PL108450B1 - Method of extracting ions of non-ferrous metals - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób jonowymiennej ekstrakqi jonów metali niezelaznych z roztworów wodnych, w którym roztwór wodny jonów tych metali traktuje sie mieszanina hydrofobowych pochodnych alkilowych oksy¬ mów o-hydroksybenzofenonu oraz oksymów o-hydroksy- ketonów, rozpuszczona w nie mieszajacym sie z woda roz¬ puszczalniku, a uzyskane zwiazki kompleksowe rozpusz¬ czone w tym rozpuszczalniku rozklada sie za pomoca wodnego roztworu kwasu. Z uzyskanego roztworu wodnego wydziela sie metale niezelazne przez elektrolize lub ich sole — przez krystalizacje.W znanych sposobach jonowymiennej ekstrakcji metali niezelaznych z roztworów wodnych stosowane sa do kom- pleksowania jonów preparaty stanowiace zwykle miesza¬ niny hydrofobowych ligandów rozpuszczonych w nie mieszajacym sie z woda rozpuszczalniku.Najczesciej stosowanymi Ugandami sa a-hydroksymy alifatyczne, takie jak oksym 5, 8-dwuetylo-7-hydroksy-6- -dodekanonu oraz pochodne alkilowe oksymów o-hydro¬ ksybenzofenonu, takie jak oksym 2-hydroksy-5-dodecylo- benzofenonu (R.L. Atwood, J.D. Miller, Transactions 254, 319, 1973). Sklad ilosciowy tych mieszanin nie zostal podany do wiadomosci powszechnej.W znanych sposobach jonowymiennej ekstrakcji jonów metali niezelaznych do kompleksowania tych jonów nie stosowano takich pochodnych oksymów o-hydroksybenzo¬ fenonu, w których pierscien hydroksyfenylowy nie jest podstawiony grupami alkilowymi lub zawiera jedynie nizsze grupy alkilowe.Wedlug wynalazku do ekstrakcji jonów metali niezelaz- 10 15 20 25 30 nych stosuje sie roztwory, w których skladnik aktywny zawiera 1-24 czesci wagowe pochodnych oksymów hydro- ksybenzofenonów, o ogólnym wzorze 1, w którym Rt i R3 sa równe lub rózne i oznaczaja atom wodoru lub nizsza grupe alkilowa, 55-85 czesci wagowych pochodnych alki¬ lowych oksymów hydroksybenzofenonów o ogólnym wzorze 2, w którym R± ma wyzej podane znaczenie, R3 oznacza grupe alkilowa prostolancuchowa lub rozgaleziona, nasy¬ cona lub nienasycona zawierajaca od 7 do 26 atomów wegla, a R4 i R5 sa rózne i oznaczaja atom wodoru lub grupe hydroksylowa oraz 0,2-25 czesci wagowych oksymu acyloin p ogólnym wzorze 3, w którym R6 i R7 sa równe lub rózne i oznaczaja grupy alkilowe prostolancuchowe lub rozga¬ lezione, nasycone lub nienasycone zawierajace sumarycznie nie mniej niz 12 atomów wegla. Oksymy acyloin o ogólnym wzorze 3 ulatwiaja ekstrakcje i reekstrakqe jonów metali niezelaznych z roztworów wodnych przy uzyciu alkilo¬ wych pochodnych oksymów hydroksybenzofenonu o wzo¬ rze 2.Pochodne oksymów hydroksybenzofenonu o ogólnym wzorze 1, które nie zawieraja duzych grup alkilowych powoduja dalsza poprawe kinetyki ekstrakcji i reekstrakcji jonów metali przy uzyciu mieszanin pochodnych oksymów hydroksybenzofenonu o wzorze 2 z oksymami acyloin o wzorze 3. Zmniejszona hydrofobowosc tych pochodnych pozwala na ich glebsze przenikanie do fazy wodnej niz w przypadku alkilowych pochodnych oksymów hydroksy¬ benzofenonu o wzorze 2 oraz