RU2251583C1 - Method for extraction by sorption and removing ions of non-ferrous metals from thallium - Google Patents
Method for extraction by sorption and removing ions of non-ferrous metals from thallium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2251583C1 RU2251583C1 RU2003128453/02A RU2003128453A RU2251583C1 RU 2251583 C1 RU2251583 C1 RU 2251583C1 RU 2003128453/02 A RU2003128453/02 A RU 2003128453/02A RU 2003128453 A RU2003128453 A RU 2003128453A RU 2251583 C1 RU2251583 C1 RU 2251583C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- thallium
- sorption
- solution
- solutions
- iii
- Prior art date
Links
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
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к гидрометаллургии таллия и может быть использовано для извлечения и очистки от ионов цветных металлов изотопно-обогащенного таллия с использованием процессов сорбции.The present invention relates to thallium hydrometallurgy and can be used to extract and purify isotopically enriched thallium from non-ferrous metal ions using sorption processes.
Известен способ совместного сорбционного извлечения таллия, индия, цинка, кадмия путем сорбции их на сульфокислотном катионите КУ-2 при рН≈4 с последующей десорбцией таллия кислотными растворами. [“Ионообменная технология в гидрометаллургии” Алма-Ата, “Наука”, 1970, с.15-23]. Указанный способ взят в качестве прототипа, как наиболее близкий к заявляемому способу и отличающийся высокой эффективностью извлечения таллия из сложных по своему составу растворов. Существенным недостатком способа-прототипа является отсутствие селективной сорбции таллия из растворов, что предполагает наличие дальнейших операций по извлечению таллия из элюатов. Кроме того, при высокой концентрации ионов металлов примесей, таких как, например медь, железо(III), сорбция таллия на сульфокатионите практически отсутствует из-за преимущественной сорбции ионов двух- и трехвалентных металлов (конкурентная сорбция примесей). Отмеченное, как и для способа-аналога, приводит либо к потерям дорогостоящего изотопа, либо к переработке элюатов, полученных при десорбции таллия и сопутствующих металлов, по способу, описанному в аналоге, что ведет к усложнению технологии извлечения металла и его потерям.A known method of co-sorption extraction of thallium, indium, zinc, cadmium by sorption them on sulfonic acid cation exchanger KU-2 at pH≈4, followed by desorption of thallium with acid solutions. [“Ion-exchange technology in hydrometallurgy” Alma-Ata, “Science”, 1970, p.15-23]. The specified method is taken as a prototype, as the closest to the claimed method and is characterized by high efficiency for the extraction of thallium from complex solutions. A significant disadvantage of the prototype method is the lack of selective sorption of thallium from solutions, which suggests the presence of further operations to extract thallium from eluates. In addition, at a high concentration of metal ions of impurities, such as, for example, copper, iron (III), sorption of thallium on sulfocationite is practically absent due to the predominant sorption of ions of divalent and trivalent metals (competitive sorption of impurities). Noted, as for the analogue method, leads either to the loss of an expensive isotope, or to the processing of eluates obtained by desorption of thallium and related metals, according to the method described in the analogue, which leads to a complication of the technology for metal recovery and its losses.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение указанных недостатков известного способа, обеспечение условий повышения производительности процесса при переработке азотнокислых таллийсодержащих растворов путем сорбционного извлечения изотопообогащенного таллия, обеспечивающий очистку таллия от примесей на стадии сорбции и получение элюатов, пригодных для производства из них либо высокочистого металлического таллия электролизом непосредственно из элюатов либо его соединений.The objective of the invention is to remedy these drawbacks of the known method, to provide conditions for increasing process productivity in the processing of thallium nitrate-containing solutions by sorption extraction of isotopically enriched thallium, which ensures thallium is purified from impurities at the sorption stage and to obtain eluates suitable for the production of thallium or high-purity metal thallium by electrolysis directly from eluates or its compounds.
Технический результат достигается способом сорбционного извлечения таллия на сульфокислотном катионите, включающим сорбцию таллия из растворов сложного состава и десорбцию таллия, при этом сорбцию таллия ведут из азотнокислых растворов, перед сорбцией исходные азотнокислые растворы обрабатывают органическим восстановителем, например спиртом или раствором формальдегида до величины рН 1,5-2,5, вводят комплексон II или III в количестве 1,2-1,5 моль комплексона на 1 моль суммы примесей и корректируют раствор до рН 4,0-5,0 аммиаком, десорбцию таллия ведут 2-4 М раствором сульфата аммония либо после предварительной очистки катионита от примесей промывкой водой и раствором комплексона II или III, либо с последующей доочисткой полученных после десорбции элюатов на анионите эпоксиполиаминного типа, например АН-31, органический восстановитель берут с 3,5-4 кратным избытком от стехиометрии по отношению к содержанию азотной кислоты в исходном растворе, а промывку катионита после сорбции таллия ведут 0,02 М раствором комплексона II или III с величиной рН раствора 4,0-5,0.The technical result is achieved by the method of sorption extraction of thallium on sulfonic acid cation exchange resin, including sorption of thallium from solutions of complex composition and desorption of thallium, while thallium sorption is carried out from nitric acid solutions, before sorption, the initial nitric acid solutions are treated with an organic reducing agent, for example, alcohol or formaldehyde solution to pH 1, 5-2.5, complexon II or III is introduced in an amount of 1.2-1.5 mol of complexon per 1 mol of the amount of impurities and the solution is adjusted to pH 4.0-5.0 with ammonia, thallium desorption conduct a 2-4 M solution of ammonium sulfate either after preliminary purification of the cation exchange resin from impurities by washing with water and a complexon II or III solution, or followed by purification of the eluates obtained after desorption on an epoxy polyamine type anion exchange resin, for example AN-31, the organic reducing agent is taken from 3.5- A 4-fold excess from stoichiometry with respect to the content of nitric acid in the initial solution, and the cation exchange resin is washed after thallium sorption with a 0.02 M complexon II or III solution with a solution pH of 4.0-5.0.
