PL240363B1 - Sposób odzyskiwania miedzi(II) z kwaśnych roztworów, zwłaszcza z roztworów odpadowych i potrawiennych - Google Patents
Sposób odzyskiwania miedzi(II) z kwaśnych roztworów, zwłaszcza z roztworów odpadowych i potrawiennych Download PDFInfo
- Publication number
- PL240363B1 PL240363B1 PL431208A PL43120819A PL240363B1 PL 240363 B1 PL240363 B1 PL 240363B1 PL 431208 A PL431208 A PL 431208A PL 43120819 A PL43120819 A PL 43120819A PL 240363 B1 PL240363 B1 PL 240363B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- solution
- copper
- extraction
- concentration
- diaminopyridine
- Prior art date
Links
- 239000000243 solution Substances 0.000 title claims description 89
- JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N Cu2+ Chemical compound [Cu+2] JPVYNHNXODAKFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 51
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 39
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims description 13
- 239000003929 acidic solution Substances 0.000 title claims description 7
- 230000001079 digestive effect Effects 0.000 title claims description 4
- 239000012074 organic phase Substances 0.000 claims description 29
- BSMKTEKNIZMAPT-UHFFFAOYSA-N COC1=CC=C(C(=O)C2=NC(=C(C=C2N)N)C(C2=CC=C(C=C2)OC)=O)C=C1 Chemical compound COC1=CC=C(C(=O)C2=NC(=C(C=C2N)N)C(C2=CC=C(C=C2)OC)=O)C=C1 BSMKTEKNIZMAPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 28
- HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N Chloroform Chemical compound ClC(Cl)Cl HEDRZPFGACZZDS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 26
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 22
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 18
- 239000008346 aqueous phase Substances 0.000 claims description 15
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 claims description 8
- VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N Ammonium hydroxide Chemical compound [NH4+].[OH-] VHUUQVKOLVNVRT-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 235000011114 ammonium hydroxide Nutrition 0.000 claims description 5
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 5
- NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N Ammonium chloride Substances [NH4+].[Cl-] NLXLAEXVIDQMFP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 3
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 42
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 26
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 20
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 20
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 description 12
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 11
- 238000000622 liquid--liquid extraction Methods 0.000 description 10
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- VHNQIURBCCNWDN-UHFFFAOYSA-N pyridine-2,6-diamine Chemical group NC1=CC=CC(N)=N1 VHNQIURBCCNWDN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N Tetrahydrofuran Chemical compound C1CCOC1 WYURNTSHIVDZCO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 description 6
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 4
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 4
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 4
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 3
- ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N Triethylamine Chemical compound CCN(CC)CC ZMANZCXQSJIPKH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 3
- YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N tetrahydrofuran Natural products C=1C=COC=1 YLQBMQCUIZJEEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 150000001721 carbon Chemical group 0.000 description 2
- 229910001431 copper ion Inorganic materials 0.000 description 2
- JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L copper(II) hydroxide Inorganic materials [OH-].[OH-].[Cu+2] JJLJMEJHUUYSSY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 description 2
- 238000000921 elemental analysis Methods 0.000 description 2
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 2
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 2
- UKZFQBGKCLFNFU-UHFFFAOYSA-N (2,3-diaminopyridin-4-yl)-(4-methoxyphenyl)methanone Chemical compound C1=CC(OC)=CC=C1C(=O)C1=CC=NC(N)=C1N UKZFQBGKCLFNFU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N Zinc dication Chemical compound [Zn+2] PTFCDOFLOPIGGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000184 acid digestion Methods 0.000 description 1
- 125000001931 aliphatic group Chemical group 0.000 description 1
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 1
- MXMOTZIXVICDSD-UHFFFAOYSA-N anisoyl chloride Chemical compound COC1=CC=C(C(Cl)=O)C=C1 MXMOTZIXVICDSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000004945 aromatic hydrocarbons Chemical class 0.000 description 1
- 125000003118 aryl group Chemical group 0.000 description 1
- 238000001479 atomic absorption spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 238000001593 atomic mass spectrometry Methods 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 description 1
- FIMJSWFMQJGVAM-UHFFFAOYSA-N chloroform;hydrate Chemical compound O.ClC(Cl)Cl FIMJSWFMQJGVAM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- IYRDVAUFQZOLSB-UHFFFAOYSA-N copper iron Chemical compound [Fe].[Cu] IYRDVAUFQZOLSB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- AEJIMXVJZFYIHN-UHFFFAOYSA-N copper;dihydrate Chemical compound O.O.[Cu] AEJIMXVJZFYIHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 235000014113 dietary fatty acids Nutrition 0.000 description 1
- 230000029087 digestion Effects 0.000 description 1
- 238000000866 electrolytic etching Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 230000003203 everyday effect Effects 0.000 description 1
- 239000000194 fatty acid Substances 0.000 description 1
- 229930195729 fatty acid Natural products 0.000 description 1
- 150000004665 fatty acids Chemical class 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006460 hydrolysis reaction Methods 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000012994 industrial processing Methods 0.000 description 1
- 239000010842 industrial wastewater Substances 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052943 magnesium sulfate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019341 magnesium sulphate Nutrition 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 235000010755 mineral Nutrition 0.000 description 1
- 238000005065 mining Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000069 nitrogen hydride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000007790 solid phase Substances 0.000 description 1
- 238000012916 structural analysis Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Pyridine Compounds (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Description
PL 240 363 B1
Opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku jest sposób odzyskiwania miedzi(ll) z kwaśnych roztworów, zwłaszcza z roztworów odpadowych i potrawiennych.