oksymów acyloin o wzorze 3, co wplywa korzystnie na rozwiniecie przestrzeni reakcji, oraz uwidacznia sie w poprawie kinetyki ekstrakcji i re- 108 450108 450 ekstrakcji. Po utworzeniu kompleksu przez pochodne oksymu hydroksybenzofenonu o ogólnym wzorze 1, prze¬ nikaja one do fazy organicznej, gdzie ustala sie stan równo¬ wagi miedzy poszczególnymi skladnikami synergicznej mieszaniny ekstrakcyjnej.Laczne wlasnosci ekstrahujace mieszaniny sa wyzsze nizby to wynikalo z wlasciwosci ekstrakcyjnych tych sklad¬ ników stosowanych oddzielnie. Pochodne oksymów hydro- ksybenzofenonów o ogólnym wzorze 1 nie byly dotychczas stosowane do ekstrakcji jonów metali niezelaznych.Stwierdzono, ze korzystne wlasnosci ekstrakcyjne wyka¬ zuje srodek bedacy mieszanina o nastepujacym skladzie ilosciowym: 65% do 85% wagowych oksymu 2-hydroksyr -5-alkilobenzofenonu, 0% do 12% wagowych oksymu 2-Sy^^£^WoteB^lLT|0% do 12% wagowych oksymu 4-iydrbksybehzoferibira, p,2% do 25% wagowych oksymu acyloiny. j Analogicznie korzystni wlasnosci ekstrakcyjne wykazuje srodek bedacy mieszanina o nastepujacym skladzie iloscio¬ wym: 65% ctó 85% 'wagowych oksymu 2-hydroksy-4'- -alkilobenzofenonu, 0% do 12% wagowych oksymu 2-hy- droksybenzofenonu, 0% do 12% wagowych oksymu 4-hydroksybenzofenonu, 0,2% do 25% wagowych oksymu acyloiny.Dotychczas nie proponowano stosowania preparatów o powyzszym skladzie do ekstrakcji jonów metali niezelaz¬ nych z roztworów wodnych. Jest rzecza oczywista, ze preparaty o takim skladzie mozna zestawic przez zmiesza¬ nie poszczególnych skladników otrzymanych odrebnie.Sposobem wedlug wynalazku mozna prowadzic ekstrakcje jonów metali niezelaznych z roztworów wodnych w sze¬ rokim zakrCiie pH wynoszacym od 1,5 do 12,0. Prowadze¬ nie ekstrakcji sposobem wedlug wynalazku pozwala nie tylko na uzyskanie dobrej zdolnosci ekstrakcyjnej w sro¬ dowisku alkalicznym i kwasnym, lecz takze zapewnia duza szybkosc ekstrakcji i reekstrakcji jonów metali nie¬ zelaznych.Przyklad I. Sporzadzono mieszanine ligandów o skladzie: 78% wagowych oksymu 2-hydroksy-4'-kerylo- benzofenonu, 11% wagowych oksymu 2-hydroksybenzo- fenonu, 2% wagowych oksymu laurynoiny.Z tej mieszaniny sporzadzono 5%-owy roztwór w ksy¬ lenie. Porcje po 20 cm3 roztworu siarczanu miedzi o ste¬ zeniu 35,8 g Cu+2)dm3 i pH = 8,35 poddano ekstrakcji porcjami po 20 cm3 roztworu ksylenowego ligandów.Ekstrakcje prowadzono w kolbie okraglodennej o pojem¬ nosci 100 cm3 w temperaturze 20 °C przy szybkosci obro¬ tów mieszadla 1000 obrotów/minute. Czas ekstrakcji 30 minut.W analogicznych warunkach prowadzono reekstrakcje stosujac jako czynnik reekstrahujacy kwas siarkowy o ste¬ zeniu 200 g H2S04/dm3. Wyniki badan zdolnosci ekstrak¬ cyjnej mieszaniny w kolejnych cyklach ilustruje tabela I.Uzyskane wyniki wskazuja, ze zdolnosc ekstrakcyjna preparatu jest srednio 2-3 krotnie wyzsza od zdolnosci ekstrakcyjnych znanych preparatów handlowych. Tabela II obrazuje stopien ekstrakcji i reekstrakcji uzyskany przy uzyciu takiego handlowego preparatu kompleksujacego.Przyklad II. Sporzadzono mieszanine