Необходимо отметить, что все указанные условия подготовки растворов к сорбции обеспечивают высокую степень извлечения таллия при соблюдении большой сорбционной нагрузки ионита по извлекаемому металлу и достижения высокой пепсин чистоты соединений таллия в элюате и конечном продукте. В частности, сульфокатионит может обеспечить высокую сорбируемость таллия из его чистых нитратных растворов. Однако сорбция таллия из растворов с концентрацией азотной кислоты свыше 0,5 М сорбция таллия практически не происходит. При нейтрализации азотной кислоты щелочным реагентом появляются ионы щелочных металлов или аммония, которые оказывают конкурирующее влияние на сорбцию таллия, что в конечном итоге приводит к резкому снижению сорбционной емкости по таллию сульфокислотного катионита. Поэтому на первой стадии используется в качестве нейтрализующего реагента восстановитель спирт или формалин, которые разрушают азотную кислоту без введения дополнительных катионов. Дополнительная нейтрализация растворов до величины рН 4,0-5,0 определяется следующими причинами.It should be noted that all these conditions for the preparation of solutions for sorption provide a high degree of thallium extraction while observing the high sorption load of the ion exchanger on the extracted metal and achieving high pepsin purity of thallium compounds in the eluate and the final product. In particular, sulfocationite can provide high sorbability of thallium from its pure nitrate solutions. However, sorption of thallium from solutions with a nitric acid concentration in excess of 0.5 M sorption of thallium practically does not occur. When nitric acid is neutralized with an alkaline reagent, alkali metal or ammonium ions appear that have a competing effect on thallium sorption, which ultimately leads to a sharp decrease in the thallium sorption capacity of sulfonic acid cation exchanger. Therefore, in the first stage, an alcohol or formalin reducing agent is used as a neutralizing reagent, which destroy nitric acid without introducing additional cations. Additional neutralization of solutions to pH 4.0-5.0 is determined by the following reasons.
Уменьшение или увеличение рН таллийсодержащих растворов ниже 4,0 или выше 5,0 недопустимо. При величине рН растворов ниже 4,0 происходит резкое снижение растворимости комплексона II или III и разрушение несорбируемых катионитом комплексных соединений примесей. Увеличение значения рН раствора сверх указанного предела приводит к образованию аммиачных положительно заряженных комплексов, например меди, которые хорошо сорбируются катионитом. Таким образом, сорбция таллия из растворов с величиной рН меньше 4,0 и выше 5,0 приводит к сорбции наряду с таллием ионов примесей и к получению элюатов, загрязненных компонентами, примесями и не дает положительного эффекта.A decrease or increase in the pH of thallium-containing solutions below 4.0 or above 5.0 is unacceptable. When the pH of the solutions is lower than 4.0, there is a sharp decrease in the solubility of complexon II or III and the destruction of impurity complex compounds not adsorbed by cation exchanger. An increase in the pH of the solution over the specified limit leads to the formation of ammonia positively charged complexes, for example, copper, which are well sorbed by cation exchanger. Thus, sorption of thallium from solutions with a pH of less than 4.0 and above 5.0 leads to sorption of impurity ions along with thallium and to the production of eluates contaminated with components and impurities and does not give a positive effect.
Использование аммиака как нейтрализующего агента обусловлено тем фактом, что ионы аммония оказывают наименьшее конкурирующее действие таллию при их совместной сорбции до концентрации NH4NO3 0,5 М.The use of ammonia as a neutralizing agent is due to the fact that ammonium ions have the least competing effect of thallium when they are sorbed together to a concentration of NH 4 NO 3 0.5 M.
Уменьшение соотношения комплексон II или III к сумме примесей от стехиометрии меньше 1,2 приводит к неполному связыванию примесей в несорбируемый катионитом комплексный ион, следовательно, к сорбции последних катионитом и уменьшению степени очистки таллия от этих примесей. Небольшой избыток комплексона II или III необходим для обеспечения полноты связывания примесей в несорбируемые соединения. Увеличение соотношения комплексон II или III к сумме примесей сверх указанного соотношения не целесообразно, т.к. не дает дальнейшего увеличения положительного эффекта и ведет к перерасходу комплексона II или III.A decrease in the ratio of complexon II or III to the total amount of impurities from stoichiometry less than 1.2 leads to incomplete binding of impurities to a complex ion not adsorbed by cation exchange resin, therefore, to the sorption of the latter by cation exchange resin and a decrease in the degree of purification of thallium from these impurities. A slight excess of complexon II or III is necessary to ensure complete binding of impurities to non-adsorbable compounds. An increase in the ratio of complexon II or III to the amount of impurities in excess of the specified ratio is not advisable, because does not give a further increase in the positive effect and leads to an overexpenditure of complexon II or III.