Miedź jest szeroko stosowana w przemyśle, dzięki swoim właściwościom miedź można znaleźć w materiałach elektrycznych, budownictwie, transporcie oraz w maszynach przemysłowych.
Obserwowany w ostatnich latach znaczący rozwój przemysłu z jednej strony wpływa na poprawę naszego codziennego życia, z drugiej zaś wpływa na degradację środowiska naturalnego. Zakłady przemysłowe generują dużą ilość ścieków. Według Głównego Urzędu statystycznego w 2017 roku w Polsce powstało 7 243,1 hm3 ścieków przemysłowych. Najwięcej nieoczyszczonych ścieków wygenerowało górnictwo i wydobywanie (105,6 hm3) oraz przetwórstwo przemysłowe (26,9 hm3) (GUS, 2018. Ochrona Środowiska 2018, Environment 2018). Na szczególną uwagę zasługują ścieki przemysłu ciężkiego oraz przemysłu galwanicznego, ponieważ mogą zawierać m.in. miedź.
W wielu procesach przemysłowych, szczególnie w procesach galwanicznych po procesie miedziowania powstają roztwory odpadowe i potrawienne zawierające miedź(II). Szczególne problemy stwarzają kwaśne odpadowe i potrawienne roztwory zawierające miedź(Il), ponieważ wymagają oczyszczania przed wprowadzeniem ich do kanalizacji komunalnej. Natomiast z uwagi na szerokie zastosowania miedzi oraz jej wartość rynkową powinno dążyć się do odzysku miedzi znajdującej się w tego rodzaju roztworach.
Z polskiego opisu patentowego nr PL 105481 znany jest sposób oddzielania miedzi z kwaśnych roztworów wodnych za pomocą ekstrakcji ciecz-ciecz, w której ekstrahentem jest rozpuszczalnik organiczny i rozpuszczony w nim hydroksy-oksym o wzorze ogólnym A-C(=NOH)-R (w którym R oznacza atom wodoru lub grupę alifatyczną, A oznacza grupę aromatyczną podstawioną grupą hydroksylową przy pierścieniowym atomie węgla w pozycji 2, przy czym pozycja 1 odnosi się do pierścieniowego atomu węgla, z którym połączona jest grupa -C(=NOH)-R).
Innym znanym sposobem odzyskiwania miedzi jest sposób opisany w polskim opisie patentowym nr PL 108918, który polega na ekstrakcji jonów miedzi(II) na drodze ekstrakcji rozpuszczalnikowej z wodnego roztworu zasilającego zawierającego miedź i żelazo, który polega na kontaktowaniu roztworu zasilającego z fazą organiczną, która zawiera kompozycje reagentową obejmującą ekstrahent hydroksyarylooksymowy. Jony miedzi przechodzą do fazy organicznej podczas ekstrakcji miedzi z wodnego roztworu zasilającego. Kontaktowanie roztworu zasilającego z fazą organiczną zachodzi w co najmniej jednym etapie ekstrakcji obejmującym mieszalnik-odstojnik i co najmniej w jednym etapie usuwania z otrzymaniem obciążonego miedzią elektrolitu, z którego jest wydzielana autolitycznie miedź. Sposób charakteryzuje się tym, że fazę organiczną zawierającą miedź przemywa się, przed usunięciem z niej miedzi, wodnym roztworem myjącym zawierającym przynajmniej część elektrolitu.
