RU2489502C1 - Method of converting metal chloride to sulphate thereof - Google Patents
Method of converting metal chloride to sulphate thereof Download PDFInfo
- Publication number
- RU2489502C1 RU2489502C1 RU2012122236/02A RU2012122236A RU2489502C1 RU 2489502 C1 RU2489502 C1 RU 2489502C1 RU 2012122236/02 A RU2012122236/02 A RU 2012122236/02A RU 2012122236 A RU2012122236 A RU 2012122236A RU 2489502 C1 RU2489502 C1 RU 2489502C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- solution
- extractant
- sulfate
- chloride
- extract
- 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
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для получения сульфатов металлов из растворов их хлоридов, образующихся при гидрохлоридной переработке природного или вторичного сырья.The invention relates to hydrometallurgy and can be used to obtain metal sulfates from solutions of their chlorides formed during the hydrochloride processing of natural or secondary raw materials.
В настоящее время для получения сульфатных солей металлов проводят растворение в серной кислоте их оксидов, карбонатов или предварительно выделяют из раствора соответствующий гидроксид или карбонат, а затем растворяют его в серной кислоте. Такая технология характеризуется много-стадийностью, сложностью отделения от хлоридных ионов и не позволяет проводить процесс в непрерывном режиме.Currently, to obtain sulfate salts of metals, their oxides, carbonates are dissolved in sulfuric acid, or the corresponding hydroxide or carbonate is preliminarily extracted from the solution, and then dissolved in sulfuric acid. This technology is characterized by multi-stage, the complexity of separation from chloride ions and does not allow to carry out the process in a continuous mode.
Известен способ конверсии хлорида металла в его сульфат (см. Карякин Ю.В., Ангелов Н.И. Чистые вещества. М.: Химия, 1973. С.151-152), в соответствии с которым в теплый раствор сульфата аммония добавляют раствор хлорида кальция. После отстаивания осадка его 5-6 раз промывают декантацией водой, а затем отделяют от раствора фильтрованием. Полученный осадок отмывают водой до отсутствия следов ионов аммония и затем высушивают при температуре 70-80°С. Полученная соль соответствует марке «Ч», степень конверсии составляет 80-85%.A known method for the conversion of metal chloride to its sulfate (see Karyakin Yu.V., Angelov NI Pure substances. M: Chemistry, 1973. P.151-152), according to which a solution is added to a warm solution of ammonium sulfate calcium chloride. After settling the precipitate, it is washed 5–6 times with decantation with water, and then it is separated from the solution by filtration. The resulting precipitate is washed with water until there are no traces of ammonium ions and then dried at a temperature of 70-80 ° C. The resulting salt corresponds to the brand "H", the degree of conversion is 80-85%.
Данный способ характеризуется недостаточно высокой степенью конверсии хлорида металла в его сульфат. К недостаткам способа следует отнести получение ограниченного ассортимента сульфатов металлов, так как многие металлы образуют хорошо растворимые соли и не могут быть выделены из раствора таким путем. Способу присущ высокий расход реагентов и невозможность получения высокочистых сульфатов.This method is characterized by an insufficiently high degree of conversion of metal chloride to its sulfate. The disadvantages of the method include obtaining a limited range of metal sulfates, since many metals form highly soluble salts and cannot be isolated from solution in this way. The method is characterized by a high consumption of reagents and the inability to obtain high purity sulfates.