При содержании в растворе большого количества примесей по отношению к таллию наблюдается незначительный их переход из фазы раствора в катионит. Поэтому для полной очистки таллия от примесей катионит после сорбционного извлечения таллия необходимо промыть раствором комплексона II или III. Высокая концентрация комплексона приводит к десорбции вместе с примесями таллия и его потерям с промывными растворами. Низкая концентрация комплексона обеспечивает полную десорбцию примесей при сохранении таллия в фазе катионита. Величина рН промывного раствора в пределах 4,0-5,0 обеспечивает полное связывание ионов примесей комплексонами и их десорбцию из катионита. Последующая промывка катионита водой необходима для удаления комплексона с маточным раствором из фазы катионита.When the solution contains a large amount of impurities relative to thallium, their insignificant transition from the solution phase to cation exchange resin is observed. Therefore, to completely clean thallium from impurities, cation exchange resin after sorption extraction of thallium must be washed with a solution of complexone II or III. A high concentration of complexon leads to desorption along with thallium impurities and its loss with washing solutions. The low concentration of complexon provides complete desorption of impurities while maintaining thallium in the cation exchanger phase. The pH of the wash solution in the range of 4.0-5.0 ensures the complete binding of impurity ions by complexones and their desorption from cation exchange resin. Subsequent washing of the cation exchanger with water is necessary to remove the complexone with the mother liquor from the cation exchanger phase.
В случае необходимости получения таллия высокой чистоты или при содержании примесей, например меди, никеля, цинка и др., сверх допустимого значения полученные элюаты сульфата аммония фильтруют через слой анионита эпоксиполиаминного типа, например анионит АН-31. При этом примеси сорбируются анионитом, а таллий проходит в фильтрат. Эту операцию можно проводить, исключая промывку катионита КУ-2 комплексоном II или III или совмещая эти процессы, используя очистку на анионите элюатов, полученных после десорбции таллия сульфатом аммония из катионита КУ-23, промытого раствором комплексона II или III.If it is necessary to obtain high-purity thallium or when impurities, for example, copper, nickel, zinc, etc., are in excess of the permissible value, the obtained ammonium sulfate eluates are filtered through a layer of an epoxy polyamine type anion exchange resin, for example, AN-31 anion exchange resin. In this case, impurities are sorbed by anion exchange resin, and thallium passes into the filtrate. This operation can be carried out without washing the KU-2 cation exchanger with complexon II or III, or combining these processes using anion exchange treatment of the eluates obtained after desorption of thallium with ammonium sulfate from KU-23 cation exchanger, washed with a complexon II or III solution.
Таким образом, анализ предложенного технического решения показывает, что между отличительными признаками заявляемого способа и достигаемым при этом результатом существует новая причинно-следственная связь: наличие данных признаков в признаках заявленного способа обеспечивает получение положительного эффекта, а отсутствие этих признаков не дает получить эффект, поставленный целью изобретения.Thus, the analysis of the proposed technical solution shows that there is a new causal relationship between the distinguishing features of the proposed method and the result achieved: the presence of these signs in the features of the claimed method provides a positive effect, and the absence of these signs does not give the desired effect inventions.
В патентной и научно-технической литературе отсутствуют сведения о сорбционном выделении таллия из растворов в присутствии примесей, например меди, цинка, железа, свинца и др., сорбцией с использованием комплексона II или III с предварительной нейтрализацией растворов органическими восстановителями, например спиртом или формалином, и данных по очистке таллия от примесей на анионите эпоксиполиаминного типа.In the patent and scientific literature there is no information on the sorption separation of thallium from solutions in the presence of impurities, for example copper, zinc, iron, lead, etc., sorption using complexon II or III with preliminary neutralization of solutions with organic reducing agents, for example alcohol or formalin, and data on the purification of thallium from impurities on an epoxy polyamine type anion exchange resin.
Следовательно, предложенное техническое решение характеризуется новизной и обладает существенными отличиями. Сопоставление эффективности предложенного и ранее известного способа (прототипа) приведено в примерах.Therefore, the proposed technical solution is characterized by novelty and has significant differences. A comparison of the effectiveness of the proposed and previously known method (prototype) is given in the examples.
В связи с тем что при выщелачивании таллия азотной кислотой в растворах образуются соединения металла со степенью окисления +1 во всех примерах приводятся данные по сорбционному извлечению Т1 (I).Due to the fact that when thallium is leached with nitric acid in solutions, metal compounds with an oxidation state of +1 are formed in all examples, data on the sorption extraction of T1 (I) are given.
Пример 1. В табл.1 приведены результаты сорбции таллия (I) из раствора с содержанием таллия 4 г/л при различном значении рН. Сорбция проводилась в динамическом режиме при скорости фильтрации растворов 1 мл/мин·см2 через катионит КУ-23 с загрузкой по сорбенту 10 г. Условия и результаты сорбции приведены в табл.1.Example 1. Table 1 shows the results of sorption of thallium (I) from a solution with a thallium content of 4 g / l at various pH values. Sorption was carried out in dynamic mode at a filtration rate of solutions of 1 ml / min · cm 2 through KU-23 cation exchange resin with a load of 10 g sorbent. The conditions and results of sorption are shown in Table 1.