Kolejnym znanym sposobem odzyskiwania miedzi jest sposób ujawniony w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym nr WO03054237, w którym proces ekstrakcji metali, szczególnie miedzi odbywa się poprzez kontakt kwasowego roztworu z kompozycją ekstrakcyjną rozpuszczalnika zawierającą niemieszający się z wodą rozpuszczalnik organiczny i ekstrahent, charakteryzujący się tym, że kompozycja ekstrakcyjna zawiera niemieszający się z wodą rozpuszczalnik organiczny, najlepiej o niskiej zawartości węglowodorów aromatycznych i ekstrahent stanowiący 4-acylo-(3H)-pirazol-3-on.
Z brytyjskiego opisu zgłoszeniowego nr GB2413552 znane jest zastosowanie 2-hydroksy-3-n-alkilobenzaldoksymów posiadających alkilowe łańcuchy boczne o liczbie atomów węgla w zakresie od C6 do C10, które są zsyntetyzowane z kwasów tłuszczowych. Sposób według tego wynalazku znajduje zastosowanie do odzysku miedzi ze źródeł mineralnych i odpadów.
Z artykułu naukowego autorstwa Yunhui Zhai, Qun He, Quan Han i Shu’e Duan (Microchim Acta (2012) 178:405-412) znana jest metoda selektywnej ekstrakcji miedzi(ll) i cynku(ll) do fazy stałej z wykorzystaniem nanocząstek o zewnętrznej powłoce modyfikowanej 2,6-diaminopirydyną. Według opisanego w tym artykule sposobie ekstrakcji, zastosowane nanocząstki wykazują właściwości magnetyczne i są mieszane z roztworem zawierającym jony Cu2+ i Zn2+ o pH równym 7. Po 5 minutach mieszania wspomaganego ultradźwiękami, prowadzi się desorpcję jonów za pomocą kwasu solnego.
Celem wynalazku jest opracowanie sposobu odzyskiwania miedzi(ll) o wysokiej wydajności i selektywności z kwaśnych roztworów, zwłaszcza z roztworów odpadowych i potrawiennych.
PL 240 363 B1
Istotą wynalazku jest sposób charakteryzujący się tym, że pH roztworu doprowadza się do wartości 5,8 alkalizując roztwór za pomocą amoniaku albo zakwaszając roztwór za pomocą kwasu azotowego(V). Następnie do roztworu dodaje się ekstrahent będący roztworem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w chloroformie. Przy czym stosunek molowy roztworu ekstrahowanego do ekstrahentu wynosi od 1:100 do 1:1000. A tak uzyskaną mieszaninę ekstrahuje się przez 0,5-1,0 godziny, poprzez intensywne mieszanie w zakresie od 200 obr./min. do 300 obr./min., w temperaturze od 20°C do 30°C. Następnie w znany sposób oddziela się fazę wodną od fazy organicznej, a fazę organiczną zawierającą jony miedzi(Il) poddaje się procesowi wydzielania tego jonu.
Korzystnie, gdy roztwór amoniaku ma stężenie od 0,15 M do 0,25 M, korzystnie, gdy roztwór amoniaku ma stężenie 0,2 M.
Korzystnie, gdy kwas azotowy(V) ma stężenie od 0,01 M do 0,05 M, korzystnie, gdy kwas azotowy(V) ma stężenie 0,02 M.
Korzystnie, gdy stosunek molowy roztworu ekstrahowanego do ekstrahentu wynosi 1:1000.
Korzystnie, gdy mieszaninę ekstrahuje się przez 1 godzinę.
Korzystnie, gdy mieszaninę miesza się intensywne z prędkością 240 obr./min.
Korzystnie, gdy mieszaninę miesza się intensywne w temperaturze 25°C.
