RU2453368C1 - Способ сорбционного извлечения железа из растворов нитратных солей - Google Patents
Способ сорбционного извлечения железа из растворов нитратных солей Download PDFInfo
- Publication number
- RU2453368C1 RU2453368C1 RU2011105110/05A RU2011105110A RU2453368C1 RU 2453368 C1 RU2453368 C1 RU 2453368C1 RU 2011105110/05 A RU2011105110/05 A RU 2011105110/05A RU 2011105110 A RU2011105110 A RU 2011105110A RU 2453368 C1 RU2453368 C1 RU 2453368C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- iron
- solution
- exchange resin
- cation exchange
- desorption
- 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
- Treatment Of Water By Ion Exchange (AREA)
Abstract
Изобретение относится в области ионного обмена и может быть использовано для сорбционного извлечения железа из солевых растворов, образующихся при переработке алюминийсодержащего сырья кислотными способами. Извлечение железа до остаточного содержания Fе2О3 в очищенном растворе не более 0,001% осуществляют путем сорбции железа катионитом в Н-форме, содержащим иминодиуксусные функциональные группы. Стадии сорбции и десорбции железа чередуют без промежуточных промывок катионита. Десорбцию железа осуществляют в противоточном режиме раствором азотной кислоты. Способ позволяет селективно извлекать железо, снизить расход кислоты и обеспечивает возможность исключения потерь алюминия в процессе. 2 з.п. ф-лы, 1 табл., 6 пр.
Description
Изобретение относится к области процессов сорбционного извлечения примесей из растворов, а также к области переработки алюминийсодержащего сырья кислотными способами.
При разложении алюминийсодержащего сырья, в частности нефелина, кислотами в раствор переходят ионы алюминия, натрия, калия, железа и других элементов. Полученные растворы солей перерабатывают в товарные продукты: глинозем различных марок, гидроксид алюминия и другие. В соответствии с техническими требованиями на металлургический глинозем отношение Аl2О3/Fе2О3 должно быть не менее 3500. Для достижения указанного отношения необходима глубокая очистка раствора солей от железа.
При разложении алюминийсодержащего сырья азотной кислотой массовая доля железа в пересчете на оксид Fе2О3 в растворе нитратных солей, поступающем на стадию очистки, составляет 0,01-0,10%, остаточное содержание железа в растворе после очистки в пересчете на Fе2O3 должно быть не более 0,001%.
Наиболее глубокую очистку различных водных растворов от железа обеспечивают сорбционные методы с использованием жидких и твердых адсорбентов.
Известным способом извлечения ионов железа из кислых алюминийсодержащих растворов является ионообменная сорбция (экстракция) высокомолекулярными жирными кислотами, например стеариновой, и солями этих кислот. (Ю.А.Лайнер. Комплексная переработка алюминийсодержащего сырья кислотными способами. С.135-136.) Другой способ заключается в экстракции ионов железа нафтеновыми кислотами. (А.с. СССР. №513006. «Способ очистки кислых растворов солей цветных металлов от соединений железа». Опубликовано 05.05.76 г.) Отношение Аl2О3/Fе2О3 в растворах после очистки указанными методами достигает 2500-3000. Недостатками указанных способов являются:
- сложность аппаратурного оформления процесса;
- недостаточная степень регенерации экстрагента азотной кислотой и, как следствие, постепенное снижение эффекта извлечения железа;
- отношение Аl2О3/Fе2О3 2500-3000 получают только после трех последовательных стадий очистки.
Известен способ удаления ионов железа из кислых водных растворов нитрата, сульфата или хлорида алюминия с помощью жидкого ионообменного экстрагента, содержащего ди-(2-этилгексил)-гидрофосфат (DEHHP) и трибутилфосфат или первичный амин (патент США 3586477, опубликовано 16.10.68 г.). Недостатком этого способа является то, что содержание Fе2О3 в очищенном растворе составляет не менее 0,0035%, кроме того, требуется большой расход органического экстрагента (1 объем на 2-10 объемов обрабатываемого раствора), процесс регенерации которого не оговаривается.