o skladzie: 60% wagowych oksymu 2-hydroksy-4,-kerylobenzofenonu, 24% wagowych oksymu laurynoiny, 8% wagowych oksymu 2-hydroksybenzofenonu.Wlasciwosci ekstrakcyjne otrzymanej mieszaniny badano w identyczny sposób jak w przykladzie I. Wyniki tych badan w kolejnych cyklach ilustruje tabela III.Tabela I 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 55 Nr cyklu 1 2 3 4- 5* ekstrakcja ilosc ekstraho¬ wanej miedzi mg 107,6 107,6 107,7 107,8 107,6 stopien ekstrak¬ cji % 15,1 15,1 15,2 15,2 15,1 reekstrakcja 1 ilosc reekstraho- wanej miedzi mg 107,6 107,6 107,7 107,8 107,6 stopien reeks¬ trakcji % 100,0 100,0 100,0 100,0 100,0 Tabela II Nr cyklu 1 2 3 4 1 5 ekstrakcja ilosc ekstraho¬ wanej miedzi (mg) 40,8 38,1 37,6 37,5 37,6 stopien ekstrak¬ cji (%) 5,7 5,3 5,3 5,3 5,3 reekstrakcja 1 ilosc reekstra- howanej miedzi (mg) 37,4 37,6 37,5 37,5 37,6 stopien 1 reeks¬ trakcji (%) 91,7 98,7 . 997 . 100,0 100,0 Tabela III Nr cyklu 1 2 3 4 5 ekstrakcja ilosc ekstraho¬ wanej miedzi mg 100,4 100,3 100,2 100,2 100,4 stopien ekstak- cji % 14,0 14,0 14,0 14,0 14,0 reekstrakcja 1 ilosc reekstra- howanej miedzi mg 100,4 100,3 100,2 100,2 100,4 stopien reeks¬ trakcji % 100,0 100,0 1000 100,0 100,0 | Uzyskane wyniki wskazuja, ze zdolnosc ekstrakcyjna preparatu jest srednio 2-3 krotnie wyzsza od zdolnosci ekstrakcyjnej znanych preparatów znajdujacych sie w han¬ dlu.Tabela IV Nr cyklu 1 2 3 4 I 5 ekstrakcja ilosc ekstraho¬ wanej miedzi mg 109,5 109,4 109,8 109,4 109,7 stopien ekstrak¬ cji % - 15,4 15,3 15,4 15,3 15,4 reekstrakcja } ilosc reekstra- howanej mg 109,5 109,4 109,8 109,4 109,7 stopien J reeks- 1 trakcji 1 % I 100,0 100,0 100,0 100,0 1 100,0 1108 450 5 Przyklad III. Sporzadzono mieszanine o skladzie: 76% wagowych oksymu 2-hydroksy-5-nonylobenzofenonu, 6% wagowych oksymu 2-hydroksybenzofenonu, 6% wa¬ gowych oksymu 4-hydroksybenzofenonu, 5% wagowych oksymu laurynoiny.Wlasciwosci ekstrakcyjne otrzymanej mieszaniny badano w identyczny sposób jak w przykladzie I. Wyniki tych badan w kolejnych cyklach ilustruje tabela IV.Uzyskane wyniki wskazuja, ze zdolnosc ekstrakcyjna preparatu jest srednio 2-3 krotnie wyzsza od zdolnosci ekstrakcyjnej znanych preparatów znajdujacych sie w han¬ dlu.Przyklad IV. Sporzadzono mieszanine o skladzie: 60% wagowych oksymu 2-hydroksy-5-nonylobenzofenonu, 5% wagowych oksymu 2-hydroksybenzofenonu, 4% wa¬ gowych oksymu 4-hydroksybenzofenonu^ 24% wagowych oksymu laurynoiny.Wlasciwosci ekstrakcyjne otrzymanej mieszaniny badano w identyczny sposób jak w przykladzie I. Wyniki tych badan w kolejnych cyklach ilustruje tabela V.Tabela V Nr cyklu 1 2 3 4 5 ekstrakcja ilosc ekstaho- wanej miedzi mg 99,0 98,9 99,0 99,0 99,1 stopien ekstak- cji /o 13,7 13,7 13,7 13,7 13,7 reekstrakcja 1 ilosc reekstra- howanej miedzi mg 99,0 98,9 99,0 99,0 99,1 stopien reeks- trakcji % 1Ó0,0 100,0 100,0 100,0 100,0 1 6 Uzyskane wyniki wskazuja, ze zdolnosc ekstrakcyjna preparatu jest srednio 2-3 krotnie wyzsza od zdolnosci ekstrakcyjnej znanych preparatów znajdujacych sie w han¬ dlu. 5 Zastrzezenie patentowe Sposób