Sposób według wynalazku pozwala na szybki i wysoce wydajny odzysk miedzi(ll) z kwaśnych roztworów, zwłaszcza z roztworów odpadowych i potrawiennych za pomocą 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny. Dzięki sposobowi według wynalazku uzyskuje się wysoki odzysk miedzi(II), tj. stosowanie 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny o stężeniu równym 0,0001 M pozwala na uzyskanie 91% odzysku jonów miedzi(II), a dla stężenia równego 0,001 M odzysk tego metalu wynosi 99%. W przypadku stosowania 2,6-diaminopirydyny o stężeniu równym 0,001 M i 0,0001 M odzysk jonów miedzi(Il) wynosi odpowiednio 83% i 3%, co oznacza, że 10-krotne zmniejszenie stężenia 2,6-diaminopirydyny powoduje drastyczny spadek wydajności ekstrakcji jonów miedzi(II).
Wynalazek ilustrują następujące przykłady wykonania.
P r z y k ł a d I
Syntezę 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny przeprowadzono w następujących etapach, zgodnie z opisem przedstawionym w artykule opublikowanym w Journal of Organic Chemistry 2013.78,7582-7593.
Do mechanicznie mieszanego roztworu 2,6-diaminopirydyny z trietyloaminą (w stosunku molowym równym 1:3) w tetrahydrofuranie w temperaturze 4°C dodawano kroplami roztwór chlorku 4-metoksybenzoilu w tetrahydrofuranie przez 15 minut. Następnie tak otrzymany roztwór mieszano przez noc, a potem ten roztwór odparowano i przemyto mieszaniną chloroform-woda. Potem warstwa chloroformowa została przemyta wodą, a następnie wysuszona za pomocą MgSO4 i pozostawiona do odparowania. Uzyskaną pozostałość rekrystalizowano z mieszaniny tetrahydrofuranu i heksanu.
Tak uzyskany związek został poddany analizie elementarnej oraz analizie strukturalnej NMR. Analiza elementarna potwierdziła procentową zawartość węgla, wodoru, azotu i tlenu (zawartość teoretyczna (%): C: 66,8, H: 5,07, N: 11,13, O: 16.96. zawartość zmierzona (%): C: 66,75, H: 5,21, N: 10.98). Analiza strukturalna NMR potwierdziła, że otrzymanym związkiem jest 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyna. Wyniki analizy strukturalnej NMR są następujące: (1H, TMS, DMSO) 10,35 (2H, bs), 8,00 (4H, d, J=8,8Hz), 7,85 (3H, m), 7,05 (4H, d, J=8,8Hz), 3,83 (6H, s); (13C.TMS, DMSO) 165,5, 162,7, 151,1, 140,3, 130,3, 126,6, 114,2, 111,0, 55,9: (15N, NH3, DMSO 55,8, 114,4, 130,4. Wyznaczono również temperaturę topnienia uzyskanego związku i wynosiła ona 276-278°C.
W celu przeprowadzenia procesu ekstrakcji jonów miedzi(II) z roztworu za pomocą 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny konieczne było sporządzenie dwóch roztworów: wodnego i organicznego. Roztwór wodny sporządzono przez rozpuszczenie w wodzie soli Cu(NOs)2 oraz dodanie wody amoniakalnej, tak aby stężenia jonów miedzi(II) oraz amoniaku wynosiły odpowiednio 0,1 M i 0,2 M, a pH roztworu miało wartość 5,8. Amoniak został dodany do roztworu w celu utrzymania stałego pH podczas procesu ekstrakcji i uniknięcia strącania się wodorotlenku miedzi(II) w wyniku reakcji hydrolizy, która zachodzi przy pH powyżej 7.5. Roztwór organiczny sporządzono przez rozpuszczenie odpowiedniej ilości 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w chloroformie, tak aby jej stężenie było równe 0,001 M.
Następnie do pięciu wyskalowanych probówek dodano po 4,5 cm3 wcześniej sporządzonego roztworu wodnego uzyskując w ten sposób fazę wodną. Do tych samych probówek wprowadzono następnie różne objętości wcześniej przygotowanego roztworu organicznego oraz chloroformu tak, aby obję
PL 240 363 Β1 tość fazy organicznej równała się objętości fazy wodnej. Stężenia 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w przygotowanych próbach wynosiły odpowiednio 0,00010, 0,00025, 0,0005, 0,00075, 0,00100 M. Probówki umieszczono w wytrząsarce i wytrząsano z prędkością 240 obr./min. w temperaturze 25°C przez 1 godzinę.
Następnie sprawdzono, czy zaszły jakiekolwiek zmiany objętości faz, po czym fazę wodną oddzielono od fazy organicznej. Za pomocą pehametru zmierzono pH fazy wodnej. Natomiast stężenie jonów miedzi(ll) w fazie wodnej określono za pomocą atomowej spektrometrii mas.
