содержащему перренат-ионы. Донор электронов представляет собой алифатический вторичный спирт или

- 2 032279 алифатический вторичный тиоспирт. Раствор содержит рений в виде перренат-иона, полученного из руд, содержащих рений, или рекуперированных продуктов (переработанных продуктов), содержащих рений.

Перренат-ион представляет собой химическую частицу, представленную как КеО₄ ^-. В этой химической частице рений имеет степень окисления, равную 7. Элемент рений легко окисляется. Например ВеО₃, представляющий собой соединение рения, имеющего степень окисления, равную 6, легко окисляется на воздухе или в растворе до перренат-иона ВеО₄ ^-, представляющего собой ион рения, имеющего степень окисления, равную 7. По этой причине считается, что рений, содержащийся в растворе, присутствует главным образом в форме перренат-иона. К раствору можно добавлять соответствующий окислитель, чтобы обеспечить преобразование рения в растворе в перренат-ионы. Примеры окислителя включают раствор пероксида водорода, перкарбонат натрия, гипохлорит натрия, молекулярный кислород и пузырьки воздуха.

Раствор может содержать любое количество перренат-ионов, которые могут быть растворены в растворителе. Пример содержания перренат-ионов может составлять от приблизительно 1 до 100 ммоль/л.

После возбуждения перренат-ионов ультрафиолетовым излучением во время стадии облучения, описанной далее, добавляют донор электронов для передачи электронов перренат-ионам для восстановления. Применяемый донор электронов представляет собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт. Алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт содержит гидроксильную или тиольную группу, имеющую неподеленную пару электронов. Перренат-ион восстанавливается электроном, содержащимся в неподеленной паре электронов. Другими словами, если рений, содержащийся в перренат-ионах, возбуждается ультрафиолетовым излучением во время облучения, донор электронов, имеющий неподеленную пару электронов, передает электрон атому рения, который восстанавливает семивалентный рений (т.е. перренат-ион) до шестивалентного рения и далее до четырехвалентного рения. В результате такого восстановления алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт сам окисляется до кетона или тиокетона. Например, если алифатический вторичный спирт, применяемый в качестве донора электронов, представляет собой 2-пропанол, рениевая кислота восстанавливается и образуется ацетон.

Примеры алифатического вторичного спирта включают 2-пропанол, 2-бутанол и 2-пентанол. Примеры алифатического вторичного тиоспирта включают 2-пропантиол, 2-бутантиол, и 2-пентантиол. Среди этих доноров электронов предпочтительными являются алифатические вторичные спирты, в частности 2-пропанол.

Раствор предпочтительно содержит большое избыточное количество донора электронов по отношению к содержанию перренат-ионов. Пример содержания донора электронов в растворе может составлять приблизительно от 10 ммоль/л до 10 моль/л. Соотношение донора электронов и перренат-ионов в молярной концентрации может быть, например, от 5- до 10000-кратного.

Кетонное соединение добавляют для сокращения времени индукции от начала облучения ультрафиолетовым излучением до начала осаждения восстановленных частиц перренат-иона на стадии облучения, описанной далее. Хотя не ясно, как кетонное соединение вызывает такое действие, добавление кетонного соединения может приводить к образованию комплекса с перренат-ионами и способствовать возбуждению перренат-ионов или реакции восстановления.

В настоящем изобретении кетонное соединение представляет собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов. Среди этих кетонных соединений предпочтительными являются ацетон и метилэтилкетон, в частности ацетон.

Содержание кетонного соединения в растворе определяют с учетом молярной концентрации перренат-ионов в растворе. Молярная концентрация кетонного соединения составляет предпочтительно от 0,5до 3,0-кратной, более предпочтительно от 0,8- до 1,2-кратной молярной концентрации перренат-ионов, содержащихся в растворе.

На этой стадии рН раствора регулируют до 6,3 или выше 6,3. Такое регулирование рН является предпочтительным, поскольку восстановленные частицы перренат-ионов селективно осаждаются на последующей стадии облучения ультрафиолетовым излучением, если содержится сопутствующий металл(ы) (отличный от щелочных металлов и щелочноземельных металлов, то же распространяется и далее в данном документе), отличный от рения. Регулирование рН также является предпочтительным, даже если сопутствующий металл(ы) не присутствует, поскольку может быть облегчено осаждение восстановленных частиц перренат-ионов с увеличением выхода извлеченного рения. рН раствора можно регулировать без ограничения добавлением водного раствора гидроксида натрия или водного раствора соляной кислоты.