Известен также принятый в качестве прототипа способ конверсии хлорида металла в его сульфат (см. пат. 2430171 РФ, МПЖ С22В 23/00, 3/08 (2006.01), 2011) путем противоточной жидкостной экстракции металла из раствора его конвертируемой соли с использованием фосфорсодержащего экстрагента в солевой форме и образованием экстракта и рафината. В качестве исходных берут хлоридные растворы никеля или кобальта, экстракцию ведут при концентрации никеля или кобальта в растворе 65-80 г/л, рН 4-7 и O:В=1-2,5:1 на 2-4 ступенях и температуре 20-50°С с использованием катио-ноообменного экстрагента в виде 20-50% раствора ди-2этилгексилфосфорной или алкилфосфиновой кислоты в натриевой, калиевой или аммонийной форме. Реэкстракцию осуществляют 0,5-2,0 М раствором серной кислоты с получением раствора сульфата никеля или кобальта. После реэкстракции экстрагент обрабатывают раствором гидроксида натрия, калия или раствором аммиака. Степень конверсии хлорида кобальта в сульфат кобальта при использовании 30% раствора ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в калиевой форме составила 95%.Also known is the prototype method for converting metal chloride to its sulfate (see Pat. 2430171 RF, MPZh C22B 23/00, 3/08 (2006.01), 2011) by countercurrent liquid extraction of metal from a solution of its convertible salt using a phosphorus-containing extractant in salt form and the formation of extract and raffinate. Chloride solutions of nickel or cobalt are taken as initial ones, extraction is carried out at a concentration of nickel or cobalt in a solution of 65-80 g / l, pH 4-7 and O: B = 1-2.5: 1 at 2-4 steps and a temperature of 20 -50 ° C using a cation-exchanging extractant in the form of a 20-50% solution of di-2-ethylhexylphosphoric or alkylphosphinic acid in sodium, potassium or ammonium form. Reextraction is carried out with a 0.5-2.0 M solution of sulfuric acid to obtain a solution of nickel sulfate or cobalt. After reextraction, the extractant is treated with a solution of sodium hydroxide, potassium or a solution of ammonia. The degree of conversion of cobalt chloride to cobalt sulfate when using a 30% solution of di-2-ethylhexylphosphoric acid in potassium form was 95%.
Известный способ не обеспечивает глубокой степени конверсии хлорида кобальта в его сульфат и поэтому требует дополнительной переработки рафинатов для доизвлечения металла. К недостаткам способа следует отнести необходимость строгого поддержания при экстракции величины рН, которая определяет степень извлечения металла из раствора. Кроме того, при проведении экстракции в диапазоне рН 4-7 возможно получение из хлоридных растворов ограниченного числа сульфатов металлов. В частности, не может быть проведена конверсия хлоридов щелочных металлов в их сульфаты. Недостатком способа является также возможность загрязнения раствора сульфата металла натрием, калием или аммонием, содержащихся в солевой форме катионообменного экстрагента, вследствие неполноты их обмена на цветной металл.The known method does not provide a deep degree of conversion of cobalt chloride to its sulfate and therefore requires additional processing of raffinates for additional metal recovery. The disadvantages of the method include the need for strict maintenance during extraction of the pH value, which determines the degree of extraction of the metal from the solution. In addition, when conducting extraction in the pH range of 4-7, it is possible to obtain a limited number of metal sulfates from chloride solutions. In particular, the conversion of alkali metal chlorides to their sulfates cannot be carried out. The disadvantage of this method is the possibility of contamination of the metal sulfate solution with sodium, potassium or ammonium contained in the salt form of the cation exchange extractant, due to the incompleteness of their exchange for non-ferrous metal.
Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении степени конверсии хлоридов метал лов в сульфаты при сохранении или повышении их чистоты и расширении диапазона получаемых сульфатов металлов.The present invention is aimed at achieving a technical result consisting in increasing the degree of conversion of metal chlorides to sulfates while maintaining or increasing their purity and expanding the range of metal sulfates obtained.
Технический результат достигается тем, что в способе конверсии хлорида металла в его сульфат, включающем контактирование раствора конвертируемого хлорида металла и экстрагента в солевой форме с образованием экстракта и рафината, реэкстракцию и регенерацию экстрагента, согласно изобретению, используют анионообменный экстрагент, содержащий 20-40% третичного амина в сульфатной форме и 10-80%) алифатических спиртов, контактирование раствора конвертируемого хлорида металла с экстрагентом ведут с переводом в экстракт хлор-ионов, а в рафинат - сульфат-ионов с образованием сульфата металла, при этом реэкстракцию хлор-ионов из экстракта осуществляют 0,5-2,0 М раствором гидроксида натрия или калия, а регенерацию экстрагента проводят 1-3 М раствором серной кислоты.The technical result is achieved by the fact that in the method of converting metal chloride to its sulfate, comprising contacting a solution of a convertible metal chloride and an extractant in salt form to form an extract and a raffinate, reextracting and regenerating the extractant according to the invention, an anion exchange extractant containing 20-40% tertiary is used amine in sulfate form and 10-80%) aliphatic alcohols, contacting a solution of a convertible metal chloride with an extractant is carried out with the conversion of chlorine ions into the extract, and with raffinate - with lfat ions to form a metal sulfate, and the stripping of chlorine ions from the extraction is carried out with a solution of 0.5-2.0 M sodium or potassium hydroxide, and the extractant regeneration is carried out 1-3 M sulfuric acid solution.