Procentową ekstrakcję miedzi(ll) obliczono, korzystając z równania 1:
0/ F _ DCuW wo% /oEcum - - (1) gdzie: ΎοΕ^η oznacza procentową ekstrakcję miedzi(ll); D^,,^ oznacza stosunek rozkładu jonów Cu(ll) pomiędzy fazami; Vaq oraz Vorgoznacza odpowiednio objętość fazy wodnej oraz organicznej.
Stosunek rozkładu jonów metalu (DCuiIIy) ujęty we równaniu (1) obliczono na podstawie równania (2):
_ Ccu(jr)(org) _ _ EcuCIIf l/cuun - 7 - 7 (4) ^Cu^II^aą) ^Cu^II^aą) gdzie: D^,,^ oznacza stosunek rozkładu miedzi(ll), Cc°u(II) oznacza początkowe stężenie jonów miedzi(ll); CCug1Xorg)) oznacza stężenie jonów miedzi(ll) w fazie organicznej po procesie ekstrakcji; Ecu(ii)(aQ) oznacza stężenie jonów miedzi(lI) w fazie wodnej po procesie ekstrakcji.
Tabela 1 przedstawia zależność pomiędzy procentowym odzyskiem jonów miedzi(ll) a stężeniem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w fazie organicznej.
Tabela 1. Zależność pomiędzy stężeniem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w fazie organicznej a procentowym odzyskiem jonów miedzi(ll)
| Stężenie 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)diaminopirydyny w fazie organicznej (M) | %E CuUI) (%) |
| 0,00010 | 91.98 |
| 0.00025 | 93.16 |
| 0.00050 | 95,49 |
| 0.00075 | 97.83 |
| 0.00100 | 99,13 |
Najwyższy procent ekstrakcji miedzi(ll) wynoszący 99,13% otrzymano dla stężenia miedzi(ll) w fazie organicznej równego 0,00100 M, natomiast najniższy %Ecu(ii) zaobserwowano dla stężenia miedzi(ll) równego 0,0001 M.
Porównano procent ekstrakcji miedzi(ll) z wykorzystaniem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny i znanego w stanie techniki ekstrahentu - 2,6-diaminopirdyny. W tabeli 2 przedstawiono zależność pomiędzy procentowym odzyskiem jonów miedzi(ll), a stężeniem 2,6-diaminopirydyny w fazie organicznej.
PL 240 363 Β1
Tabela 2. Zależność pomiędzy stężeniem 2,6-diaminopirydyny w fazie organicznej a procentowym odzyskiem jonów miedzi(lI)
| Stężenie 2.6-diaminopirydyny w fazie organicznej (M) | %ECu<ii)(%) |
| 0,00010 | 3,09 |
| 0,00025 | 36,32 |
| 0.0005 | 42,25 |
| 0,00075 | 62.45 |
| 0,00100 | 83,53 |
Najwyższy procent ekstrakcji miedzi (83,53%) otrzymano dla stężenia ekstrahenta 0,00100 M w fazie organicznej, natomiast najniższy %Ecu(ii) (3,09%) zaobserwowano dla stężenia 0,00010 M. Uzyskane wyniki powyższych badań potwierdzają, że sposób wg wynalazku umożliwia wyższy odzysk jonów miedzi(ll) z kwaśnych roztworów niż zastosowanie znanego w stanie techniki sposobu ekstrakcji ciecz-ciecz z wykorzystaniem 2,6-diaminopirydyny.
P rzy kład II
Do przeprowadzenia ekstrakcji ciecz-ciecz użyto 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydynę otrzymaną jak w przykładzie I. Do kwaśnego elektrolitu, otrzymanego po procesie miedziowania o stężeniu miedzi(ll) równym 0,001 M i o pH równym 4,0 dodano amoniak o stężeniu 0,15 M alkalizując roztwór do pH równego 5,8. Przed ekstrakcją wyznaczono zawartość miedzi(ll) w roztworze kwaśnego elektrolitu za pomocą absorpcyjnej spektrometrii atomowej. Następnie do roztworu dodano ekstrahent będący roztworem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w chloroformie, tak, że stosunek molowy roztworu ekstrahującego do ekstrahentu wynosi od 1:100. Mieszaninę ekstrahowano przez 30 minut intensywnego mieszania z prędkością 200 obr./min w temperaturze 20°C. Następnie oddzielono fazę wodną od organicznej w znany sposób tj. w rozdzielaczu, kolejno przeprowadzono reekstrakcję jonów miedzi(ll) z fazy organicznej przy pomocy kwasu azotowego(V). Uzyskany roztwór po reekstrakcji stanowił 0,01 M roztwór miedzi(ll).