Водный раствор, содержащий перренат-ионы, после добавления донора электронов и кетонного соединения на этой стадии подают на стадию облучения ультрафиолетовым излучением.

Облучение ультрафиолетовым излучением

На стадии облучения ультрафиолетовым излучением раствор после стадии добавления облучают ультрафиолетовым излучением с осаждением восстановленных частиц перренат-ионов, содержащихся в растворе, в атмосфере аргона или азота. При этом соединение семивалентного рения, т.е. перренат-ион (ВеО₄ ^-), восстанавливается до соединения шестивалентного рения РеО₃ и далее до соединения четырех

- 3 032279 валентного рения РеО₂ и затем осаждается.

Как описано выше, атомы рения, содержащиеся в перренат-ионах, возбуждаются для восстановления ультрафиолетовым излучением во время этой стадии облучения. По этой причине применяемое ультрафиолетовое излучение должно иметь длину волны, которую поглощают перренат-ионы. Можно применять ультрафиолетовое излучение, имеющее длину волны 300 или ниже 300 нм, поскольку перренатионы имеют широкую полосу поглощения при длине волны 300 или ниже 300 нм. Применяемое ультрафиолетовое излучение, по меньшей мере, имеет длину волны, равную 300 или ниже 300 нм, и может содержать компонент видимого света, помимо компонента ультрафиолетового излучения, имеющего длину волны 300 или ниже 300 нм. Примеры источников света для создания такого ультрафиолетового излучения включают без ограничения ртутно-ксеноновые лампы, ртутные лампы высокого давления и металлогалогенные лампы.

Некоторые из этих источников света при излучении света вырабатывают тепло с образованием тепловых лучей (инфракрасного излучения). В некоторых случаях такой источник света может чрезмерно повышать температуру раствора во время стадии облучения. Поэтому между источником света и раствором, подлежащим облучению, можно расположить оптический фильтр для экранирования тепловых лучей. Примеры такого оптического фильтра включают водяные фильтры, в которых вода является инкапсулированной.

Раствор облучают ультрафиолетовым излучением во время стадии облучения ультрафиолетовым излучением, как описано выше. Во время этой стадии раствор предпочтительно перемешивают. Примером температуры раствора во время стадии облучения может быть без ограничения приблизительно 20°С. Поскольку рений легко окисляется, как описано выше, восстановленные частицы рения, образованные в растворе вследствие облучения ультрафиолетовым излучением, могут повторно окисляться в перренат-ионы. По этой причине облучение ультрафиолетовым излучением проводят в атмосфере аргона или азота.

Время, требуемое для облучения ультрафиолетовым излучением, зависит от содержания перренатионов в растворе и интенсивности ультрафиолетового излучения, излучаемого источником света. Соответственно время для облучения ультрафиолетовым излучением предпочтительно определяют, контролируя изменение содержания перренат-ионов в растворе, например с помощью ионообменной хроматографии. В качестве одного примера, если водный раствор (10 мл) с 10,37 ммоль/л ККеО₄, 9,02 ммоль/л ацетона и 0,50 моль/л 2-пропанола облучают ультрафиолетовым излучением из ртутно-ксеноновой лампы (выходная мощность 200 Вт) при перемешивании в атмосфере аргона, то содержание перренат-ионов в растворе достигает предела обнаружения ионообменной хроматографии приблизительно за шесть часов.

Содержание перренат-ионов, содержащихся в растворе, контролируют с помощью ионообменной хроматографии, например с использованием колонки ТЖде1 1С-Апюи-Р^ХЬ, произведенной Токой Согрогайои, и подвижной фазы, содержащей 1,7 ммоль/л ЫаНСО₃, 1,8 ммоль/л Ыа₂СО₃ и водный раствор 20% ацетонитрила.

Выделение

На стадии выделения из раствора выделяют восстановленные частицы перренат-ионов, осажденные вследствие облучения ультрафиолетовым излучением. Таким образом, рений извлекают из раствора.

