RU2155818C1

RU2155818C1 - Method of extraction of copper from aqueous solutions

Info

Publication number: RU2155818C1
Application number: RU99121073/02A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Воропанова; В.Н. Титухина; Ю.Е. Крутских
Original assignee: Воропанова Лидия Алексеевна
Priority date: 1999-10-06
Filing date: 1999-10-06
Publication date: 2000-09-10

Abstract

FIELD: non-ferrous and ferrous metallurgy, more particularly purification of industrial and domestic flows. SUBSTANCE: extraction of copper is carried out using vegetable oil as extracting agent at pH of equal or more than 4 and regulating pH value for not longer than 4.5 h. Method makes it possible to increase copper recovery, and process is both economical and safe. EFFECT: more efficient extraction method. 4 ex, 1 tbl

Description

Способ экстракции меди из водных растворов относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. The method of extraction of copper from aqueous solutions relates to the field of extraction of substances with organic extractants from aqueous solutions and can be used in non-ferrous and ferrous metallurgy, as well as for the treatment of industrial and domestic wastes.

Известны способы извлечения меди экстракцией нейтральными органическими растворителями (трибутилфосфатом, спиртами, эфирами), катионобменными органическими растворителями [Бубнов В.К. и другие. Теория и практика добычи полезных ископаемых для комбинированных способов выщелачивания.- Алма-Ата, 1992, с. 213-215]. Known methods for the extraction of copper by extraction with neutral organic solvents (tributyl phosphate, alcohols, ethers), cation exchange organic solvents [Bubnov V.K. and others. Theory and practice of mining for combined methods of leaching. - Alma-Ata, 1992, p. 213-215].

Недостатками способов являются относительная дороговизна используемых экстрагентов, их летучесть и способность к воспламенению. The disadvantages of the methods are the relative high cost of the extractants used, their volatility and the ability to ignite.

Наиболее близким техническим решением является экстракция меди смесью непредельных карбоновых кислот состава, мас.%: 20 - 30 олеиновой, 20 - 40 линолевой, 40 эруковой и 2 - 9 пальмитиновой в интервале pH 4-8 [Бубнов В.К. и другие. Теория и практика добычи полезных ископаемых для комбинированных способов выщелачивания.- Алма-Ата, 1992, с. 522.]. The closest technical solution is the extraction of copper with a mixture of unsaturated carboxylic acids of the composition, wt.%: 20 - 30 oleic, 20 - 40 linoleic, 40 erucic and 2 - 9 palmitic in the pH range of 4-8 [Bubnov V.K. and others. Theory and practice of mining for combined methods of leaching. - Alma-Ata, 1992, p. 522.].

Недостатком способа является относительная дороговизна используемых экстрагентов. The disadvantage of this method is the relative high cost of the extractants used.

Задачей изобретения является создание эффективного и недорогого селективного способа извлечения меди из водных растворов с использованием менее летучего экстрагента. The objective of the invention is to provide an effective and inexpensive selective method for the extraction of copper from aqueous solutions using a less volatile extractant.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в высокой степени эффективности извлечения меди из водных растворов с одновременной экономичностью и безопасностью процесса. The technical result that can be achieved by carrying out the invention consists in a high degree of efficiency of extracting copper from aqueous solutions with simultaneous economical and safe process.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе экстракции меди из водного раствора, включающем контакт экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, в качестве экстрагента используют растительные масла, а экстракцию осуществляют при pH ≥ 4 и регулировании величины pH в течение не более 4,5 ч. This technical result is achieved by the fact that in the known method for extracting copper from an aqueous solution, including contacting the extractant and the solution, mixing the mixture, settling and phase separation, vegetable oils are used as the extractant, and extraction is carried out at pH ≥ 4 and the pH value is adjusted over no more than 4.5 hours

Сущность способа поясняется данными таблицы, в которой указаны концентрация меди в исходных растворах, время экстракции при заданной величине pH, концентрация меди и величина pH в осветленной водной фазе, коэффициент распределения, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций меди в органической и водной фазах, указана также окраска органической и водной фаз по окончании экстракции. The essence of the method is illustrated by the data in the table, which shows the concentration of copper in the initial solutions, the extraction time at a given pH value, the concentration of copper and pH in the clarified aqueous phase, the distribution coefficient, calculated as the ratio of the equilibrium copper concentrations in the organic and aqueous phases, also indicates the color organic and aqueous phases after extraction.