ekstrakcji jonów metali niezelaznych z roztwo¬ rów wodnych, w którym roztwór wodny jonów tych metali 10 traktuje sie mieszanina hydrofobowych pochodnych alki¬ lowych oksymów o-hydroksybenzofenonu oraz oksymów a-hydroksyketonów rozpuszczona w nie mieszajacym sie z woda rozpuszczalniku, a uzyskane zwiazki kompleksowe rozpuszczone w tym rozpuszczalniku rozklada sie za pomoca 15 wodnego roztworu kwasu i z uzyskanego roztworu wodnego wydziela sie metale niezelazne przez elektrolize, lub ich sole — przez krystalizacje, znamienny tym, ze do eks¬ trakcji jonów stosuje sie roztwory, w których skladnik aktywny zawiera równoczesnie 1-24 czesci wagowych 20 pochodnych oksymów hydroksybenzofenonów, o ogólnym wzorze 1, w którym Rx i R2 sa równe lub rózne i oznaczaja atom wodoru lub nizsza grupe alkilowa, 55-85 czesci wa¬ gowych pochodnych alkilowych oksymów hydroksybenzo¬ fenonów o ogólnym wzorze 2, w którym Rt ma wyzej 25 podane znaczenie, R3 oznacza grupe alkilowa prostolan- cuchowa lub rozgaleziona, nasycona lub nienasycona, zawierajaca od 7 do 26 atomów wegla, a R4 i R5 sa rózne i oznaczaja atom wodoru lub grupe hydroksylowa, oraz 0,2-25 czesci wagowych oksymu acyloin o ogólnym wzorze 30 3, w którym R* i R7 sa równe lub rózne i oznaczaja grupy alkilowe prostolancuchowe lub rozgalezione, nasycone lub nienasycone, zawierajace sumarycznie nie mniej niz 12 atomów wegla,108 450 UZOY-I R* N-OH Rs Uzot2 OH N-OH I II R6-CH-C-R? wzor3 LZG Z-d 3, Z. 773/1400/80, n. 115+20 egz.Cena 45 zl PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Sposób ekstrakcji jonów metali niezelaznych z roztwo¬ rów wodnych, w którym roztwór wodny jonów tych metali 10 traktuje sie mieszanina hydrofobowych pochodnych alki¬ lowych oksymów o-hydroksybenzofenonu oraz oksymów a-hydroksyketonów rozpuszczona w nie mieszajacym sie z woda rozpuszczalniku, a uzyskane zwiazki kompleksowe rozpuszczone w tym rozpuszczalniku rozklada sie za pomoca 15 wodnego roztworu kwasu i z uzyskanego roztworu wodnego wydziela sie metale niezelazne przez elektrolize, lub ich sole — przez krystalizacje, znamienny tym, ze do eks¬ trakcji jonów stosuje sie roztwory, w których skladnik aktywny zawiera równoczesnie 1-24 czesci wagowych 20 pochodnych oksymów hydroksybenzofenonów, o ogólnym wzorze 1, w którym Rx i R2 sa równe lub rózne i oznaczaja atom wodoru lub nizsza grupe alkilowa, 55-85 czesci wa¬ gowych pochodnych alkilowych oksymów hydroksybenzo¬ fenonów o ogólnym wzorze 2, w którym Rt ma wyzej 25 podane znaczenie, R3 oznacza grupe alkilowa prostolan- cuchowa lub rozgaleziona, nasycona lub nienasycona, zawierajaca od 7 do 26 atomów wegla, a R4 i R5 sa rózne i oznaczaja atom wodoru lub grupe hydroksylowa, oraz 0,2-25 czesci wagowych oksymu acyloin o ogólnym wzorze 30 3, w którym R* i R7 sa równe lub rózne i oznaczaja grupy alkilowe prostolancuchowe lub rozgalezione, nasycone lub nienasycone, zawierajace sumarycznie nie mniej niz 12 atomów wegla,108 450 UZOY-I R* N-OH Rs Uzot2 OH N-OH I II R6-CH-C-R? wzor3 LZG Z-d 3, Z. 773/1400/80, n. 115+20 egz. Cena 45 zl PL