RU2229526C2

RU2229526C2 - Method for extraction of zinc ions from aqueous solutions

Info

Publication number: RU2229526C2
Application number: RU2002111625/02A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Воропанова (RU); Л.А. Воропанова; В.Д. Дударникова (RU); В.Д. Дударникова
Original assignee: Воропанова Лидия Алексеевна
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2004-05-27

Abstract

FIELD: waste water treatment. SUBSTANCE: when extracting zinc ions from trade effluents formed, in particular, in ferrous and nonferrous metallurgy as well as from domestic sewage, oleic acid and triethanolamine are used as extractants and extraction process is carried out at pH 3-11. EFFECT: reduced expenses due to use of inexpensive extractant. 3 tbl, 3 ex

Description

Изобретение относится к извлечению веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.The invention relates to the extraction of substances by 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 wastewater.

Известен способ переработки цинковых концентратов [Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. - М.: Мир, 1972, с.786 и 787] пирометаллургическим путем.A known method of processing zinc concentrates [Ripan R., Chetyanu I. Inorganic chemistry. - M .: Mir, 1972, p. 786 and 787] by the pyrometallurgical method.

Недостатом способа является многостадийность процесса, использование сложного оборудования и риск экологического загрязнения окружающей среды.The disadvantage of this method is the multi-stage process, the use of sophisticated equipment and the risk of environmental pollution.

Наиболее близким техническим решением является электроэкстракция ионов цинка [Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. - М.: Мир, 1972, с.787 и 788].The closest technical solution is the electroextraction of zinc ions [Ripan R., Chetyanu I. Inorganic chemistry. - M .: Mir, 1972, p. 787 and 788].

Недостатком способа является большой расход электроэнергии и необходимость доизвлечения ионов цинка, например, сорбцией для извлечения ионов цинка из раствора после электроэкстракции до норм ПДК.The disadvantage of this method is the high energy consumption and the need for additional extraction of zinc ions, for example, sorption to extract zinc ions from solution after electroextraction to the MPC.

Задачей изобретения является использование экономичного и эффективного способа для извлечения ионов цинка из водных растворов.The objective of the invention is the use of an economical and efficient method for the extraction of zinc ions from aqueous solutions.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в экономичности и эффективности извлечения ионов цинка из водных растворов.The technical result that can be obtained using the invention is the cost-effectiveness and efficiency of the extraction of zinc ions from aqueous solutions.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе экстракции ионов цинка в качестве экстрагента применяют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, а экстракцию осуществляют при рН 3-11.This technical result is achieved by the fact that in the known method for the extraction of zinc ions, a mixture of oleic acid and triethanolamine is used as the extractant, and the extraction is carried out at pH 3-11.

Сущность способа поясняется данными табл. 1-3, в которых указаны время контакта фаз при заданной величине рН, концентрация ионов металла и величина рН в осветленной водной фазе, коэффициент распределения D, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций иона металла в органической и водной фазах.The essence of the method is illustrated by the data in table. 1-3, which indicate the contact time of the phases at a given pH value, the concentration of metal ions and the pH value in the clarified aqueous phase, distribution coefficient D, calculated as the ratio of the equilibrium concentrations of the metal ion in the organic and aqueous phases.

Экстрагент добавляли к исходному раствору сульфата цинка объемом 190 см³ в количестве 10 см³ (отношение органической и водной фаз О:В=1:19). Перемешивание и поддержание заданного значения рН осуществляли до тех пор, пока в дальнейшем кислотно-основные характеристики системы изменялись незначительно. Органическую фазу отделяли от водной, в последней определяли величину рН и остаточную концентрацию металла. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе извлечения металла в качестве нейтрализаторов применяли растворы щелочи NaOH и кислоты H₂SО₄.The extractant was added to the initial solution of zinc sulfate with a volume of 190 cm ³ in an amount of 10 cm ³ (the ratio of organic and aqueous phases O: B = 1: 19). Stirring and maintaining the desired pH value was carried out until, in the future, the acid-base characteristics of the system changed slightly. The organic phase was separated from the aqueous phase; in the latter, the pH and residual metal concentration were determined. To maintain the specified pH value of the solution during metal extraction, alkali solutions of NaOH and acid H ₂ SO ₄ were used as neutralizers.