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал сульфат меди с концентрацией 500 мг/дм³ по меди и pH 5,15.In the considered examples, the initial aqueous solution contained copper sulfate with a concentration of 500 mg / dm ³ for copper and a pH of 5.15.

В качестве экстрагента использовали растительные масла: подсолнечное, оливковое, кукурузное и соевое. As an extractant used vegetable oils: sunflower, olive, corn and soy.

Экстрагент добавляли к исходному раствору медного купороса объемом 190 см³ в количестве 10 см³ (5% объемн.). Перемешивание и поддержание заданного значения pH осуществляли до тех пор, пока в дальнейшем кислотно-основные характеристики системы изменялись незначительно. Однако для большей гарантии достижения равновесия контакт органической и водной фаз осуществляли не менее суток. По достижении равновесия между органической и осветленной водной фазами органическую фазу отделяли от водной, в последней определяли величину pH и остаточную концентрацию меди. Для поддержания заданного значения pH раствора в процессе экстракции в качестве нейтрализаторов использовали растворы щелочи NaOH и кислоты H₂SO₄.The extractant was added to the initial solution of copper sulfate with a volume of 190 cm ³ in an amount of 10 cm ³ (5% vol.). Stirring and maintaining the desired pH value was carried out until, in the future, the acid-base characteristics of the system changed slightly. However, for a greater guarantee of achieving equilibrium, the contact of the organic and aqueous phases was carried out for at least a day. Upon reaching equilibrium between the organic and clarified aqueous phases, the organic phase was separated from the aqueous phase; in the latter, the pH value and residual copper concentration were determined. To maintain a given pH value of the solution during the extraction, solutions of alkali NaOH and acid H ₂ SO _{4 were} used as neutralizers.

Используя значения концентраций меди в водном растворе - исходном и после экстракции, рассчитывали коэффициент распределения меди между органической и водной фазами. Using the values of the copper concentrations in the aqueous solution, the initial one and after extraction, the distribution coefficient of copper between the organic and aqueous phases was calculated.

Экспериментальные данные, полученные при комнатной температуре, представлены в таблице. The experimental data obtained at room temperature are presented in the table.

Пример 1 (табл., п. 1). Example 1 (tab., P. 1).

В качестве экстрагента использовали подсолнечное масло, сорт "Кубанский", нерафинированное (ТОО "Юг", сельскохозяйственное производственное объединение, Россия, г. Армавир). As an extractant used sunflower oil, grade "Kuban", unrefined (LLP "South", agricultural production association, Russia, Armavir).

Заданное значение pH поддерживали в течение 4,0 - 4,5 ч, в дальнейшем величина pH изменялась незначительно. Лучшие результаты экстракции получены при pH ≥ 5 при времени экстракции не более 4,5 ч. Максимальное значение коэффициента распределения D = 1004,89 получено при pH 11,26. Минимальная остаточная концентрация C = 2 мг/дм³ Cu(II) получена при pH 9,29.The set pH value was maintained for 4.0–4.5 h; subsequently, the pH changed insignificantly. The best extraction results were obtained at pH ≥ 5 at an extraction time of not more than 4.5 hours. The maximum value of the distribution coefficient D = 1004.89 was obtained at pH 11.26. The minimum residual concentration C = 2 mg / dm ³ Cu (II) was obtained at pH 9.29.

Осадки образуются в следующих условиях: pH 5,24 5,99 7,61 8,35 9,29 10,45 12,45
Цвет осадка голуб., бирюз., голуб., голуб., голуб., голуб., корич.Precipitation occurs under the following conditions: pH 5.24 5.99 7.61 8.35 9.29 10.45 12.45
Color sediment blue., Turquoise., Cyan., Cyan., Cyan., Cyan., Brown.

Пример 2 (табл., п. 2). Example 2 (tab., P. 2).

В качестве экстрагента использовали оливковое масло, продукция и упаковка ACEITES DEL SUR. S.A. FORMERLY ACEITER V.J. LUCA DETEN AS. A. SEVILLA ESPANA. As an extractant used olive oil, products and packaging ACEITES DEL SUR. S.A. FORMERLY ACEITER V.J. LUCA DETEN AS. A. SEVILLA ESPANA.