Как следует из представленных данных, с увеличением величины рН раствора возрастает емкость сульфокатионита по таллию (I) и достигает своего максимального значения в области рН 6. Таким образом, сорбция таллия даже из индивидуальных растворов должна проводится из растворов с величиной рН больше 4,0.As follows from the data presented, with an increase in the pH of the solution, the thallium (I) capacity of sulfocathionite increases and reaches its maximum value in the region of pH 6. Thus, sorption of thallium even from individual solutions should be carried out from solutions with a pH greater than 4.0.
Пример 2. В данном примере показано влияние катионов нейтрализующих агентов на сорбцию таллия. При нейтрализации азотной кислоты щелочными реагентами образуются соли соответствующих металлов или аммония, поэтому для имитирования нейтрализованного раствора в растворе азотнокислого таллия растворяли азотнокислые соли калия, натрия, аммония и кальция в количестве 0,5 г-экв/л. Сорбцию таллия вели из растворов с величиной рН 4,5 с концентрацией T1 (I) - 2,4 г/л в статических условиях при соотношении массы ионита к объему раствора, равном 1:50. Время контакта раствора со смолой - 24 часа. Результаты по сорбции таллия представлены в табл.2.Example 2. This example shows the effect of cations of neutralizing agents on sorption of thallium. When nitric acid is neutralized with alkaline reagents, salts of the corresponding metals or ammonium are formed, therefore, to simulate a neutralized solution in the solution of thallium nitrate, nitric acid salts of potassium, sodium, ammonium and calcium were dissolved in an amount of 0.5 g-equiv / l. Sorption of thallium was carried out from solutions with a pH value of 4.5 with a concentration of T1 (I) of 2.4 g / l under static conditions with a ratio of the mass of the ion exchanger to the volume of the solution equal to 1:50. The contact time of the solution with the resin is 24 hours. The results of sorption of thallium are presented in table.2.
Полученные данные свидетельствуют о конкурирующем влиянии всех катионов на сорбцию таллия, но в меньшей степени подавляет сорбцию таллия ион аммония, поэтому для нейтрализации азотнокислых растворов перед сорбцией таллия следует применять в качестве щелочного реагента раствор аммиака.The data obtained indicate a competitive effect of all cations on the sorption of thallium, but to a lesser extent inhibits the sorption of thallium ammonium ion, therefore, to neutralize nitric acid solutions, an ammonia solution should be used as an alkaline reagent before sorption of thallium.
Пример 3. В исходный раствор таллия с концентрацией металла 4,0 г/л и величиной рН 4,5 вводили различное количество нитрата аммония. Из приготовленных растворов вели сорбцию таллия на катионите КУ-23 в динамическом режиме по условиям, описанным в примере 1. Результаты опытов представлены в табл. 3. Из полученных данных видно, что увеличение концентрации нитрата аммония приводит к значительному подавлению сорбции таллия.Example 3. In the initial solution of thallium with a metal concentration of 4.0 g / l and a pH value of 4.5, various amounts of ammonium nitrate were introduced. From the prepared solutions, sorption of thallium on cation exchanger KU-23 was carried out in dynamic mode according to the conditions described in example 1. The results of the experiments are presented in table. 3. From the obtained data it is seen that an increase in the concentration of ammonium nitrate leads to a significant suppression of sorption of thallium.
Следовательно, из азотнокислых растворов с высокой концентрацией кислоты после нейтрализации раствором аммиака таллий будет сорбироваться в незначительных количествах, поэтому для нейтрализации основной части HNO3 необходимо применять реагент, исключающий введение катионов, в частности органические восстановители, например спирт или формальдегид, а для доведения значения рН до требуемой величины аммиак.Consequently, thallium will be sorbed in small amounts from nitric acid solutions with a high concentration of acid after neutralization with an ammonia solution, therefore, to neutralize the main part of HNO 3, it is necessary to use a reagent that excludes the introduction of cations, in particular organic reducing agents, such as alcohol or formaldehyde, and to adjust the pH to the desired value of ammonia.
Пример 4. В примере показана возможность использования в качестве восстановителя этиловый спирт или раствор формальдегида (формалин) для разрушения азотной кислоты, следовательно, снижения кислотности раствора. В исходный раствор с концентрацией азотной кислоты 2 М добавляли различное количество восстановителя. В восстановленном растворе замеряли величину рН. Данные представлены в табл.4Example 4. The example shows the possibility of using ethyl alcohol or a solution of formaldehyde (formalin) as a reducing agent to destroy nitric acid, and therefore, reduce the acidity of the solution. A different amount of reducing agent was added to the stock solution with a nitric acid concentration of 2 M. In the reconstituted solution, the pH value was measured. The data are presented in table 4
Из этих результатов следует, что изученные восстановители эффективно восстанавливают азотную кислоту, что приводит к снижению кислотности раствора и к сокращению расхода аммиака на последующую нейтрализацию азотнокислого раствора таллия. Принципиально можно практически полностью восстановить азотную кислоту, но это уже не целесообразно из-за высокого перерасхода реагента, поэтому достаточно вводить восстановитель в 3,5-4 кратном избытке от стехиометрии по отношению к азотной кислоте.From these results it follows that the studied reducing agents effectively restore nitric acid, which leads to a decrease in the acidity of the solution and to a reduction in the consumption of ammonia for the subsequent neutralization of the nitric acid solution of thallium. In principle, it is possible to almost completely restore nitric acid, but this is no longer advisable due to the high overrun of the reagent, therefore it is sufficient to introduce a reducing agent in a 3.5-4 fold excess from stoichiometry with respect to nitric acid.