Przykład III
Do przeprowadzenia ekstrakcji ciecz-ciecz użyto 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydynę otrzymaną jak w przykładzie I. Do kwaśnego roztworu odpadowego miedzi(ll) o stężeniu równym 0.0025 M i o pH równym 6,0 otrzymanego po miedziowaniu metodą galwanizacji dodano kwas azotowy(V) o stężeniu 0,01 M zakwaszając ten roztwór do pH równego 5,8. Następnie do roztworu dodano ekstrahent będący roztworem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w chloroformie, tak, że stosunek molowy roztworu ekstrahującego do ekstrahentu wynosił od 1:500. Mieszaninę ekstrahowano przez 45 minut intensywnego mieszania z prędkością 240 obr./min. W temperaturze 25°C. Następnie oddzielono w znany sposób fazę wodną od fazy organicznej tj. w rozdzielaczu, kolejno przeprowadzono reekstrakcję przy użyciu kwasu azotowego(V). Uzyskany roztwór po reekstrakcji stanowił 0,01 M roztwór miedzi(ll).
Przykład IV
Do przeprowadzenia ekstrakcji ciecz-ciecz użyto 2.6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydynę otrzymaną jak w przykładzie I. Do kwaśnego roztworu potrawiennego, po trawieniu elektrolitycznym o stężeniu miedzi(ll) równym 0,005 M i o pH równym 3,5 dodano amoniak o stężeniu 0,2 M alkalizując ten roztwór do pH równego 5,8. Następnie do roztworu dodano ekstrahent będący roztworem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w chloroformie, tak, że stosunek molowy roztworu ekstrahującego do ekstrahentu wynosi od 1:1000. Mieszaninę ekstrahowano przez 60 minut intensywnego mieszania
PL 240 363 B1 z prędkością 300 obr./min w temperaturze 30°C. Następnie oddzielono w znany sposób fazę wodną od fazy organicznej tj. w rozdzielaczu, kolejno przeprowadzono reekstrakcję przy użyciu kwasu azotowego(V). Uzyskany roztwór po reekstrakcji stanowił 0,006 M roztwór miedzi(ll).
P r z y k ł a d V
Do przeprowadzenia ekstrakcji ciecz-ciecz użyto 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydynę otrzymaną jak w przykładzie I. Do mieszaniny kwaśnego roztworu potrawiennego i odpadowego użytych w przykładzie III i IV o stężeniu miedzi(ll) równym 0,00625 M i o pH równym 5,0 dodano amoniak o stężeniu 0,25 M alkalizując ten roztwór do pH równego 5,8. Następnie do roztworu dodano ekstrahent będący roztworem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w chloroformie, tak, że stosunek molowy roztworu ekstrahującego do ekstrahentu wynosi od 1 : 1000. Mieszaninę ekstrahowano przez 60 minut intensywnego mieszania z prędkością 300 obr./min. w temperaturze 30 °C. Następnie oddzielono w znany sposób fazę wodną od fazy organicznej tj. w rozdzielaczu, kolejno przeprowadzono reekstrakcję przy użyciu kwasu azotowego(V). Uzyskany roztwór po reekstrakcji stanowił 0,0075 M roztwór miedzi(ll).
P r z y k ł a d Vl
Do przeprowadzenia ekstrakcji ciecz-ciecz użyto 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydynę otrzymaną jak w przykładzie I. Do kwaśnego roztworu odpadowego będącego zużytymi roztworami popłucznymi między kąpielami galwanicznymi o stężeniu miedzi(Il) równym 0,0075 M i o pH równym 6,0 dodano kwas azotowy(V) o stężeniu 0,02 M zakwaszając ten roztwór do pH równego 5,8. Następnie do roztworu dodano ekstrahent będący roztworem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w chloroformie, tak, że stosunek molowy roztworu ekstrahującego do ekstrahentu wynosi od 1:750. Mieszaninę ekstrahowano przez 45 minut intensywnego mieszania z prędkością 300 obr./min w temperaturze 25°C. Następnie oddzielono w znany sposób fazę wodną od fazy organicznej tj. w rozdzielaczu, kolejno przeprowadzono reekstrakcję przy użyciu kwasu azotowego(V). Uzyskany roztwór po reekstrakcji stanowił 0,011 M roztwór miedzi(II).