Известен также способ извлечения никеля из кислых продукционных растворов, содержащих железо, при рН 1-2 с помощью катионообменной смолы (катионита) хелатного типа с функциональными группами бис-(2-пиридилметил) амина (патент РФ №2352654, опубликовано 20.04.09 г.). Данный способ предназначен для извлечения целевого продукта и неэффективен для глубокой очистки кислых растворов от железа.
Известен способ ионного обмена с помощью катионита, содержащего фосфонатные функциональные группы, и регенерации катионита для процесса извлечения и удаления железа из сернокислотного раствора, содержащего ионы металлов (патент США 5582737, опубликовано 07.11.95 г.). Данный способ осуществляется для удаления железа из электролитных растворов в процессе электролизного извлечения меди. Регенерация катионита включает каталитическое восстановление ионов трехвалентного железа до ионов двухвалентного с использованием ионов меди и сернистой кислоты. Данный способ практически неосуществим в других технологических процессах, в частности при азотнокислотной переработке алюминийсодержащего сырья, что является недостатком известного способа.
Таким образом, информация по процессу извлечения железа из растворов нитратных солей, содержащих алюминий, методом сорбции отсутствует. Аналоги предлагаемого изобретения авторам неизвестны.
Технический результат, на достижение которого направлено настоящее изобретение, заключается в извлечении железа из растворов нитратных солей, содержащих алюминий, до остаточного содержания железа в пересчете на оксид Fе2О3 не более 0,001%, получении отношения Al2O3/Fe2O3 в очищенном растворе не менее 3500 и осуществлении процесса очистки без образования отходов.
Поставленная задача достигается тем, что согласно предлагаемому способу извлечение железа из растворов нитратных солей, содержащих алюминий, до остаточного содержания Fe2O3 в очищенном растворе не более 0,001% проводится путем избирательной сорбции железа на катионите, содержащем иминодиуксусные функциональные группы в H-форме, стадии сорбции и десорбции железа чередуются без промежуточных промывок катионита, десорбция железа из катионита проводится в противоточном режиме раствором азотной кислоты, раствор азотной кислоты после десорбции железа возвращается в производственный процесс, очищенный раствор с отношением Аl2О3/Fe2О3 не менее 3500 поступает на дальнейшую переработку.
Применение противоточного режима десорбции железа из катионита и исключение стадий отмывки сорбента перед десорбцией позволяет исключить потери целевого продукта - алюминия - и необходимость утилизации кислых промывных вод. Возвращение раствора азотной кислоты после десорбции железа из катионита на стадию разложения сырья или другие стадии делает процесс безотходным, позволяет снизить расход кислоты и исключить потери алюминия.
Процесс извлечения железа из растворов нитратных солей, содержащих алюминий, и десорбция железа из катионита осуществляется при температуре растворов не более 70°С. При температуре растворов выше 70°С возможно термическое и механическое разрушение катионита.
Десорбция железа из катионита осуществляется раствором азотной кислоты с концентрацией 8-12%, при этом отсутствует негативное воздействие азотной кислоты на катионит и обеспечивается эффективное извлечение железа из катионита.
Новым и существенным в предлагаемом техническом решении является:
- использование катионита, содержащего иминодиуксусные функциональные группы в Н-форме, для сорбции железа из растворов нитратных солей, содержащих алюминий;
- проведение десорбции железа из катионита в противоточном режиме с использованием растворов кислот, которые применяются при разложении сырья, в том числе азотной кислоты;
- исключение стадий промывки катионита до и после десорбции.
Заявляемое техническое решение основано на применении доступной ионообменной смолы. Способ сорбционного извлечения железа из раствора нитратных солей, содержащих алюминий, на катионите и десорбции железа из катионита отличается простотой исполнения и исключает потери целевого продукта - алюминия. При осуществлении способа не образуются отходы.
Ниже приводятся примеры осуществления способа сорбционного извлечения железа из растворов нитратных солей, содержащих алюминий, на катионите Пьюролайт S930, производства компании Пьюролайт Интернэшнл Лимитед. Для осуществления предлагаемого способа могут использоваться аналогичные катиониты, содержащие иминодиуксусные функциональные группы, других производителей ионитов, под другими торговыми марками, при этом результаты не изменятся.