Пример 5. Производственные растворы содержат ионы примесей, основным из которых является медь (II). Причем концентрация меди достигает 10-12 г/л при концентрации таллия около 3-4 г/л. Поэтому в этом примере показаны условия, при которых медь перестает сорбироваться сульфокатионитами из растворов, близких к нейтральным.Example 5. Production solutions contain impurity ions, the main of which is copper (II). Moreover, the copper concentration reaches 10-12 g / l with a thallium concentration of about 3-4 g / l. Therefore, in this example, the conditions are shown under which copper ceases to be adsorbed by sulfocathionites from solutions close to neutral.
Раствор нитрата меди нейтрализовали аммиаком до значения рН 5,5-6,0, после чего вводили комплексон II или комплексон III в количествах 0,8, 1,0, 1,2 и 1,5 от стехиометрического соотношения. При растворении комплексонов величина рН растворов снижалась до 3-3,5, поэтому растворы корректировались аммиаком до заданной величины рН 4-5. После корректировки проводили сорбцию меди на катионите путем фильтрации раствора через слой сорбента со скоростью 1 мл/мин см2. После сорбции смолу промывали водой и после этого обрабатывали 4 М раствором сульфата аммония и определяли содержание меди в элюатах. По содержанию меди в элюатах определена сорбируемость меди на катионите, которая приведена в табл.5.The solution of copper nitrate was neutralized with ammonia to a pH of 5.5-6.0, after which complexon II or complexon III was introduced in quantities of 0.8, 1.0, 1.2 and 1.5 from the stoichiometric ratio. Upon dissolution of the complexons, the pH of the solutions decreased to 3-3.5; therefore, the solutions were adjusted with ammonia to a predetermined pH of 4-5. After adjustment, copper sorption on cation exchange resin was carried out by filtering the solution through a layer of sorbent at a rate of 1 ml / min cm 2 . After sorption, the resin was washed with water and then treated with a 4 M solution of ammonium sulfate and the copper content in the eluates was determined. The copper sorption on cation exchanger was determined from the copper content in eluates, which is shown in Table 5.
Таким образом, полученные данные показывают, что в области рН 4-5 и при избытке комплексона в пределах 1,2-1,5 медь катионитом практически не сорбируется. Чтобы определить влияние комплексона II или III на сорбцию таллия были проведены аналогичные эксперименты с таллием в области рН 4-5 и установлено, что комплексоны практически не изменяют величину сорбируемости таллия катионитом (табл. 6).Thus, the data obtained show that in the range of pH 4-5 and with an excess of complexon in the range of 1.2-1.5, copper is practically not sorbed by cation exchanger. To determine the effect of complexon II or III on sorption of thallium, similar experiments with thallium were carried out in the pH range of 4–5 and it was found that complexons practically did not change the sorption capacity of thallium by cation exchange resin (Table 6).
Пример 6. Для сопоставления предлагаемого и известного способов был приготовлен азотнокислый раствор таллия с концентрацией компонентов, г/л: Т1 (I) - 4,2; Cu (II) - 10,5; НNО3 - 156. Раствор разделили на две части по 1 л. Первую половину раствора обработали спиртом в количестве 4 л, далее раствор упарили до 900 мл, чтобы сохранить исходную концентрацию ионов металлов донейтрализовали аммиаком до величины рН 4,5 добавили комплексон III (2-х водный) в количестве 71 г. После введения комплексона III провели корректировку величины рН аммиаком до значения 4,5 каждый из полученные растворов пропустили через сорбционные колонки, загруженные по 400 мл катионита КУ-23. В фильтрате определили содержание меди и таллия. После сорбции колонки промыли водой до отсутствия ионов меди в промывных водах, после чего десорбировали ионы металлов из смолы 4 М раствором сульфата аммония.Example 6. To compare the proposed and known methods, a thallium nitrate solution was prepared with a concentration of components, g / l: T1 (I) - 4.2; Cu (II) - 10.5; HNO 3 - 156. The solution was divided into two parts of 1 liter. The first half of the solution was treated with alcohol in an amount of 4 l, then the solution was evaporated to 900 ml, to maintain the initial concentration of metal ions, neutralized with ammonia to a pH of 4.5, complexon III (2 water) was added in an amount of 71 g. After administration of complexon III, pH adjustment with ammonia to a value of 4.5; each of the resulting solutions was passed through sorption columns loaded with 400 ml of KU-23 cation exchanger. The content of copper and thallium was determined in the filtrate. After sorption, the columns were washed with water until there were no copper ions in the washings, after which metal ions were desorbed from the resin with a 4 M solution of ammonium sulfate.