Используя значения концентраций ионов цинка в водном растворе исходном и после экстракции, рассчитывали коэффициент распределения металла D между органической и водной фазами.Using the values of the concentrations of zinc ions in the initial aqueous solution and after extraction, the metal distribution coefficient D between the organic and aqueous phases was calculated.

Примеры практического применения.Examples of practical application.

В качестве экстрагента использовали смесь триэтаноламина, олеиновой кислоты и разбавителя, которые смешивали в объемном соотношении 6:12:82.As the extractant used a mixture of triethanolamine, oleic acid and diluent, which were mixed in a volume ratio of 6:12:82.

Объемы органической и водной фаз изменяются по сравнению с исходными незначительно: объем органической не изменяется, водной - в пределах 0,8-1,0.The volumes of the organic and aqueous phases change insignificantly in comparison with the initial ones: the volume of organic does not change, and that of water - in the range of 0.8-1.0.

Пример 1 (табл.1).Example 1 (table 1).

Разбавитель - керосин.The diluent is kerosene.

Экстракция цинка осуществляется при рН 4-10, лучшие результаты получены при рН 5-10: коэффициент распределения D=21-51 при времени экстракции 10-20 мин. При рН>10 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.Zinc extraction is carried out at pH 4-10, the best results are obtained at pH 5-10: distribution coefficient D = 21-51 at an extraction time of 10-20 minutes. At pH> 10, no separation into the aqueous and organic phases occurred during the day.

Пример 2 (табл.2).Example 2 (table 2).

Разбавитель - бензин.The diluent is gasoline.

Экстракция цинка осуществляется при рН 3-11, лучшие результаты получены при рН 7-11: коэффициент распределения D=15-67 при времени экстракции 5-12 мин. При рН 12 выпадает осадок.Zinc extraction is carried out at pH 3-11, the best results were obtained at pH 7-11: distribution coefficient D = 15-67 at an extraction time of 5-12 minutes. At pH 12, a precipitate forms.

Пример 3 (табл.3).Example 3 (table 3).

Разбавитель - машинное масло.The diluent is engine oil.

Экстракция цинка осуществляется при рН 7-10, лучшие результаты получены при рН 9-10: коэффициент распределения D=12-27 при времени экстракции 150 мин. При рН>10 выпадает хлопьевидный осадок.Zinc extraction is carried out at pH 7-10, the best results were obtained at pH 9-10: distribution coefficient D = 12-27 at an extraction time of 150 minutes. At pH> 10, a flocculent precipitate forms.

Природа инертного разбавителя влияет на кинетику и коэффициенты распределения и разделения экстрагируемого иона.The nature of the inert diluent affects the kinetics and distribution and separation coefficients of the extracted ion.

Инертный разбавитель - машинное масло повышает температуру воспламенения экстрагента, делая последний пожаробезопасным, однако машинное масло, будучи более вязким по сравнению, например, с бензином и керосином, удлиняет процессы массообмена, разделения и отстоя фаз.Inert diluent - engine oil increases the ignition temperature of the extractant, making the latter fireproof, however, engine oil, being more viscous compared to, for example, gasoline and kerosene, lengthens the processes of mass transfer, separation and sedimentation of phases.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ экономичен за счет использования недорогого и эффективного экстрагента.Compared with the prototype, the proposed method is economical by using an inexpensive and effective extractant.

Claims

The method of extraction of zinc ions from aqueous solutions, characterized in that a mixture of oleic acid and triethanolamine is used as the extractant, and the extraction is carried out at pH 3-11.