Пример 1. Раствор нитратных солей, содержащий 4,2% нитрата алюминия в пересчете на оксид Аl2О3, 0,021% железа в пересчете на оксид Fе2O3, а также 6,5% суммы нитратов натрия, калия и других элементов, фильтровали при температуре раствора 25°С через колонку, загруженную 0,1 дм3 катионообменной смолы Пьюролайт S-930 с иминодиуксусными функциональными группами в Н-форме. Очищенный раствор отбирали порциями и анализировали на содержание железа. По результатам анализа рассчитывали отношение Аl2О3/Fе2О3 в очищенном растворе. Процесс проводили до увеличения массовой доли Fе2О3 в фильтрате более 0,001%. Объем очищенного раствора составил 6,4 дм3 или 64 объема на 1 объем катионита. Затем проводили десорбцию железа из катионита раствором азотной кислоты с концентрацией 10% масс. в количестве 0,3 дм3. По завершении стадии десорбции катионит использовали для очистки раствора нитратных солей, без проведения промывки. Очищенный раствор нитратных солей поступал на дальнейшую переработку, отработанный раствор азотной кислоты после десорбции железа из катионита возвращался на стадию разложения сырья.
Пример 2. Раствор нитратных солей, содержащий 4,2% нитрата алюминия в пересчете на оксид Аl2O3, 0,0275% железа в пересчете на оксид Fе2О3, а также 6,5% суммы нитратов натрия, калия и других элементов, фильтровали при температуре раствора 65°С через колонку, загруженную 0,1 дм3 катионообменной смолы Пьюролайт S-930 с иминодиуксусными функциональными группами в Н-форме. Очищенный раствор отбирали порциями и анализировали на содержание железа. По результатам анализа рассчитывали отношение Аl2О3/Fе2О3 в очищенном растворе. Процесс проводили до увеличения массовой доли Fе2О3 в фильтрате более 0,001%. Объем очищенного раствора составил 5,9 дм3 или 59 объемов на 1 объем катионита. Затем проводили десорбцию железа из катионита раствором азотной кислоты с концентрацией 10% масс. в количестве 0,3 дм3. По завершении стадии десорбции катионит использовали для очистки раствора нитратных солей, без проведения промывки. Очищенный раствор нитратных солей поступал на дальнейшую переработку, отработанный раствор азотной кислоты после десорбции железа из катионита возвращался на стадию разложения сырья.
Пример 3. Из раствора нитратных солей, содержащего 4,3% нитрата алюминия в пересчете на оксид Аl2О3, 0,048% железа в пересчете на оксид Fe2O3, а также 6,65% суммы нитратов натрия, калия и других элементов, извлекали железо с помощью катионообменной смолы. Стадию сорбции процесса, десорбцию железа из катионообменной смолы, переработку очищенного раствора нитратных солей, возврат отработанного раствора азотной кислоты после десорбции железа из катионита на стадию разложения сырья проводили аналогично примеру 1. Объем очищенного раствора составил 3,5 дм3 или 35 объемов на 1 объем катионита.
Пример 4. Из раствора нитратных солей, содержащего 4,3% нитрата алюминия в пересчете на оксид Аl2O3, 0,048% железа в пересчете на оксид Fе2О3, а также 6,65% суммы нитратов натрия, калия и других элементов, извлекали железо с помощью катионообменной смолы. Стадию сорбции процесса, десорбцию железа из катионообменной смолы, переработку очищенного раствора нитратных солей, возврат отработанного раствора азотной кислоты после десорбции железа из катионита на стадию разложения сырья проводили аналогично примеру 2. Объем очищенного раствора составил 3,4 дм3 или 34 объема на 1 объем катионита.
Пример 5. Из раствора нитратных солей, содержащего 4,5% нитрата алюминия в пересчете на оксид Аl2О3 0,077% железа в пересчете на оксид Fе2О3, а также 6,70% суммы нитратов натрия, калия и других элементов, извлекали железо с помощью катионообменной смолы. Стадию сорбции процесса, десорбцию железа из катионообменной смолы, переработку очищенного раствора нитратных солей, возврат отработанного раствора азотной кислоты после десорбции железа из катионита на стадию разложения сырья проводили аналогично примеру 1. Объем очищенного раствора составил 2,5 дм3 или 25 объемов на 1 объем катионита.