Заданное значение pH поддерживали в течение 0,1-4,5 ч, в дальнейшем величина pH изменялась незначительно. Лучшие результаты экстракции получены при pH ≥ 4 при времени экстракции не более 4,5 ч, при этом коэффициенты распределения имели значения D = 19,72 - 4588,50. Максимальное значение D = 4588,50 получено при pH 7,79 - 8,36. Минимальная остаточная концентрация C = 2 мг/дм³ Cu (II) получена при pH 7,79.The set pH value was maintained for 0.1–4.5 h; subsequently, the pH changed insignificantly. The best extraction results were obtained at pH ≥ 4 at an extraction time of not more than 4.5 hours, while the distribution coefficients were D = 19.72 - 4588.50. The maximum value of D = 4588.50 was obtained at a pH of 7.79 - 8.36. The minimum residual concentration C = 2 mg / dm ³ Cu (II) was obtained at pH 7.79.

Осадки образуются в следующих условиях:
pH 5,51 6,49 10,15 10,42
Цвет осадка зеленов.-голуб., голуб., голуб., голуб.Precipitation occurs under the following conditions:
pH 5.51 6.49 10.15 10.42
The color of sediment is green-blue, blue, blue, blue.

Пример 3 (табл., п. 3). Example 3 (tab., P. 3).

В качестве экстрагента использовали кукурузное масло, изготовитель БМК, г. Беслан, Россия, РСО - Алания. As an extractant used corn oil, manufacturer BMK, Beslan, Russia, North Ossetia-Alania.

Заданное значение pH поддерживали в течение 0,1 - 4,0 ч, в дальнейшем величина pH изменялась незначительно. Лучшие результаты экстракции получены при pH ≥ 4 при времени экстракции не более 4 ч, при этом коэффициенты распределения имели значение от D = 20,28 до D > 10000. Максимальное значение D > 10000 получено при pH 7,36 - 7,70 и 10,4. Минимальная остаточная концентрация C < 1 мг/дм³ Cu (II) получена при pH 7,36 - 7,70 и 10,40.The set pH value was maintained for 0.1–4.0 h; subsequently, the pH value changed insignificantly. The best extraction results were obtained at pH ≥ 4 with an extraction time of not more than 4 h, while the distribution coefficients ranged from D = 20.28 to D> 10000. The maximum value of D> 10000 was obtained at pH 7.36 - 7.70 and 10 ,4. The minimum residual concentration of C <1 mg / dm ³ Cu (II) was obtained at pH 7.36 - 7.70 and 10.40.

Осадок бирюзового цвета образуется при pH 5,31. A turquoise precipitate forms at pH 5.31.

Пример 4 (табл., п. 4). Example 4 (table, p. 4).

В качестве экстрагента использовали соевое масло рафинированное, изготовитель. АОН ALGEMTNT OLIEHANDEL B.V. UTRECHT - HOLLAND. The extractant used was refined soybean oil, manufacturer. Caller ID ALGEMTNT OLIEHANDEL B.V. UTRECHT - HOLLAND.

Заданное значение pH поддерживали в течение 0,7- 2,5 ч, в дальнейшем величина pH изменялась незначительно. Лучшие результаты экстракции получены при pH ≥ 5 при времени экстракции не более 2,5 ч. Минимальная остаточная концентрация C = 14 мг/дм³ Cu (II) получена при pH 5,91.The set pH value was maintained for 0.7–2.5 h; subsequently, the pH value changed insignificantly. The best extraction results were obtained at pH ≥ 5 at an extraction time of no more than 2.5 hours. The minimum residual concentration C = 14 mg / dm ³ Cu (II) was obtained at pH 5.91.

Осадки образуются в следующих условиях:
pH 5,06 5,91 7,59 8,05 9,64 10,9 11,19
Цвет осадка голубой, коричневый, темно-коричневый
Предлагаемый экстракционный способ извлечения меди может быть применен при обработке технологических растворов, сточных вод промышленных предприятий, шламов после осаждения тяжелых металлов гальванических производств, шахтных и рудничных вод, растворов кучного и подземного выщелачивания и т.п.Precipitation occurs under the following conditions:
pH 5.06 5.91 7.59 8.05 9.64 10.9 11.19
Color sediment blue, brown, dark brown
The proposed extraction method for the extraction of copper can be applied in the processing of technological solutions, wastewater from industrial enterprises, sludges after deposition of heavy metals from galvanic plants, mine and mine waters, heap and underground leaching solutions, etc.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом повышает извлечение меди при одновременной экономичности и безопасности процесса. The proposed method in comparison with the prototype increases the extraction of copper at the same time cost-effectiveness and process safety.

Claims

A method of extracting copper from an aqueous solution, including contacting the extractant and the solution, mixing the mixture, settling and phase separation, characterized in that vegetable oils are used as the extractant, and the extraction is carried out at pH ≥ 4 and the pH value is regulated for no more than 4.5 h