Как описано выше, осажденные восстановленные частицы перренат-ионов состоят из РеО₃. содержащего шестивалентный рений, и ВеО₂, содержащего четырехвалентный рений. Осажденные восстановленные частицы перренат-ионов представляют собой твердое вещество, и их выделяют известным способом, таким как разделение твердой и жидкой фаз. Примеры такого разделения твердой и жидкой фаз включают фильтрование и центрифугирование.

Рений, выделенный из водного раствора, подвергают требуемой обработке и подвергают вторичной обработке. Как описано выше, с помощью способа по настоящему изобретению можно выделять рений из водного раствора, содержащего перренат-ионы, посредством простой процедуры добавления донора электронов и кетонного соединения к раствору и затем облучения раствора ультрафиолетовым излучением.

Селективное извлечение рения из водного раствора, содержащего рений и один или более других металлов.

Далее будет описан способ селективного извлечения рения из водного раствора, содержащего рений и один или более других металлов, согласно еще одному варианту осуществления настоящего изобретения. Термин другие металлы при использовании в настоящем документе не включает щелочные металлы и щелочноземельные металлы.

Способ согласно настоящему изобретению селективного извлечения рения из водного раствора, содержащего рений и один или более других металлов, характеризуется добавлением донора электронов, представляющего собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, и кетонного соединения, представляющего собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов, к раствору, содержащему перренат-ионы и ионы сопутствующего металла, представляющего собой молибден, и регулирование рН раствора до 6,3 или выше 6,3. На следующей стадии раствор облучают

- 4 032279 ультрафиолетовым излучением для осаждения восстановленных частиц перренат-ионов, содержащихся в растворе. Другими словами, этот способ можно осуществлять согласно той же процедуре, что и для извлечения рения, описанного выше, за исключением того, что раствор содержит рений и один или более других металлов и рН раствора регулируют до 6,3 или выше 6,3. По этой причине отличия будут преимущественно описаны без излишнего описания извлечения рения.

На основании следующих сведений автора настоящего изобретения был выполнен способ согласно данному варианту осуществления. Если к водному раствору, содержащему перренат-ионы и ионы сопутствующего металла, представляющего собой молибден, добавляют донор электронов, представляющий собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, и кетонное соединение, представляющее собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов, рН раствора регулируют до 6,3 или выше 6,3 и раствор облучают ультрафиолетовым излучением, то в растворе образуется осадок, как в извлечении рения. Неожиданно осадок практически не содержит сопутствующего металла и преимущественно содержит восстановленные частицы перренат-ионов. Изучение общего содержания рения и содержания сопутствующего металла, оставшихся в растворе, показало, что общее содержание рения было почти равно нулю (ниже предела обнаружения), тогда как содержание сопутствующего металла осталось почти неизменным. Способ согласно данному варианту осуществления был создан на основании этих сведений, и его применяют для извлечения рения в форме осадка из водного раствора, содержащего перренат-ионы и ионы сопутствующего металла.

В целом сопутствующий металл, содержащийся с перренат-ионами в растворе, практически не присутствует в форме нуль-валентного металла в растворе, а присутствует в форме иона. Хотя по этой причине сопутствующий металл в данном варианте осуществления, строго говоря, должен называться сопутствующий металл и ион, содержащий сопутствующий металл, а не сопутствующий металл, в данном описании сопутствующий металл и ион, содержащий сопутствующий металл в совокупности называются сопутствующий металл.

Сопутствующий металл представляет собой металл, отличный от щелочных металлов и щелочноземельных металлов. Примеры такого металла включают молибден, тантал, алюминий, никель и медь. В способе селективного извлечения рения согласно изобретению сопутствующий металл представляет собой молибден. Сопутствующий металл может содержаться в растворе в любом количестве, которое может быть растворено в растворителе с получением раствора. Пример содержания сопутствующего металла может составлять без ограничения приблизительно от 1 до 100 ммоль/л.

Раствор готовят посредством той же операции, что и на стадии добавления для извлечения рения, за исключением того, что раствор содержит сопутствующий металл и рН раствора регулируют до 6,3 или выше 6,3. рН раствора можно регулировать до 6,3 или выше 6,3 с помощью соответствующего водного кислотного раствора и соответствующего водного щелочного раствора. Примеры такого водного кислотного раствора и водного щелочного раствора включают комбинацию водного раствора соляной кислоты и водного раствора гидроксида натрия. Полученный раствор подают на операцию, соответствующую стадии облучения ультрафиолетовым излучением в извлечении рения, с образованием в растворе осадка, представляющего собой восстановленные частицы перренат-ионов.