Пример 7. Если с таллием просорбируется даже незначительное количество примесей, основной из которых является медь, то это ухудшит качество конечной продукции. В экспериментах было определено, что при совместной сорбции таллия и меди в присутствии комплексонов в полученных элюатах наряду с таллием присутствует медь и ее концентрация достигает от 3 до 10 мг/л. В данном примере приводятся результаты по дополнительной очистки элюатов на анионите АН-31. Исходный раствор состава Т1 (I) - 9600 мг/л, Cu (II) - 50 мг/л, (NH4)2SO4 - 400 г/л, рН 4,2 фильтровали через слой анионита АН-31. После сорбционной очистки анионит промыли водой до отсутствия таллия в промывных водах. Промывные воды объединили с основным раствором и в результате были получены растворы с концентрацией по металлу: Т1 (I) - 7300 мг/л, Cu - 0,06 мг/л. Из данного примера следует, что дополнительная очистка на анионите эпоксиполиаминного типа обеспечивает получение таллиевых растворов высокой чистоты.Example 7. If even a small amount of impurities is adsorbed with thallium, the main of which is copper, this will degrade the quality of the final product. In the experiments, it was determined that during the combined sorption of thallium and copper in the presence of complexones, copper is present along with thallium in the obtained eluates, and its concentration reaches from 3 to 10 mg / L. In this example, the results of additional purification of eluates on anion exchange resin AN-31 are presented. The initial solution of composition T1 (I) was 9600 mg / l, Cu (II) was 50 mg / l, (NH 4 ) 2 SO 4 was 400 g / l, pH 4.2 was filtered through an AN-31 anionite layer. After sorption purification, the anion exchange resin was washed with water until there was no thallium in the washings. Wash water was combined with the main solution and as a result, solutions were obtained with a concentration of metal: T1 (I) - 7300 mg / l, Cu - 0.06 mg / l. From this example it follows that additional purification on an epoxy-polyamine-type anion exchange resin provides high-purity thallium solutions.
Пример 8. В исходный нитратный раствор, содержащий таллий (I) - 4,2 г/л и меди - 12 г/л ввели комплексон III с избытком от стехиометрического соотношения по меди 1,5, нейтрализовали до рН 4,5 и профильтровали через слой катионита КУ-23. После этого смолу промыли 5 объемами дистиллированной воды на 1 объем смолы. После промывки смолу проанализировали на медь, содержание которой составило 4 мг/г катионита. После этого катионит разделили на 3 равных части, поместили в отдельные колонки и каждую из них промыли растворами комплексона (III) с концентрацией 0,01, 0,02 и 0,03 М и величиной рН этих растворов 4,5. Промывные воды проанализировали на содержание таллия и меди. Таллий в растворах обнаружен не был, а концентрация меди в фильтратах в отдельных фракциях достигала 200 мг/л. Затем провели десорбцию таллия и определили в элюатах концентрацию металлов. Результаты приведены в табл. 7. Как следует из полученных результатов при сорбции таллия на сульфокатионите КУ-23 без введения комплексона III степень извлечения таллия очень низка (24%) по сравнению с предлагаемым способом (около 100%).Example 8. In the initial nitrate solution containing thallium (I) - 4.2 g / l and copper - 12 g / l introduced complexon III in excess of the stoichiometric ratio of copper 1.5, neutralized to pH 4.5 and filtered through layer of cation exchanger KU-23. After that, the resin was washed with 5 volumes of distilled water per 1 volume of resin. After washing, the resin was analyzed for copper, the content of which was 4 mg / g of cation exchanger. After that, the cation exchange resin was divided into 3 equal parts, placed in separate columns and each of them was washed with solutions of complexone (III) with a concentration of 0.01, 0.02 and 0.03 M and a pH value of these solutions of 4.5. Wash water was analyzed for the content of thallium and copper. Thallium was not detected in solutions, and the concentration of copper in the filtrates in individual fractions reached 200 mg / L. Then, thallium was desorbed and the metal concentration in eluates was determined. The results are shown in table. 7. As follows from the results obtained during sorption of thallium on sulfonic cationite KU-23 without the introduction of complexon III, the degree of thallium recovery is very low (24%) compared with the proposed method (about 100%).
Кроме того, при использовании предлагаемого способа достигается высокая степень очистки таллия от меди, которая достигает величины 30000 раз, в то время как известный способ не только очищает таллий от меди, но и происходит обогащение элюатов по Cu (II). Этим примером показано существенное преимущество предлагаемого способа извлечения и очистки таллия от примесей по сравнению с известным.In addition, when using the proposed method, a high degree of purification of thallium from copper is achieved, which reaches a value of 30,000 times, while the known method not only cleans thallium from copper, but also enrichment of eluates by Cu (II) takes place. This example shows a significant advantage of the proposed method for the extraction and purification of thallium from impurities in comparison with the known.
