RU2303639C1 - Method of recovering rhenium from solutions - Google Patents
Method of recovering rhenium from solutions Download PDFInfo
- Publication number
- RU2303639C1 RU2303639C1 RU2005134935/02A RU2005134935A RU2303639C1 RU 2303639 C1 RU2303639 C1 RU 2303639C1 RU 2005134935/02 A RU2005134935/02 A RU 2005134935/02A RU 2005134935 A RU2005134935 A RU 2005134935A RU 2303639 C1 RU2303639 C1 RU 2303639C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rhenium
- sorption
- chitosan
- solution
- potential
- 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
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов и может быть использовано для извлечения рения из растворов.The invention relates to hydrometallurgy of rare metals and can be used to extract rhenium from solutions.
Известны способы извлечения рения, основанные на применении сорбционных материалов, имеющих в своем составе азотсодержащие функциональные группы. К ним относятся высокоосновные и низкоосновные аниониты, амфолиты (Ионообменные материалы для процессов гидрометаллургии, очистки сточных вод и водоподготовки: Справочник. 4-е издание. М.: ВНИИХТ. 1999. С.52).Known methods for the extraction of rhenium, based on the use of sorption materials containing nitrogen-containing functional groups. These include highly basic and low basic anion exchangers, ampholytes (Ion-exchange materials for hydrometallurgy, wastewater treatment and water treatment: a Handbook. 4th edition. M: VNIIKhT. 1999. P.52).
Недостатком данных способов извлечения является характерная для высокоосновных анионитов низкая селективность при извлечении рения из промышленных растворов, невысокая скорость массообмена рения в сорбентах, достигающая нескольких часов, высокая стоимость и использование больших объемов смол при извлечении рения из растворов с низким содержанием.The disadvantage of these extraction methods is the low selectivity characteristic of highly basic anion exchangers when extracting rhenium from industrial solutions, the low mass transfer rate of rhenium in sorbents reaching several hours, the high cost and the use of large volumes of resins when extracting rhenium from solutions with a low content.
Известны способы извлечения рения с использованием гранулированных полимеров, содержащих третичные амины. Например, для извлечения рения из нитратно-сульфатных растворов применяется импрегнат на основе триалкиламина общей формулы R3N (Софронов С.Н., Трошкина И.Д., Чекмарев A.M., Яваев Н.С. Извлечение рения из нитратно-сульфатных растворов нанесенными на пористый носитель экстрагентами // Тез. докл. Х Всес. конф. по экстракции. Уфа, 14-18 ноября 1994. М., 1994. С.137).Known methods for the extraction of rhenium using granular polymers containing tertiary amines. For example, to extract rhenium from nitrate-sulfate solutions, an impregnate based on trialkylamine of the general formula R 3 N is used (Sofronov S.N., Troshkina I.D., Chekmarev AM, Yavaev N.S. Extraction of rhenium from nitrate-sulfate solutions applied to porous carrier with extractants // Abstracts of the Xth All-Conference on Extraction (Ufa, November 14-18, 1994. M., 1994. P.137).
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является способ извлечения рения экстрагирующим полимером, в котором для сорбции рения используют в качестве сорбента гранулированный сверхсшитый полистирол, импрегнированный 0,1-40% раствором триалкиламина общей формулы R3N, где R - алкильные радикалы (C8-C10) в органическом растворителе (пат. РФ №2227170, опубл. 20.04.2004 г.).Closest to the proposed technical essence is a method of rhenium extraction with an extracting polymer, in which, for rhenium sorption, granular hypercrosslinked polystyrene impregnated with a 0.1-40% solution of trialkylamine of the general formula R 3 N, where R is alkyl radicals (C 8 -C 10 ) in an organic solvent (US Pat. RF No. 2227170, publ. 04/20/2004).
К недостаткам данного способа извлечения рения относятся недостаточно высокая скорость массообмена при извлечении рения, а также использование в качестве экстрагента для импрегнирования триалкиламина, обладающего токсическим действием.The disadvantages of this method of rhenium extraction include the insufficiently high mass transfer rate during rhenium extraction, as well as the use of a trialkylamine with toxic effects as an extractant for impregnation.
Задачей изобретения является повышение эффективности способа извлечения рения за счет использования сорбционного материала, сочетающего достаточную сорбционную емкость с улучшенными кинетическими и экологическими свойствами.The objective of the invention is to increase the efficiency of the method of extraction of rhenium through the use of sorption material that combines sufficient sorption capacity with improved kinetic and environmental properties.