Полученный осадок подвергают извлечению посредством операции, соответствующей выделению в извлечении рения. Таким образом, можно выделить восстановленные частицы перренат-ионов. Поскольку с помощью способа согласно данному варианту осуществления можно селективно извлекать рений из водного раствора, содержащего рений и один или более других металлов, небольшое количество рения можно извлекать в качестве побочного продукта при извлечении основного металла, таком как извлечение молибдена из молибденовых руд, или рений также можно извлекать из сплавов, содержащих рений.

Обогащение рения в водном растворе, содержащем рений и один или более других металлов

Далее будет описан способ обогащения рения в водном растворе, содержащем рений и один или более других металлов, согласно одному варианту осуществления настоящего изобретения. Термин другой металл при использовании в настоящем документе не включает щелочные металлы и щелочноземельные металлы.

Способ обогащения рения в растворе, содержащем рений и один или более других металлов, согласно настоящему изобретению характеризуется тем, что донор электронов, представляющий собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, и кетонное соединение, представляющее собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов, добавляют к водному раствору, содержащему перренат-ионы и ионы сопутствующего металла, представляющего собой молибден, и рН раствора регулируют от выше 2,1 до не более 4,7. Раствор затем облучают ультрафиолетовым излучением для осаждения соединения сопутствующего металла, содержащегося в растворе. Другими словами, данный способ можно осуществлять согласно той же процедуре, что и для извлечения рения, уже описанного выше, за исключением того, что раствор содержит рений и один или более других металлов и рН раствора регулируют от выше 2,1 до не более 4,7. По этой причине отличия будут преимущественно описаны без излишнего описания извлечения рения.

На основании следующих сведений автора настоящего изобретения был выполнен способ согласно

- 5 032279 данному варианту осуществления. Если к раствору, содержащему перренат-ионы и ионы сопутствующего металла, добавляют донор электронов, представляющий собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, и кетонное соединение, представляющее собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов, рН раствора регулируют от выше 2,1 до 4,7 или ниже 4,7, и раствор облучают ультрафиолетовым излучением, то в растворе образуется осадок, как в извлечении рения. В отличие от способа, описанного в извлечении рения, осадок содержит большое количество сопутствующего металла и лишь небольшое количество восстановленных частиц перренат-ионов. Посредством такой операции сопутствующий металл можно извлечь из раствора в виде осадка. В способе по данному варианту осуществления используются эти сведения, и его применяют для удаления сопутствующего металла из раствора, содержащего перренат-ионы и ионы сопутствующего металла, что увеличивает содержание рения в растворе.

Тип сопутствующего металла и его содержание в растворе согласно данному варианту осуществления являются теми же, что и в селективном извлечении рения из водного раствора, содержащего рений и один или более других металлов согласно варианту осуществления, описанному выше, и поэтому их излишнее описание будет опущено.

Раствор готовят посредством той же операции, что и на стадии добавления для извлечения рения, описанного выше, за исключением того, что раствор содержит сопутствующий металл и рН раствора регулируют от выше 2,1 до 4,7 или ниже 4,7. рН раствора можно регулировать от выше 2,1 до 4,7 или ниже 4,7 с помощью соответствующего водного кислотного раствора и соответствующего водного щелочного раствора. Примеры такого водного кислотного раствора и водного щелочного раствора включают комбинацию водного раствора соляной кислоты и водного раствора гидроксида натрия. Полученный раствор подают на операцию, соответствующую стадии облучения ультрафиолетовым излучением в извлечении рения, описанном выше, и в растворе образуется осадок или соединение сопутствующего металла.

Полученный осадок удаляют из раствора посредством операции, соответствующей стадии выделения в извлечении рения, описанном выше. Таким образом, сопутствующий металл можно выделять из раствора. В результате может быть увеличена доля содержания рения по отношению к общему содержанию металлов в растворе. Можно также осуществлять дополнительную операцию (т.е. операцию концентрирования) для обогащения рения в растворе. Поскольку с помощью способа согласно данному варианту осуществления можно селективно удалять один или более других металлов из раствора, содержащего рений и другой(ие) металл(ы), небольшое количество рения можно извлекать в качестве побочного продукта при извлечении основного металла, таком как извлечение молибдена из молибденовых руд, или рений также можно извлекать из сплавов, содержащих рений.

