RU2186137C1

RU2186137C1 - Method of recovering cobalt from aqueous solutions

Info

Publication number: RU2186137C1
Application number: RU2001101961/02A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Воропанова; Ю.Е. Крутских; В.Н. Титухина
Original assignee: Воропанова Лидия Алексеевна
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2002-07-27

Abstract

FIELD: hydrometallurgy and waste water treatment. SUBSTANCE: method involves, as reagent, CYANEX 272, whose active component is di(2,4,4- trimethylpentyl)phosphinic acid, cobalt is recovered by extraction at pH > 3, in particular at 4 ≤ pH <8, extraction pH being controlled for no longer than 1 h, whereas precipitation of cobalt from aqueous solution with reagent is performed at pH ≥ 8. EFFECT: increased degree of cobalt recovery within a wide pH range. 3 cl, 2 tbl

Description

Способ извлечения кобальта из водных растворов относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами и реагентами 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 cobalt from aqueous solutions relates to the field of extraction of substances with organic extractants and reagents 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 кобальта экстракцией с использованием в качестве экстрагентов производных фосфорной, фосфоновой и фосфиновой кислот [Preston J. S. Hydrometallurgy, 1982, V. 9, 2, p.115-133. Reckelton W.A., Flett D.S. Solv. Extr. And Jan. Exch. 1984, v.2, 6, p.815-838]. Known methods for the extraction of cobalt by extraction using derivatives of phosphoric, phosphonic and phosphinic acids as extractants [Preston J. S. Hydrometallurgy, 1982, V. 9, 2, p. 115-133. Reckelton W.A., Flett D.S. Solv. Extr. And Jan. Exch. 1984, v.2, 6, p.815-838].

Недостатком способов является узкий интервал рН эффективной экстракции. The disadvantage of this method is a narrow pH range of effective extraction.

Наиболее близким техническим решением является экстракция кобальта из сульфатных и хлоридных растворов кислыми фосфорорганическими реагентами [Г. П. Гиганов, В.Ф. Травкин, С.Б. Котухов и др. Экстракция кобальта и никеля из сульфатных растворов кислыми фосфорорганическими реагентами. - Цветные металлы. 1989, 7, с. 58-62]. Экстракция кобальта растворами изододецилфосфетановой кислоты (ИДДФ) в керосине достигает максимума при рН 4-5. The closest technical solution is the extraction of cobalt from sulfate and chloride solutions with acidic organophosphorus reagents [G. P. Giganov, V.F. Travkin, S.B. Kotukhov et al. Extraction of cobalt and nickel from sulfate solutions with acidic organophosphorus reagents. - Non-ferrous metals. 1989, 7, p. 58-62]. Extraction of cobalt with solutions of isododecylphosphetanoic acid (IDPF) in kerosene reaches a maximum at pH 4-5.

Недостатком способа является узкий интервал рН эффективной экстракции. The disadvantage of this method is the narrow pH range of effective extraction.

Задачей изобретения является создание эффективного и селективного способа извлечения кобальта из водных растворов в широком диапазоне рН. The objective of the invention is to provide an effective and selective method for the extraction of cobalt from aqueous solutions in a wide pH range.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в высокой степени эффективности и селективности извлечения кобальта из водных растворов в широком диапазоне рН. The technical result that can be achieved by carrying out the invention is a high degree of efficiency and selectivity for the extraction of cobalt from aqueous solutions in a wide pH range.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения кобальта из водного раствора, включающем контакт реагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, в качестве реагента используют CYANEX 272, активным компонентом которого является ди(2,4,4-триметилпентил)фосфиновая кислота, извлечение кобальта осуществляют при рН>3, причем извлечение экстракцией экстрагентом CYANEX 272 осуществляют в интервале 4≤рН<8 и регулировании величины рН в процессе экстракции не более 1 ч, а извлечение осаждением реагентом CYANEX 272 осуществляется при рН≥8. This technical result is achieved by the fact that in the known method for extracting cobalt from an aqueous solution, including contacting the reagent and the solution, mixing the mixture, settling and phase separation, CYANEX 272 is used as the reagent, the active component of which is di (2,4,4-trimethylpentyl ) phosphinic acid, the extraction of cobalt is carried out at pH> 3, and extraction by extraction with the extractant CYANEX 272 is carried out in the range of 4≤pN <8 and the regulation of the pH during extraction is not more than 1 h, and the extraction by precipitation with reagent C YANEX 272 is carried out at pH≥8.

Сущность способа поясняется данными таблицы, в которой указаны время контакта фаз при заданной величине рН, концентрация кобальта и величина рН в осветленной водной фазе, коэффициент распределения, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций кобальта в органической и водной фазах, указана также окраска органической и водной фаз по окончании процесса. The essence of the method is illustrated by the data in the table, which indicates the contact time of the phases at a given pH value, the cobalt concentration and the pH value in the clarified aqueous phase, the distribution coefficient, calculated as the ratio of the equilibrium concentrations of cobalt in the organic and aqueous phases, also indicates the color of the organic and aqueous phases by end of the process.