Пример 6. Из раствора нитратных солей, содержащего 4,5% нитрата алюминия в пересчете на оксид Аl2О3, 0,048% железа в пересчете на оксид Fе2О3, а также 6,70% суммы нитратов натрия, калия и других элементов, извлекали железо с помощью катионообменной смолы. Стадию сорбции процесса, десорбцию железа из катионообменной смолы, переработку очищенного раствора нитратных солей, возврат отработанного раствора азотной кислоты после десорбции железа из катионита на стадию разложения сырья проводили аналогично примеру 2. Объем очищенного раствора составил 2,6 дм3 или 26 объемов на 1 объем катионита. Результаты по примерам 1-6 представлены в таблице.
| № опыта | Температура раствора нитратных солей, °С | Fe2О3 в исходном растворе, % | Fе2O3 в растворе после очистки (усредненном), % | Объем очищенного раствора/объем катионита | Аl2О3/Fe2О3 после очистки |
| 1 | 25 | 0,021 | 0,00068 | 60 | 6176 |
| 2 | 65 | 0,0275 | 0,00060 | 59 | 7000 |
| 3 | 25 | 0,048 | 0,00082 | 35 | 5244 |
| 4 | 65 | 0,048 | 0,00079 | 34 | 5443 |
| 5 | 25 | 0,077 | 0,00086 | 25 | 5233 |
| 6 | 65 | 0,077 | 0,00089 | 26 | 5056 |
Claims (3)
1. Способ сорбционного извлечения железа из растворов нитратных солей, содержащих алюминий, заключающийся в том, что извлечение железа до остаточного содержания Fе2О3 в очищенном растворе не более 0,001% осуществляют путем избирательной сорбции железа катионитом, содержащим иминодиуксусные функциональные группы, в Н-форме, стадии сорбции и десорбции железа чередуют без промежуточных промывок катионита, десорбцию железа из катионита осуществляют в противоточном режиме раствором азотной кислоты, раствор азотной кислоты после десорбции железа из катионита возвращают в производственный процесс, очищенный раствор с отношением Аl2О3/Fе2О3 не менее 3500 подают на дальнейшую переработку.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что температура растворов нитратных солей, содержащих алюминий, контактирующих с катионитом, не превышает 70°С.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что десорбцию железа из катионита проводят раствором азотной кислоты с концентрацией 8-12%.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011105110/05A RU2453368C1 (ru) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Способ сорбционного извлечения железа из растворов нитратных солей |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011105110/05A RU2453368C1 (ru) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Способ сорбционного извлечения железа из растворов нитратных солей |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2453368C1 true RU2453368C1 (ru) | 2012-06-20 |
Family
ID=46680981
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011105110/05A RU2453368C1 (ru) | 2011-02-14 | 2011-02-14 | Способ сорбционного извлечения железа из растворов нитратных солей |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2453368C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2514244C1 (ru) * | 2012-09-28 | 2014-04-27 | Лидия Алексеевна Воропанова | Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4988487A (en) * | 1989-10-24 | 1991-01-29 | Gte Laboratories Incorporated | Process for recovering metal values such as scandium, iron and manganese from an industrial waste sludge |
| US5192446A (en) * | 1992-01-24 | 1993-03-09 | The Graver Company | Cation exchange resins having an enhanced capacity for iron oxides |
| US5409737A (en) * | 1992-03-06 | 1995-04-25 | Henkel Corporation | Process for separating multivalent metal ions from autodeposition compositions and process for regenerating chelating type ion exchange resins useful therewith |
| US5582737A (en) * | 1995-11-07 | 1996-12-10 | Eichrom Industries, Inc. | Ion exchange and regeneration process for separation and removal of iron (III) ions from aqueous sulfuric acid metal ion-containing solutions |