Примеры.

Способ извлечения рения согласно настоящему изобретению будет далее описан более подробно посредством приведенных ниже примеров, но эти примеры не должны считаться ограничивающими настоящее изобретение.

Пример 1 (содержание ацетона 12,0 ммоль/л).

Водный раствор (10 мл), содержащий 2-пропанол (0,50 моль/л), ацетон (12,0 ммоль/л), перренат калия (ККеО₄, 10,37 ммоль/л) и перхлорат натрия (ИаС1О₄, 0,10 моль/л) в качестве реагента для поддержания ионной силы на постоянном уровне, помещали в ячейку для фотореакций. При перемешивании в атмосфере аргона водный раствор облучали излучением в диапазоне от ультрафиолетового до видимого (от 220 до 460 нм) от ртутно-ксеноновой лампы. Из водного раствора отбирали пробы через 1 ч, 2 ч, 3 ч, 4 ч и 6 ч с начала облучения для определения количества перренат-ионов, остающихся в водном растворе, с помощью ионообменной хроматографии. Полученное изменение содержания перренат-ионов в зависимости от времени облучения представлено на фиг. 1. Ионообменную хроматографию осуществляли с помощью колонки Т8Кде1 1С-Ашоп-Р\УХЕ произведенной То8ой Согрогайои, и подвижной фазы, содержащей 1,7 ммоль/л №1НСО₃. 1,8 ммоль/л Иа₂СО₃ и водный раствор 20% ацетонитрила.

Пример 2 (содержание ацетона 9,02 ммоль/л).

Изменение содержания перренат-ионов в водном растворе в зависимости от времени облучения ультрафиолетовым излучением исследовали так же, как в примере 1, за исключением того, что содержание ацетона в водном растворе в начале испытаний составляло 9,02 ммоль/л. Как и в примере 1, изменение содержания перренат-ионов в зависимости от времени облучения представлено на фиг. 1.

Пример 3 (содержание ацетона 4,63 ммоль/л).

Изменение содержания перренат-ионов в водном растворе в зависимости от времени облучения ультрафиолетовым излучением исследовали так же, как в примере 1, за исключением того, что содержание ацетона в водном растворе в начале испытаний составляло 4,63 ммоль/л. Как и в примере 1, изменение содержания перренат-ионов в зависимости от времени облучения представлено на фиг. 1.

Пример 4 (содержание ацетона 2,29 ммоль/л).

Изменение содержания перренат-ионов в зависимости от времени облучения ультрафиолетовым излучением исследовали так же, как в примере 1, за исключением того, что содержание ацетона в водном растворе в начале испытаний составляло 2,29 ммоль/л. Как и в примере 1, изменение содержания перре

- 6 032279 нат-ионов в зависимости от времени облучения представлено на фиг. 1.

Сравнительный пример 1 (содержание ацетона 0 ммоль/л).

Водный раствор (количество 10 мл), содержащий 2-пропанол (0,50 моль/л), перренат калия (ККеО₄, 10,37 ммоль/л) и перхлорат натрия (\аС1О.|. 0,10 моль/л) в качестве реагента для поддержания ионной силы на постоянном уровне, помещали в ячейку для фотореакций. При перемешивании в атмосфере аргона водный раствор облучали излучением в диапазоне от ультрафиолетового до видимого (от 220 до 460 нм) от ртутно-ксеноновой .лампы. Из водного раствора соответствующим образом отбирали пробы с начала облучения для определения концентрации перренат-ионов, остающихся в водном растворе, с помощью ионообменной хроматографии. Твердое содержимое с помощью центрифугирования отделяли от каждой пробы водных растворов для определения общего содержания рения в водном растворе с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (1СР). Полученное изменение содержания перренат-ионов со временем облучения представлено на фиг. 2(а), и изменение общего содержания рения со временем облучения представлено на фиг. 2(Ъ).