Поставленная задача решается предлагаемым способом извлечения рения из растворов, включающим сорбцию рения на сорбционном материале, представляющем собой импрегнированную содержащими аминогруппы соединениями пористую матрицу, и последующую десорбцию рения, в котором в качестве сорбционного материала используют импрегнированный хитозаном углеродный волокнистый материал с высокоразвитой поверхностью, полученный электрохимической обработкой углеродного волокнистого материала в растворе хитозана в условиях анодной поляризации.The problem is solved by the proposed method for extracting rhenium from solutions, including sorption of rhenium on a sorption material, which is a porous matrix impregnated with compounds containing amino groups, and subsequent rhenium desorption, in which a carbon fiber material with a highly developed surface obtained by electrochemical treatment is used as a sorption material. carbon fibrous material in a solution of chitosan under conditions of anodic polarization.
Сорбционный материал, используемый для извлечения рения предлагаемым способом, получают обработкой электропроводящего высокопористого углеродного волокнистого материала (УВМ), имеющего развитую поверхность, в растворе природного органического полимера - хитозана, следующим образом.The sorption material used to extract rhenium by the proposed method is obtained by treating an electrically conductive highly porous carbon fiber material (UVM) having a developed surface in a solution of a natural organic polymer, chitosan, as follows.
УВМ помещают в качестве рабочего электрода в стандартную электрохимическую ячейку, в которую заливают 0,05-0,5%-ный раствор хитозана в разбавленной соляной кислоте, содержащий примерно 0,1 М хлорида натрия (фоновый электролит) при соотношении массы углеродного волокнистого материала к массе раствора Т:Ж, равном 1:(100÷1000), и подвергают анодной поляризации. При достижении заданного потенциала в интервале от потенциала погружения до +1,5 В выдерживают рабочий электрод в течение времени, достаточного для формирования пленки хитозана. Затем УВМ с осажденной пленкой хитозана вынимают, промывают водой и сушат при температуре 25-120°С.The UVM is placed as a working electrode in a standard electrochemical cell into which a 0.05-0.5% solution of chitosan in dilute hydrochloric acid containing about 0.1 M sodium chloride (background electrolyte) is added at a ratio of the mass of carbon fiber material to the mass of the solution T: W equal to 1: (100 ÷ 1000), and subjected to anodic polarization. Upon reaching the specified potential in the range from the immersion potential to +1.5 V, the working electrode is maintained for a time sufficient to form a chitosan film. Then the UVM with the precipitated chitosan film is removed, washed with water and dried at a temperature of 25-120 ° C.
Получение сорбционного материала указанным образом, а именно, путем электрохимической обработки углеродного материала в 0,05-0,5% растворе хитозана в разбавленной соляной кислоте в присутствии хлорида натрия в интервале значений от потенциала погружения до потенциала +1,5 В относительно хлор-серебряного электрода сравнения, обеспечивает при извлечении рения из растворов оптимальные показатели сорбции - сорбционную емкость по рению и улучшенные кинетические характеристики процесса извлечения.Obtaining sorption material in this way, namely, by electrochemical treatment of carbon material in a 0.05-0.5% solution of chitosan in dilute hydrochloric acid in the presence of sodium chloride in the range from the immersion potential to a potential of +1.5 V relative to silver chloride the reference electrode, provides for the extraction of rhenium from solutions optimal sorption indicators - sorption capacity for rhenium and improved kinetic characteristics of the extraction process.
Известно, что при использовании в качестве сорбционного материала непосредственно хитозана его сорбционные свойства по отношению к отрицательно заряженным ионам металла (например, TcO4 -, ReO4 -) определяются значением рН растворов, из которых идет извлечение металла. При рН<6,5 хитозан имеет положительно заряженную поверхность, что предпочтительно для сорбции отрицательно заряженных ионов. В нейтральной и щелочной средах число протонированных аминогрупп хитозана незначительно для заметной сорбции анионов на хитозане. Таким образом, величина сорбционной емкости хитозана определяется числом протонированных аминогрупп на его поверхности (Е.Kim, M.F.Benedetti, J.Bouleque. Removal of dissolved rhenium by sorption onto organic polymers: study of rhenium as an analogue of radioactive technetium. Water Research 38, 2004, p.448-454).It is known that when chitosan is used directly as sorption material, its sorption properties with respect to negatively charged metal ions (for example, TcO 4 - , ReO 4 - ) are determined by the pH value of the solutions from which the metal is extracted. At pH <6.5, chitosan has a positively charged surface, which is preferable for sorption of negatively charged ions. In neutral and alkaline media, the number of protonated amino groups of chitosan is insignificant for a noticeable sorption of anions on chitosan. Thus, the sorption capacity of chitosan is determined by the number of protonated amino groups on its surface (E. Kim, MF Benedetti, J. Bouleque. Removal of dissolved rhenium by sorption onto organic polymers: study of rhenium as an analogue of radioactive technetium. Water Research 38, 2004 p.448-454).