| RU2111173C1 (ru) * | 1997-02-14 | 1998-05-20 | Открытое акционерное общество "Ачинский нефтеперерабатывающий завод "ВНК" | Способ сорбционной очистки воды от железа |
| US5948264A (en) * | 1998-02-06 | 1999-09-07 | Eichrom Industries, Inc. | Ion exchange and regeneration process for separation and removal of iron (III) ions from aqueous sulfuric acid metal ion-containing solutions |
| RU2393251C1 (ru) * | 2009-01-30 | 2010-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕГРА РУ" | Способ комплексной переработки никель-кобальтового сырья |
-
2011
- 2011-02-14 RU RU2011105110/05A patent/RU2453368C1/ru active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4988487A (en) * | 1989-10-24 | 1991-01-29 | Gte Laboratories Incorporated | Process for recovering metal values such as scandium, iron and manganese from an industrial waste sludge |
| US5192446A (en) * | 1992-01-24 | 1993-03-09 | The Graver Company | Cation exchange resins having an enhanced capacity for iron oxides |
| US5409737A (en) * | 1992-03-06 | 1995-04-25 | Henkel Corporation | Process for separating multivalent metal ions from autodeposition compositions and process for regenerating chelating type ion exchange resins useful therewith |
| US5582737A (en) * | 1995-11-07 | 1996-12-10 | Eichrom Industries, Inc. | Ion exchange and regeneration process for separation and removal of iron (III) ions from aqueous sulfuric acid metal ion-containing solutions |
| RU2111173C1 (ru) * | 1997-02-14 | 1998-05-20 | Открытое акционерное общество "Ачинский нефтеперерабатывающий завод "ВНК" | Способ сорбционной очистки воды от железа |
| US5948264A (en) * | 1998-02-06 | 1999-09-07 | Eichrom Industries, Inc. | Ion exchange and regeneration process for separation and removal of iron (III) ions from aqueous sulfuric acid metal ion-containing solutions |
| RU2393251C1 (ru) * | 2009-01-30 | 2010-06-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ИНТЕГРА РУ" | Способ комплексной переработки никель-кобальтового сырья |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2514244C1 (ru) * | 2012-09-28 | 2014-04-27 | Лидия Алексеевна Воропанова | Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| AU2010223194B2 (en) | Method for purifying lithium bicarbonate | |
| CN113003592B (zh) | 用于处理酸洗酸残余物的方法 | |
| CN104129831B (zh) | 一种利用螯合树脂同时去除和回收重金属离子和有机酸的方法 | |
| JP2013516180A5 (ru) | ||
| WO2014110216A1 (en) | Methods of recovering scandium from titanium residue streams | |
| RU2669737C1 (ru) | Способ получения оксида скандия из скандийсодержащих концентратов | |
| CN102126801A (zh) | 含铜、镍、锌等重金属离子废水处理工艺及其设备 | |
| RU2465207C1 (ru) | Способ извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты | |
| RU2453368C1 (ru) | Способ сорбционного извлечения железа из растворов нитратных солей | |
| CN108624893B (zh) | 一种不锈钢酸洗废水的高值化处理方法 | |
| KR102312762B1 (ko) | 붕소 제어를 갖춘 원자력발전소 액체 폐기물 처리 방법 | |
| CN104030510A (zh) | 一种黄金冶炼酸性废水中酸和重金属回收的方法 | |
| CN106830167A (zh) | 一种选择性去除不锈钢酸洗废水中氟离子的方法 | |
| EA019142B1 (ru) | Способ разделения платины (ii, iv) и родия (iii) в солянокислых водных растворах | |
| Sheedy et al. | Acid separation for impurity control and acid recycle using short bed ion exchange | |
| RU2226429C2 (ru) | Селективное отделение железа обработкой ионообменной смолой, содержащей группы дифосфоновых кислот | |
| RU2196184C2 (ru) | Способ переработки скандийсодержащих растворов | |
| JPH09124545A (ja) | アジピン酸製造における触媒の回収方法 | |
| RU2600045C1 (ru) | Способ получения паравольфрамата аммония | |
| EP0957086A2 (en) | Process for the removal of metal compounds from an aqueous acid solution | |
| RU2013133221A (ru) | Способ извлечения никеля, кобальта и других металлов из окисленных руд | |
| JP4069291B2 (ja) | 金属錯体溶液からの金属イオンの分離方法 | |
| RU2226177C2 (ru) | Способ сорбционного извлечения урана из растворов и пульп | |
| CN113000018A (zh) | 一种环保型铝加工行业含油废硅藻土再生系统及方法 | |
| RU2348716C1 (ru) | Способ извлечения ванадия |