Достижению технического результата способствует то, что в качестве хлорида металла используют хлорид лития, калия, магния, алюминия, никеля, кобальта или марганца при концентрации металла в растворе 20-80 г/л.The achievement of the technical result is facilitated by the use of lithium, potassium, magnesium, aluminum, nickel, cobalt or manganese chloride as a metal chloride at a metal concentration in the solution of 20-80 g / l.
Достижению технического результата способствует также то, что в качестве третичного амина используют триоктиламин, триизооктиламин или триалкиламин.The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that trioctylamine, triisooctylamine or trialkylamine are used as a tertiary amine.
Достижению технического результата способствует и то, что в качестве алифатических спиртов используют октиловый, изооктиловый, дециловый или изодециловый спирт.The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that octyl, isooctyl, decyl or isodecyl alcohol is used as aliphatic alcohols.
Достижению технического результата способствует также и то, что контактирование раствора конвертируемого хлорида металла и экстрагента ведут противотоком или перекрестным током экстрагента при отношении O:В=2-6:1 на 2-5 ступенях экстракции.The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that the contacting of the solution of the convertible metal chloride and the extractant is carried out by countercurrent or cross current of the extractant with the ratio O: B = 2-6: 1 at 2-5 stages of extraction.
Достижению технического результата способствует и то, что перед реэкстракцией экстракт промывают водой при отношении O:В=10-20:1 на 1-3 ступенях.The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that before reextraction, the extract is washed with water at a ratio of O: B = 10-20: 1 at 1-3 steps.
Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой охраны и достаточные для получения вышеуказанного технического результата, выполняют функции и соотносятся с результатом следующим образом.The essential features of the claimed invention, which determine the scope of legal protection and are sufficient to obtain the above technical result, perform functions and relate to the result as follows.
Использование анионообменного экстрагента, содержащего 20-40% третичного амина в сульфатной форме и 10-80%) алифатических спиртов позволяет проводить эффективный обмен ионов хлора на сульфат-ионы. Использование разбавленного экстрагента, содержащего менее 20% третичного амина, не обеспечивает высокую степень извлечения ионов хлора из раствора, что не позволяет получить чистую по хлору сульфатную соль. Применение экстрагента, содержащего более 40% третичного амина нежелательно из-за получения слишком вязкой органической смеси. Присутствие алифатических спиртов обеспечивает однородность органической фазы и способствует снижению соэкстракции металлов, способных на очень высоком хлоридном фоне к образованию анионных комплексов, способных переходить в фазу экстрагента. При содержании алифатических спиртов менее 10% невозможно получение однородной органической смеси по причине образования при экстракции «третьей» фазы, а содержание алифатических спиртов в смеси более 80% не позволяет обеспечить требуемую концентрацию третичных аминов. В качестве разбавителя могут быть использованы обычные инертные разбавители типа «Эскайд» или керосин. Кроме того, функцию разбавителя третичных аминов могут выполнять алифатические спирты, подавляющие экстракцию хлорокомплексов металлов.The use of an anion exchange extractant containing 20-40% tertiary amine in sulfate form and 10-80%) aliphatic alcohols allows for the efficient exchange of chlorine ions to sulfate ions. The use of a diluted extractant containing less than 20% tertiary amine does not provide a high degree of extraction of chlorine ions from the solution, which does not allow to obtain a pure sulfate salt with respect to chlorine. The use of an extractant containing more than 40% tertiary amine is undesirable due to the preparation of a too viscous organic mixture. The presence of aliphatic alcohols ensures the homogeneity of the organic phase and helps to reduce the coextraction of metals that are capable of forming anionic complexes on a very high chloride background that can pass into the extractant phase. When the content of aliphatic alcohols is less than 10%, it is impossible to obtain a homogeneous organic mixture due to the formation of a “third” phase during extraction, and the content of aliphatic alcohols in the mixture of more than 80% does not provide the required concentration of tertiary amines. As a diluent, conventional inert diluents such as Escide or kerosene can be used. In addition, aliphatic alcohols that inhibit the extraction of metal chlorocomplexes can perform the function of a tertiary amine diluent.