P r z y k ł a d Vl
Do przeprowadzenia ekstrakcji ciecz-ciecz użyto 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydynę otrzymaną jak w przykładzie I. Do kwaśnego roztworu odpadowego będącego zużytymi kąpielami galwanicznymi o stężeniu miedzi(ll) równym 0,01 M i o pH równym 6,0 dodano kwas azotowy(V) o stężeniu 0,05 M zakwaszając ten roztwór do pH równego 5,8. Następnie do roztworu dodano ekstrahent będący roztworem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w chloroformie, tak, że stosunek molowy roztworu ekstrahującego do ekstrahentu wynosi od 1:250. Mieszaninę ekstrahowano przez 60 minut intensywnego mieszania z prędkością 240 obr./min w temperaturze 25°C. Następnie oddzielono w znany sposób fazę wodną od fazy organicznej tj. w rozdzielaczu, kolejno przeprowadzono reekstrakcję przy użyciu kwasu azotowego(V). Uzyskany roztwór po reekstrakcji stanowił 0.04 M roztwór miedzi(ll).
P r z y k ł a d Vll
Do przeprowadzenia ekstrakcji ciecz-ciecz użyto 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydynę otrzymaną jak w przykładzie I. Do kwaśnego roztworu odpadowego po usuwaniu zgorzeliny przed procesem nakładania powłok galwanicznych o stężeniu miedzi(II) równym 0,01 M i o pH równym 6,5 dodano kwas azotowy(V) o stężeniu 0,02 M zakwaszając ten roztwór do pH równego 5,8. Następnie do roztworu dodano ekstrahent będący roztworem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w chloroformie, tak, że stosunek molowy roztworu ekstrahującego do ekstrahentu wynosi od 1:100. Mieszaninę ekstrahowano przez 60 minut intensywnego mieszania z prędkością 240 obr./min w temperaturze 25°C. Następnie oddzielono w znany sposób fazę wodną od fazy organicznej tj. w rozdzielaczu, kolejno przeprowadzono reekstrakcję przy użyciu kwasu azotowego(V). Uzyskany roztwór po reekstrakcji stanowił 0,1 M roztwór miedzi(ll).
P r z y k ł a d Vlll
Do przeprowadzenia ekstrakcji ciecz-ciecz użyło 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydynę otrzymaną jak w przykładzie I. Do kwaśnego roztworu elektrolitu o stężeniu miedzi(II) równym 0,1 M i o pH równym 1,5 dodano amoniak, o stężeniu 0,4 M alkalizując ten roztwór do pH równego 5.8. Następnie do roztworu dodano ekstrahent będący roztworem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)-diaminopirydyny w chloroformie, tak, że stosunek molowy roztworu ekstrahującego do ekstrahentu wynosi od 1:100. Mieszaninę ekstrahowano przez 60 minut intensywnego mieszania z prędkością 240 obr./min w temperaturze 25°C. Następnie oddzielono w znany sposób fazę wodną od fazy organicznej tj. w rozdzielaczu, kolejno przeprowadzono reekstrakcję przy użyciu kwasu azotowego(V). Uzyskany roztwór po reekstrakcji stanowił 1 M roztwór miedzi(II).
Claims (9)
- PL 240 363 B1Zastrzeżenia patentowe1. Sposób odzyskiwania miedzi(ll) z kwaśnych roztworów, zwłaszcza z roztworów odpadowych i potrawiennych, znamienny tym, że pH roztworu doprowadza się do wartości 5,8 alkalizując roztwór za pomocą amoniaku albo zakwaszając roztwór za pomocą kwasu azotowego(V). następnie, do roztworu dodaje się ekstrahent będący roztworem 2,6-bis(4-metoksybenzoilo)diaminopirydyny w chloroformie, przy czym stosunek molowy roztworu ekstrahowanego do ekstrahentu wynosi od 1:100 do 1:1000, a tak uzyskaną mieszaninę ekstrahuje się przez 0,5-1,0 godziny, poprzez intensywne mieszanie w zakresie od 200 obr./min. do 300 obr./min., w temperaturze od 20°C do 30°C, następnie w znany sposób oddziela się fazę wodną od fazy organicznej, a, fazę organiczną zawierającą jony miedzi(II) poddaje się procesowi wydzielania tego jonu.