Предназначенный для использования в заявляемом способе импрегнированный хитозаном УВМ содержит в своем составе аминогруппы, в том числе и протонированные. Такой сорбционный материал может быть получен в результате электрохимической обработки УВМ как при стационарном потенциале погружения углеродного волокнистого материала (т.е. при потенциале разомкнутой цепи), так и путем поляризации УВМ в анодную область до значения потенциала +1,5 В. Модифицирование углеродной матрицы хитозаном при анодной поляризации позволяет увеличить число протонированных аминогрупп, и, следовательно, положительный заряд поверхности, что приводит к увеличению сорбционной емкости по отношению к отрицательно заряженным ионам рения.Intended for use in the claimed method, the UVM impregnated with chitosan contains amino groups, including protonated ones. Such a sorption material can be obtained as a result of the electrochemical treatment of the UVM both with the stationary potential of immersing the carbon fiber material (i.e., with the potential of the open circuit) and by polarizing the UVM in the anode region to a potential value of +1.5 V. Modification of the carbon matrix chitosan during anodic polarization allows you to increase the number of protonated amino groups, and therefore, a positive surface charge, which leads to an increase in sorption capacity relative to the negative charge rhenium ions.
Напротив, электрохимическая обработка УВМ в растворе хитозана в катодной области потенциалов вследствие протекания катодной реакции с образованием гидроксид-иона в приэлектродном слое приводит к осаждению нерастворимой формы хитозана с нейтрализацией протонированных аминогрупп.On the contrary, the electrochemical treatment of HCMs in a solution of chitosan in the cathode potential region due to the cathodic reaction with the formation of a hydroxide ion in the near-electrode layer leads to the deposition of an insoluble form of chitosan with the neutralization of protonated amino groups.
В случае обработки УВМ в анодной области при потенциалах поляризации выше +1,5 В наблюдается интенсивное газовыделение, которое может приводить к разрушению пленки сорбированного на поверхности хитозана, и сопровождаться окислением как поверхности УВМ, так и хитозановой пленки.In the case of treating a UVM in the anode region with polarization potentials above +1.5 V, intense gas evolution is observed, which can lead to destruction of the film adsorbed on the surface of chitosan and can be accompanied by oxidation of both the surface of the UVM and chitosan film.
Извлечение рения из растворов по заявляемому способу можно проводить в статических или динамических условиях.The extraction of rhenium from solutions by the present method can be carried out in static or dynamic conditions.
Десорбцию рения с насыщенного сорбционного материала осуществляют 7-10% аммиачным раствором аналогично известному способу.The desorption of rhenium from a saturated sorption material is carried out with a 7-10% ammonia solution similarly to the known method.
Экспериментально установлено, что извлечение рения из растворов с использованием предлагаемых сорбционных материалов по сравнению с известным способом осуществляется с более высокой скоростью массообмена (т.е. с лучшими кинетическими свойствами) при достаточно высокой степени извлечения рения. Кроме того, использование для извлечения рения сорбционного материала, обработанного экологически безопасным природным биополимером хитозаном, делает способ экологически более безопасным, чем известный.It was experimentally established that the extraction of rhenium from solutions using the proposed sorption materials in comparison with the known method is carried out with a higher mass transfer rate (i.e., with better kinetic properties) with a sufficiently high degree of rhenium extraction. In addition, the use of sorption material for rhenium extraction, treated with environmentally friendly natural biopolymer chitosan, makes the method environmentally safer than the known one.
Таким образом, техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности способа за счет использования сорбционного материала, обладающего достаточной сорбционной емкостью и улучшенными кинетическими и экологическими характеристиками.Thus, the technical result of the invention is to increase the efficiency of the method through the use of sorption material with sufficient sorption capacity and improved kinetic and environmental characteristics.