Реагент добавляли к исходному раствору сульфата кобальта объемом 190 см³ в количестве 10 см³ (5 об.%). Перемешивание и поддержание заданного значения рН 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 рН и остаточную концентрацию кобальта. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе извлечения кобальта в качестве нейтрализаторов применяли растворы щелочи NaOH и кислоты H₂SO₄.The reagent was added to the initial solution of cobalt 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 the residual cobalt concentration were determined. To maintain a given pH value of the solution during the extraction of cobalt, alkali solutions of NaOH and acid H ₂ SO ₄ were used as neutralizers.

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

Примеры практического применения. Examples of practical application.

Экспериментальные данные, полученные при комнатной температуре, представлены в табл. 2. The experimental data obtained at room temperature are presented in table. 2.

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал сульфат кобальта с концентрацией 546 мг/дм³ по кобальту и рН 4,84.In the considered examples, the initial aqueous solution contained cobalt sulfate with a concentration of 546 mg / dm ³ in cobalt and a pH of 4.84.

Заданное значение рН поддерживали в течение 0,1-1,5 ч, в дальнейшем величина рН изменялась незначительно. The set pH value was maintained for 0.1-1.5 h; subsequently, the pH value changed insignificantly.

Лучшие результаты экстракции получены при рН 4-7 при времени экстракции не более 1 ч, максимальное значение коэффициента распределения D=1710 и минимальная остаточная концентрация С=6 мг/дм³ Со(II) получены при рН 6,09.The best extraction results were obtained at pH 4-7 with an extraction time of not more than 1 h, the maximum distribution coefficient D = 1710 and the minimum residual concentration C = 6 mg / dm ³ Co (II) were obtained at pH 6.09.

Объемы органической и водной фаз изменяются по сравнению с исходными незначительно: объем органической - не изменяется, водной - в пределах 0,8-1,0 (см. табл.1). The volumes of the organic and aqueous phases change insignificantly in comparison with the initial ones: the volume of the organic phase does not change, and the aqueous phase varies between 0.8-1.0 (see Table 1).

При рН 8,24 и 9,44 в системе заметно образование осадка синего цвета. Такую систему фильтровали через фильтр средней плотности, объем фильтрата 160 см³, фильтрат анализировали на содержание кобальта. Фильтрация осуществлялась быстро.At pH 8.24 and 9.44, a blue precipitate is noticeable in the system. Such a system was filtered through a medium density filter, the filtrate volume was 160 cm ³ , and the filtrate was analyzed for cobalt content. Filtering was quick.

Лучшие результаты осаждения получены при рН 8: минимальная остаточная концентрация С=74 мг/дм³ Со(II).The best precipitation results were obtained at pH 8: minimum residual concentration C = 74 mg / dm ³ Co (II).

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что извлечение ионов кобальта с использованием в качестве реагента ди(2,4,4-триметилпентил)фосфиновой кислоты осуществляется за счет образования фосфорорганического комплекса в широком диапазоне рН>3, причем при рН 4-7 кобальт экстрагируется органической фазой, а при рН≥8 кобальт осаждается в составе фосфорорганического соединения. Experimental data indicate that the extraction of cobalt ions using di (2,4,4-trimethylpentyl) phosphinic acid as a reagent is carried out due to the formation of an organophosphorus complex in a wide range of pH> 3, and at pH 4-7, cobalt is extracted with an organic phase and at pH≥8 cobalt precipitates in the composition of the organophosphorus compound.

Предлагаемый способ извлечения кобальта 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. The proposed method for the extraction of cobalt can be applied in the processing of technological solutions, wastewater of 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 кобальта из водного раствора в широком интервале рН раствора в процессе экстракции, а также осаждением в составе фосфорорганического соединения. The proposed method in comparison with the prototype increases the extraction of cobalt from an aqueous solution in a wide range of pH of the solution during the extraction process, as well as by precipitation in the composition of the organophosphorus compound.

Claims

1. A method of extracting cobalt from an aqueous solution, including contacting the reagent and the solution, mixing the mixture, settling and phase separation, characterized in that the reagent is CYANEX 272, the active component of which is di (2,4,4-trimethylpentyl) phosphinic acid cobalt recovery is carried out at pH> 3.

2. The method according to p. 1, characterized in that the extraction of cobalt is carried out by extraction with the extractant CYANEX 272 in the range of 4≤pN <8 and the regulation of the pH during the extraction process is not more than 1 hour

3. The method according to p. 1, characterized in that the extraction of cobalt is carried out by precipitation with a reagent CYANEX 272 at pH≥8.