- 2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że roztwór amoniaku ma stężenie od 0,15 M do 0,25 M.
- 3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że roztwór amoniaku ma stężenie 0,2 M.
- 4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że kwas azotowy(V) ma stężenie od 0,01 M do 0,05 M.
- 5. Sposób według zastrz. 4, znamienny tym, że kwas azotowy(V) ma stężenie 0,02 M.
- 6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosunek molowy roztworu ekstrahowanego do ekstrahentu wynosi 1:1000.
- 7. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę ekstrahuje się przez 1 godzinę.
- 8. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę miesza się intensywnie z prędkością 240 obr./min.
- 9. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę miesza się intensywnie w temperaturze 25°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL431208A PL240363B1 (pl) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | Sposób odzyskiwania miedzi(II) z kwaśnych roztworów, zwłaszcza z roztworów odpadowych i potrawiennych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL431208A PL240363B1 (pl) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | Sposób odzyskiwania miedzi(II) z kwaśnych roztworów, zwłaszcza z roztworów odpadowych i potrawiennych |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL431208A1 PL431208A1 (pl) | 2021-03-22 |
| PL240363B1 true PL240363B1 (pl) | 2022-03-21 |
Family
ID=75107964
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL431208A PL240363B1 (pl) | 2019-09-19 | 2019-09-19 | Sposób odzyskiwania miedzi(II) z kwaśnych roztworów, zwłaszcza z roztworów odpadowych i potrawiennych |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| PL (1) | PL240363B1 (pl) |
-
2019
- 2019-09-19 PL PL431208A patent/PL240363B1/pl unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL431208A1 (pl) | 2021-03-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7175756B2 (ja) | 有価金属の回収方法 | |
| US9322104B2 (en) | Recovering lead from a mixed oxidized material | |
| CN219409855U (zh) | 从锂离子电池的黑色物质中提取金属的装置 | |
| JP7198081B2 (ja) | 有価金属の回収方法 | |
| RU2726618C1 (ru) | Способ получения растворов, содержащих никель или кобальт | |
| JP5539851B2 (ja) | 精製ニッケル溶液の調製方法、ニッケル地金の製造方法及び炭酸ニッケルの製造方法 | |
| FI120052B (fi) | Menetelmä syövytysliuoksen käsittelemiseksi ja uudelleenkäyttämiseksi | |
| RU2568225C1 (ru) | Способ извлечения меди (+2) из отработанных растворов | |
| TWI757917B (zh) | 高純度硫酸鈷溶液之製造方法、及硫酸鈷之製造方法 | |
| JP2022108703A (ja) | 硫酸コバルトの製造方法 | |
| CN101519729A (zh) | 一种用铜转炉烟灰制备三盐基硫酸铅的方法 | |
| PL240363B1 (pl) | Sposób odzyskiwania miedzi(II) z kwaśnych roztworów, zwłaszcza z roztworów odpadowych i potrawiennych | |
| JP6929240B2 (ja) | 電池用硫酸コバルトの製造方法 | |
| US4434002A (en) | Process for production of high-purity metallic iron | |
| JP2022138401A (ja) | 塩化コバルトの製造方法 | |
| JP7156491B1 (ja) | 硫酸コバルトの製造方法 | |
| JP2022110782A (ja) | 硫酸コバルトの製造方法 | |
| US5624650A (en) | Nitric acid process for ferric sulfate production | |
| Domańska et al. | Recovery of Metals from the “Black Mass” of Waste Portable Li-Ion Batteries with Choline Chloride-Based Dess and Bi-Functional Ionic Liquids by Solvent Extraction | |
| US9493857B2 (en) | Valuable-metal extraction method | |
| RU2258672C1 (ru) | Способ получения карбоната цинка основного из водных растворов хлорсодержащих цинковых отходов | |
| Córdoba et al. | A method for the selective recovery of bismuth from solid impurity streams generated during the primary production of copper | |
| JPH11236218A (ja) | 硫酸銀の回収方法 | |
| RU2640704C1 (ru) | Способ цементации меди из медьсодержащих растворов | |
| PL246752B1 (pl) | Nowe amoniowe ciecze jonowe, sposób ich otrzymywania oraz ich zastosowanie |