Возможность осуществления изобретения подтверждается примерами.The possibility of carrying out the invention is confirmed by examples.
Пример 1.Example 1
Извлечение рения проводили из раствора перрената аммония с содержанием рения 20 мг/дм3 в статических условиях, для чего навеску импрегнированного хитозаном углеродного волокнистого материала (Бусофит Т-055 производства Светлогорского ПО «Химволокно») массой 0,025 г, полученного электрохимической обработкой УВМ при заданном потенциале в анодной области +0,6 В (образец 1), приводили в контакт с 25 мл раствора рения (рН=7).Rhenium was extracted from a solution of ammonium perrenate with a rhenium content of 20 mg / dm 3 under static conditions, for which a sample of carbon fiber impregnated with chitosan (Busofit T-055 manufactured by Svetlogorsk PO Khimvolokno) weighing 0.025 g obtained by electrochemical treatment of UVM at a given potential in the anode region of +0.6 V (sample 1), brought into contact with 25 ml of rhenium solution (pH = 7).
Для определения емкости сорбционного материала его навеску контактировали с раствором рения в течение 4 ч. После разделения фаз проводили анализ раствора и рассчитывали емкость сорбционного материала. Емкость по рению для образца 1 составила 18,5 мг/г, степень извлечения - 92,3%.To determine the capacity of the sorption material, its sample was contacted with a rhenium solution for 4 hours. After phase separation, a solution was analyzed and the capacity of the sorption material was calculated. The rhenium capacity for sample 1 was 18.5 mg / g, and the recovery was 92.3%.
Для определения скорости массообмена такие же навески сорбционного материала контактировали с раствором рения в течение времени, указанного в таблице 1.To determine the mass transfer rate, the same samples of sorption material were contacted with a rhenium solution for the time specified in table 1.
Доля сорбированного рения за 30 минут контактирования с раствором рения для образца 1 составляет 97% (по отношению к максимальному количеству сорбированного рения) (табл.1), в отличие от прототипа, в котором 98%-ая степень извлечения рения достигается за 90 мин.The proportion of sorbed rhenium after 30 minutes of contact with rhenium solution for sample 1 is 97% (relative to the maximum amount of sorbed rhenium) (table 1), in contrast to the prototype, in which the 98% degree of rhenium recovery is achieved in 90 minutes.
Десорбцию рения с насыщенного сорбционного материала осуществляли раствором, содержащим 8% аммиака, и проводили в одну стадию. Навеску насыщенного рением сорбционного материала массой 0,025 г контактировали с 5 мл регенерирующего раствора при встряхивании. Раствор отбирали на анализ через сутки. Результаты десорбции приведены в таблице 2.Rhenium desorption from saturated sorption material was carried out with a solution containing 8% ammonia, and carried out in one stage. A portion of rhenium-saturated sorption material weighing 0.025 g was contacted with 5 ml of the regenerating solution with shaking. The solution was selected for analysis in a day. The desorption results are shown in table 2.
Пример 2.Example 2
Извлечение рения из раствора проводили как в примере 1, за исключением того, что для извлечения рения используют импрегнированный хитозаном углеродный волокнистый материал, полученный при потенциале разомкнутой цепи (изменение потенциала от потенциала погружения +0,26 В до стационарного потенциала +0,38 В) (образец 2).The extraction of rhenium from the solution was carried out as in example 1, except that for the extraction of rhenium, carbon fiber material impregnated with chitosan was used, obtained at an open circuit potential (potential change from immersion potential +0.26 V to stationary potential +0.38 V) (sample 2).
Для данного образца сорбционного материала емкость по рению составила 16 мг/г, степень извлечения - 82,5%.For this sample of sorption material, the rhenium capacity was 16 mg / g, the degree of extraction was 82.5%.
Доля сорбированного рения за 30 минут контактирования с раствором рения для образца 2 составляет 86% (по отношению к максимальному количеству сорбированного рения) (табл.1), в отличие от прототипа, в котором лучший образец показывает за такое же время степень извлечения рения, равную 62%.The proportion of sorbed rhenium after 30 minutes of contact with rhenium solution for sample 2 is 86% (relative to the maximum amount of sorbed rhenium) (table 1), in contrast to the prototype, in which the best sample shows the degree of rhenium extraction equal to 62%
Степень десорбции рения аммиаком составила 62,1% (таблица 2).The degree of desorption of rhenium by ammonia was 62.1% (table 2).