Пример 9. В исходный нитратный раствор, содержащий таллий (1) - 4 г/л и меди - 12 г/л ввели комплексон III с избытком от стехиометрического соотношения по меди 1,5, нейтрализовали до рН 4,5 и профильтровали через слой катионита КУ-23. После этого катионит промыли 5 объемами дистиллированной воды. После промывки катионита проанализировали на медь, содержание которой составило 4 мг/г катионита. После этого катионит разделили на 3 равных части, поместили в отдельные колонки и каждую из них промыли растворами комплексона (III) с концентрацией 0,01, 0,02 и 0,03 М и величиной рН этих растворов 4,5. Промывные воды проанализировали на содержание таллия и меди. Таллий в растворах обнаружен не был, а концентрация меди в фильтратах в отдельных фракциях достигала 200 мг/л. Затем провели десорбцию таллия и определили в элюатах концентрацию металлов. Результаты приведены в табл. 8Example 9. In the initial nitrate solution containing thallium (1) - 4 g / l and copper - 12 g / l, complexon III was introduced in excess of the stoichiometric ratio of copper 1.5, neutralized to pH 4.5 and filtered through a layer of cation exchange resin KU-23. After that, the cation exchange resin was washed with 5 volumes of distilled water. After washing, the cation exchange resin was analyzed for copper, the content of which was 4 mg / g of cation exchange resin. After that, the cation exchange resin was divided into 3 equal parts, placed in separate columns and each of them was washed with solutions of complexone (III) with a concentration of 0.01, 0.02 and 0.03 M and a pH value of these solutions of 4.5. Wash water was analyzed for the content of thallium and copper. Thallium was not detected in solutions, and the concentration of copper in the filtrates in individual fractions reached 200 mg / L. Then, thallium was desorbed and the metal concentration in eluates was determined. The results are shown in table. 8
Из результатов эксперимента следует, что раствор комплексона III с концентрацией 0,02 М достаточно эффективно десорбирует медь из катионита, т.е. дополнительная промывка комплексоном может быть использована в качестве очистной операции в равной степени, как и фильтрация элюатов через анионит АН-31.From the results of the experiment it follows that a solution of complexone III with a concentration of 0.02 M quite effectively desorbs copper from cation exchange resin, i.e. additional washing with complexone can be used as a cleaning operation to the same extent, as well as filtering eluates through AN-31 anion exchange resin.
Пример 10. Азотнокислые растворы производства изотопов состава по основным компонентам, г/л: НNО3 - 130; Т1 (I) - 4,04; Cu - 11,7; Pb - 0,4; Sn - 0,05; Zn - 0,8; Ni - 0,9; Fe - 2,4, объемом 14 л обработали 800 мл этилового спирта. После обработки величина рН составила 2,2. Далее произвели корректировку величины рН 25%-ным раствором аммиака до 5,5. В полученный раствор ввели комплексон III с избытком 1,5 от стехиометрического соотношения по всем примесям и вновь довели рН до 4,5 аммиаком. После полного растворения комплексона III подготовленный раствор пропустили через слой катионита КУ-23 объемом 2 л (700 г). После окончания сорбции катионит промыли 8 л воды. После промывки провели десорбцию таллия 3 М раствором сульфата аммония. При десорбции элюаты отбирались фракциями по 5 л. Состав полученных элюатов представлен в табл. 9.Example 10. Nitric acid solutions for the production of isotopes of the composition according to the main components, g / l: НNО 3 - 130; T1 (I) - 4.04; Cu - 11.7; Pb - 0.4; Sn 0.05; Zn - 0.8; Ni - 0.9; Fe - 2.4, with a volume of 14 l was treated with 800 ml of ethyl alcohol. After treatment, the pH was 2.2. Then, the pH value was adjusted with a 25% ammonia solution to 5.5. Complexone III was introduced into the resulting solution with an excess of 1.5 from the stoichiometric ratio of all impurities and the pH was again adjusted to 4.5 with ammonia. After complete dissolution of complexone III, the prepared solution was passed through a 2 L (700 g) cation exchanger KU-23. After sorption, the cation exchange resin was washed with 8 l of water. After washing, thallium was desorbed with a 3 M solution of ammonium sulfate. During desorption, eluates were selected in fractions of 5 l. The composition of the obtained eluates is presented in table. 9.
Эти результаты показали, что первая ступень очистки таллия обеспечила весьма эффективную очистку Т1 (I) от основной массы примесей, однако в элюатах осталось достаточно большое количество меди, цинка и никеля, поэтому для доочистки элюатов их объединили и профильтровали через слой слабоосновного анионита АН-31 объемом 1 л. Объем первой фракции элюатов составил 12 л, второй фракции - 3 л. После завершения процесса катионит АН-31 промыли 9 л воды и промывные воды объединили со второй фракцией. Результаты анализа полученных растворов представлены в табл. 10.These results showed that the first stage of thallium purification provided a very effective purification of T1 (I) from the main mass of impurities, however, a rather large amount of copper, zinc and nickel remained in the eluates; therefore, they were combined and filtered through a layer of weakly basic AN-31 anionite 1 liter The volume of the first fraction of eluates was 12 l, the second fraction - 3 l. After completion of the process, AN-31 cation exchanger was washed with 9 L of water and the washings were combined with the second fraction. The results of the analysis of the resulting solutions are presented in table. 10.
элюатовFraction number
eluates
фракции, лVolume
fractions, l
В результате этих экспериментов было показано, что данное техническое решение обеспечивает высокую степень очистки таллия от примесей, при прямом выходе более 99%.As a result of these experiments, it was shown that this technical solution provides a high degree of purification of thallium from impurities, with a direct yield of more than 99%.