На фиг. 1 показано, что содержание перренат-ионов начало снижаться сразу после начала облучения ультрафиолетовым излучением в примерах 1-4 с содержанием ацетона в водном растворе. На фиг. 1 также показано, что содержание перренат-ионов в водном растворе снизилось ниже предела обнаружения через шесть часов с начала облучения ультрафиолетовым излучением в примере 2 с содержанием 9,02 ммоль/л ацетона. При сравнении между графиками в примерах 1 и 2 видно, что действие ацетона достигло насыщения в условиях испытаний, в которых содержание перренат-ионов составляло 10,37 ммоль/л, и содержание ацетона составляло 9,02 или выше 9,02 ммоль/л. Перренат-ионы, извлеченные из водного раствора, были осаждены в виде смеси соединения шестивалентного рения КеО₃ и соединения четырехвалентного рения КеО₂.

В отличие от этого на фиг. 2 показано, что в сравнительном примере 1, не содержащем ацетона в водном растворе, содержание перренат-ионов в водном растворе начало снижаться приблизительно через десять часов с начала облучения ультрафиолетовым излучением, и почти 20 ч потребовалось, чтобы перренат-ионы в водном растворе полностью исчезли.

Пример 5 (испытание селективности к рению).

Способ извлечения рения по настоящему изобретению исследовали на селективность в извлечении рения по сравнению с другими металлами. Сопутствующим металлом, применяемым в исследовании селективности извлечения рения, был молибден, который часто присутствует вместе с рением при вторичной переработке. Более подробно для определения селективности извлечения рения провели испытания извлечения рения согласно настоящему изобретению в состоянии, при котором присутствовали как рений, так и молибден.

Водный раствор (10 мл), содержащий 2-пропанол (0,50 моль/л), ацетон (9,13 ммоль/л), перренат калия (ККеО₄, 10,37 ммоль/л, содержание чистого рения 1,93 г/л), молибдат калия (К₂МоО₄, 10,37 ммоль/л, содержание чистого молибдена 0,99 г/л) и перхлорат натрия (\аС1О₄, 0,10 моль/л, 0,99 г/л) в качестве реагента для поддержания ионной силы на постоянном уровне, помещали в ячейку для фотореакций. При перемешивании в атмосфере аргона водный раствор облучали излучением в диапазоне от ультрафиолетового до видимого (от 220 до 460 нм) от ртутно-ксеноновой лампы. Раствор имел рН, равный 6,3. Из водного раствора отбирали пробы до начала облучения и через 2 ч, 3 ч и 6 ч после начала облучения. Твердое содержимое с помощью центрифугирования отделяли от каждой пробы водных растворов для определения общего содержания рения и общего содержания молибдена в водном растворе с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с 1СР. Результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1

Время облучения (ч.)	Общее содержание рения в водном растворе (г/л)	Общее содержание молибдена в водном растворе (г/л)
0	1,93	0,99
2	1,39	0,99
3	0,80	0,98
6	0,02	0,92

В табл. 1 показано, что общее содержание рения в водном растворе существенно снизилось со временем, тогда как общее содержание молибдена в водном растворе снизилось незначительно. Твердое содержимое с помощью центрифугирования извлекли из водного раствора, отобранного через шесть часов, и массовую долю металла, содержащегося в твердом содержимом, определяли с помощью атомноэмиссионной спектрометрии с 1СР. Содержание рения составляло 59,9% по массе, а содержание молибдена составляло 3,5% по массе в твердом содержимом (29,85 мг). Эти результаты показывают, что с помощью способа извлечения рения по настоящему изобретению можно селективно извлекать рений из смеси ионов металлов.

Пример 6 (испытание для проверки изменения селективности в зависимости от изменения рН).

- 7 032279

Водный раствор, содержащий 2-пропанол (0,50 моль/л), ацетон (9,0 ммоль/л), перренат калия (ККеО₄, 10,37 ммоль/л), молибдат калия (К₂МоО₄, 10,37 ммоль/л) и хлорат натрия (\аС1О.|. 0,10 моль/л) в качестве реагента для поддержания ионной силы на постоянном уровне, регулировали с помощью водного раствора соляной кислоты или водного раствора гидроксида натрия до значений рН, приведенных в табл. 2. Водные растворы с отрегулированным рН (10 мл) помещали в ячейки для фотореакций и облучали излучением в течение 6 ч от ртутно-ксеноновой лампы при перемешивании в атмосфере аргона. После реакции каждый раствор исследовали с помощью атомно-эмиссионной спектрометрии с 1СР для определения общего содержания рения и общего содержания молибдена. Если образовывался какой-либо осадок, в осадке также определяли общее содержание рения и общее содержание молибдена. Результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2