Пример 3.Example 3
Извлечение рения из раствора проводили как в примере 1, за исключением того, что для извлечения рения используют импрегнированный хитозаном углеродный волокнистый материал, полученный электрохимической обработкой УВМ при заданном потенциале в анодной области +1,2 В (образец 3).The extraction of rhenium from the solution was carried out as in example 1, except that for the extraction of rhenium, carbon fiber material impregnated with chitosan was obtained, obtained by electrochemical treatment of UVM at a given potential in the anode region of +1.2 V (sample 3).
Емкость сорбционного материала по рению для образца 3 составила 19 мг/г, степень извлечения - 95%.The capacity of the sorption material for rhenium for sample 3 was 19 mg / g, the degree of extraction was 95%.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005134935/02A RU2303639C1 (en) | 2005-11-10 | 2005-11-10 | Method of recovering rhenium from solutions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005134935/02A RU2303639C1 (en) | 2005-11-10 | 2005-11-10 | Method of recovering rhenium from solutions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2303639C1 true RU2303639C1 (en) | 2007-07-27 |
Family
ID=38431703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005134935/02A RU2303639C1 (en) | 2005-11-10 | 2005-11-10 | Method of recovering rhenium from solutions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2303639C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637452C1 (en) * | 2016-10-31 | 2017-12-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for extracting rhenium from water solutions |
| RU2645131C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-02-15 | Андрей Александрович Нестеренко | Production process of a sorption material |
-
2005
- 2005-11-10 RU RU2005134935/02A patent/RU2303639C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2637452C1 (en) * | 2016-10-31 | 2017-12-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) | Method for extracting rhenium from water solutions |
| RU2645131C1 (en) * | 2017-07-18 | 2018-02-15 | Андрей Александрович Нестеренко | Production process of a sorption material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109477159B (en) | Electrochemical deposition for extraction/removal of metal ions from water | |
| Pandey et al. | Studies on Cr (VI), Pb (II) and Cu (II) adsorption–desorption using calcium alginate as biopolymer | |
| Niu et al. | Characteristics of gold biosorption from cyanide solution | |
| Adeogun et al. | Kinetics and equilibrium parameters of biosorption and bioaccumulation of lead ions from aqueous solutions by Trichoderma longibrachiatum | |
| KR101531231B1 (en) | Microalgae bead, and preparing method of the same | |
| CN112267030B (en) | Method for directly recovering gold in thiosulfate system by using active carbon | |
| Jeon | Adsorption characteristics of waste crab shells for silver ions in industrial wastewater | |
| Wang et al. | Biosorption of Pb (II) and Zn (II) by extracellular polymeric substance (Eps) of Rhizobium Radiobacter: equilibrium, kinetics and reuse studies | |
| RU2303639C1 (en) | Method of recovering rhenium from solutions | |
| Say et al. | Preparation and characterization of the newly synthesized metal‐complexing‐ligand N‐methacryloylhistidine having PHEMA beads for heavy metal removal from aqueous solutions | |
| RU2294391C1 (en) | Method of extraction of rhenium | |
| Hammaini et al. | Activated sludge as biosorbent of heavy metals | |
| CN112023888A (en) | Preparation method of tannin-cyclodextrin gel type adsorption material, prepared adsorption material and application | |
| Ishikawa et al. | Biosorption of actinides from dilute waste actinide solution by egg-shell membrane | |
| CN103586007B (en) | Metal ion carbonized adsorption material and preparation method thereof | |
| CN110743505A (en) | Modified chitosan and preparation method and application thereof | |
| JP2019118909A (en) | High polymer gel and metal recovery method | |
| RU2637452C1 (en) | Method for extracting rhenium from water solutions | |
| Yan-jiao | Cadmium and cobalt removal from heavy metal solution using oyster shells adsorbent | |
| CN108421425A (en) | A kind of preparation method of heavy metal-organic matter double filtration effect polyacrylonitrile-radical ultrafiltration membrane | |
| CN114259952A (en) | Stable regulation and control method and application of functional group of strong acid-resistant pyridyl hydrogel | |
| CN115228448A (en) | Preparation and application of chitosan-based high-molecular polymer adsorbent | |
| LA et al. | Sorption of Rhenium on carbon fibrous materials modified with chitosan | |
| JP2013166129A (en) | Objective metal ion adsorbent and method for producing the same | |
| CN108479725B (en) | Modified resin material, preparation method and application thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191111 |