Пример 11. Исходный раствор, подготовленный по методике, описанной в примере 10, профильтровали через катионит КУ-23. Далее смолу промыли 4 объемами воды на 1 объем катионита. После водной промывки смолу промыли 5 л 0,02 М раствором комплексона III. Далее смолу промыли 4 л воды и провели десорбцию таллия 3 М раствором сульфата аммония. Состав полученных элюатов приведен в табл. 11.Example 11. The initial solution prepared according to the procedure described in example 10 was filtered through KU-23 cation exchange resin. Next, the resin was washed with 4 volumes of water per 1 volume of cation exchanger. After water washing, the resin was washed with 5 L of a 0.02 M complexone III solution. Next, the resin was washed with 4 L of water and desorption of thallium with a 3 M solution of ammonium sulfate. The composition of the obtained eluates is given in table. eleven.
элюатовFraction number
eluates
фракции, лVolume
fractions, l
Таким образом, показано, что промывка катионита комплексоном обеспечивает высокую степень очистки таллия от примесей, как и вторая ступень сорбцией на анионите АН-31.Thus, it was shown that washing the cation exchanger with a complexon provides a high degree of purification of thallium from impurities, as does the second stage by sorption on anionite AN-31.
Технико-экономическим результатом внедрения указанного изобретения является сокращение числа операций и расхода реагентов, исключение выброса вредных веществ в атмосферу, увеличение производительности труда. В технологии по предлагаемому способу возможно использование стандартного оборудования без дополнительного обучения персонала.The technical and economic result of the implementation of this invention is to reduce the number of operations and the consumption of reagents, eliminating the emission of harmful substances into the atmosphere, increasing labor productivity. In the technology of the proposed method, it is possible to use standard equipment without additional staff training.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003128453/02A RU2251583C1 (en) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | Method for extraction by sorption and removing ions of non-ferrous metals from thallium |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2003128453/02A RU2251583C1 (en) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | Method for extraction by sorption and removing ions of non-ferrous metals from thallium |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2251583C1 true RU2251583C1 (en) | 2005-05-10 |
Family
ID=35746915
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2003128453/02A RU2251583C1 (en) | 2003-09-22 | 2003-09-22 | Method for extraction by sorption and removing ions of non-ferrous metals from thallium |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2251583C1 (en) |
-
2003
- 2003-09-22 RU RU2003128453/02A patent/RU2251583C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Ионообменная технология в гидрометаллургии. Наука, Алма-Ата, 1970, С.15-23. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| WO1999046779A1 (en) | Adsorption means for radionuclides | |
| DE1114794B (en) | Process for the extraction of uranium by the alkaline treatment of uranium ores | |
| DE2515861A1 (en) | PROCEDURE FOR ADSORPTIVE REMOVAL OF ARSENIC, ANTIMONE AND / OR ISMUTH | |
| DE3517400A1 (en) | METHOD FOR SEPARATING HEAVY METALS FROM COMPLEX-FORMING SUBSTANCES OF THE AMINOCARBONIC ACID TYPE OR ITS SALTS IN AQUEOUS SOLUTIONS | |
| DE112022001017T5 (en) | Process for processing hydro-mineral lithium-containing feedstock | |
| RU2251583C1 (en) | Method for extraction by sorption and removing ions of non-ferrous metals from thallium | |
| DE2609223A1 (en) | PROCESS FOR PRODUCING Aqueous SOLUTIONS FROM RADIOACTIVE PERTECHNETAT AND DEVICE FOR CARRYING OUT THE PROCESS | |
| DE1931426A1 (en) | Process for cleaning nickel and accompanying metals | |
| JPS6059029A (en) | Method for recovering gold of silver from aqueous solution containing free cyanogen and gold or silver cyanide | |
| EP3775302B1 (en) | Recovery of metals from industrial wastewater of low metal concentration | |
| CN113355523B (en) | Method for treating cobalt carbonate mother liquor in preparation process of spherical cobalt carbonate | |
| EP0286698B1 (en) | Process for removing heavy metal and/or alkali metal cations from aqueous solutions by means of an ion exchange material | |
| JP4069291B2 (en) | Method for separating metal ions from metal complex solution | |
| JPH01244000A (en) | Method for treating beet sugar liquid | |
| CN112194154A (en) | Method for extracting rubidium chloride from rubidium-containing high-salt brine in short process | |
| JPS6324025A (en) | Recovery of indium, germanium and/or gallium using phosphonium group-containing ion exchange phase | |
| RU2720703C1 (en) | Method of extracting ni-63 from an irradiated target and cleaning it of impurities | |
| RU2731951C2 (en) | Method of producing scandium concentrate | |
| RU2763907C1 (en) | Installation for extracting copper from acidic solutions | |
| RU2363746C1 (en) | Method for selective extraction of gold from aqueous thiocyanate solutions | |
| RU2426806C2 (en) | Procedure for separation of cobalt from manganese | |
| DE2455301C3 (en) | Process for metal extraction, in particular for gold extraction | |
| SU931266A1 (en) | Method of desorption of metals out of cation exchange resins | |
| SU1504276A1 (en) | Method of purifying copper-containing sulfuric acid solutions from selenium and tellurium admixtures | |
| SU1002389A1 (en) | Method for recovering germanium from solutions by sorption |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20090923 |