рН раствора до реакции	Общее содержание рения в растворе после реакции (ммоль/л)	Общее содержание молибдена в растворе после реакции (ммоль/л)	Общее содержание рения в осадке (мкмоль)	Общее содержание молибдена в осадке (мкмоль)
1,9	10	10	Не осаждался	Не осаждался
2,1	10	10	Не осаждался	Не осаждался
4,7	10	4	3	61
9,1	0,1	9	103	11
12,5	0,2	10	97	4

В табл. 2 показано, что почти все перренат-ионы в растворах проб, имеющих рН, равный 9,1 или выше 9,1, выпали в осадок после стадии облучения излучением. В отличие от этого, общее содержание молибдена в этих растворах проб практически не снизилось, и молибден практически не содержался в осадках в растворах проб. Аналогичный результат был также получен в примере 5, в котором провели такой же эксперимент на растворе пробы, имеющем рН, равный 6,3, что показывает, что раствор, имеющий рН, равный по меньшей мере 6,3, обеспечивает селективное осаждение рения из раствора, содержащего ионы нескольких металлов. Пробный раствор, имеющий рН, равный 4,7, показал результат, противоположный этим результатам, т.е. осадок содержал большее количество молибдена, чем рения. Это показывает, что селективность осаждаемого металла варьируется в зависимости от рН раствора. В заключение, если способ по настоящему изобретению осуществляют на системе растворов, содержащей рений и один или более других металлов, рений можно селективно выделять в форме осадка из раствора, имеющего рН, равный 6,3 или выше 6,3, а другой(ие) металл(ы) можно удалять в форме осадка из раствора, имеющего рН, равный 4,7 или ниже 4,7. Соответственно понятно, что в настоящем изобретении обеспечивается способ селективного извлечения рения из раствора, содержащего рений и один или более других металлов.

Claims

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Способ извлечения рения, включающий:

(A) добавление донора электронов и кетонного соединения к водному раствору, содержащему перренат-ионы, при этом донор электронов представляет собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, при этом кетонное соединение представляет собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов;

(B) облучение раствора после стадии (А) ультрафиолетовым излучением с осаждением восстановленных частиц перренат-ионов, содержащихся в растворе, в атмосфере аргона или азота;

(C) выделение восстановленных частиц перренат-ионов из раствора, при этом восстановленные частицы осаждены во время стадии (В), где рН раствора составляет 6,3 или выше 6,3 во время стадии (В).

2. Способ извлечения рения по п.1, при котором донор электронов представляет собой алифатический вторичный спирт.

3. Способ извлечения рения по п.1 или 2, при котором донор электронов представляет собой 2пропанол.

4. Способ извлечения рения по любому из пп.1-3, при котором кетонное соединение представляет собой ацетон.

5. Способ селективного извлечения рения из водного раствора, содержащего рений и один или более других металлов, включающий добавление донора электронов и кетонного соединения к водному раствору, содержащему перренат-ионы и ионы сопутствующего металла, представляющего собой молибден, при этом донор электро

- 8 032279 нов представляет собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, при этом кетонное соединение представляет собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов, регулирование рН раствора до 6,3 или выше 6,3, облучение раствора ультрафиолетовым излучением с осаждением восстановленных частиц перренат-ионов, содержащихся в растворе, в атмосфере аргона или азота.

6. Способ обогащения рения в водном растворе, содержащем рений и один или более других металлов, включающий добавление донора электронов и кетонного соединения к водному раствору, содержащему перренат-ионы и ионы сопутствующего металла, представляющего собой молибден, при этом донор электронов представляет собой алифатический вторичный спирт или алифатический вторичный тиоспирт, при этом кетонное соединение представляет собой алифатический кетон, соответствующий донору электронов, регулирование рН раствора в диапазоне от выше 2,1 до не более 4,7, облучение раствора ультрафиолетовым излучением с осаждением соединения сопутствующего металла, содержащегося в растворе, в атмосфере аргона или азота.