Контактирование раствора хлорида металла с экстрагентом в сульфатной форме с переводом в органическую фазу хлор-ионов, а в водную - сульфат-ионов позволяет осуществить эффективный обмен ионов хлора на сульфат-ионы с получением сульфата металла уже на первой стадии процесса. Кроме того, при наличии в растворе конвертируемой соли примесных металлов, способных в хлоридной среде образовывать устойчивые хлорокомплексы, например, цинк, медь или железо, при контактировании с третичным амином они также переходят в экстракт, что обеспечивает кроме конверсии хлорида металла также его очистку от примесей.Contacting the metal chloride solution with the extractant in sulfate form with the conversion of chlorine ions into the organic phase and sulfate ions into the aqueous phase allows the effective exchange of chlorine ions to sulfate ions to produce metal sulfate already at the first stage of the process. In addition, if there are impurity metals in the solution of a convertible salt that are capable of forming stable chlorocomplexes in a chloride medium, for example, zinc, copper or iron, they also pass into the extract upon contact with a tertiary amine, which, in addition to the conversion of metal chloride, also removes impurities from it .
Проведение реэкстракции хлор-ионов из экстракта 0,5-2,0 М раствором гидроксида натрия или калия позволяет проводить полное удаление из экстракта ионов хлора. Проведение реэкстракции при концентрации раствора гидроксида натрия или калия менее 0,5 М не обеспечивает глубокого извлечения ионов хлора, а при концентрации более 2,0 М приводит к повышению вязкости органической смеси и слишком высокой растворимости экстрагента в щелочном растворе, а также к избыточному расходу щелочи.Re-extraction of chlorine ions from the extract with a 0.5-2.0 M solution of sodium or potassium hydroxide allows complete removal of chlorine ions from the extract. Reextraction at a concentration of sodium or potassium hydroxide solution of less than 0.5 M does not provide deep extraction of chlorine ions, and at a concentration of more than 2.0 M leads to an increase in the viscosity of the organic mixture and too high solubility of the extractant in an alkaline solution, as well as an excessive consumption of alkali .
Осуществление регенерации экстрагента 1-3 М раствором серной кислоты обеспечивает полный перевод третичного амина в сульфатную форму. Использование для обработки экстрагента раствора серной кислоты с концентрацией менее 1 М не позволяет полностью перевести экстрагент в сульфатную форму. Использование раствора серной кислоты с концентрацией более 3 М ведет к ее экстракции сульфатной формой амина и, как следствие, к закислению раствора сульфата металла.The implementation of the regeneration of the extractant with a 1-3 M solution of sulfuric acid provides a complete conversion of the tertiary amine to the sulfate form. The use of a solution of sulfuric acid with a concentration of less than 1 M for processing the extractant does not allow the extractant to be completely converted to the sulfate form. The use of a solution of sulfuric acid with a concentration of more than 3 M leads to its extraction with the sulfate form of the amine and, as a result, to acidification of the metal sulfate solution.
Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении степени конверсии хлоридов металлов в сульфаты при сохранении или повышении их чистоты и расширении диапазона получаемых сульфатов металлов.The combination of the above features is necessary and sufficient to achieve the technical result of the invention, which consists in increasing the degree of conversion of metal chlorides to sulfates while maintaining or increasing their purity and expanding the range of metal sulfates obtained.
В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие конкретные операции и режимные параметры.In particular cases of carrying out the invention, the following specific operations and operating parameters are preferred.
Использование в составе хлорида металла, металла выбранного из группы, содержащей литий, калий, магний, алюминий, никель, кобальт, марганец обусловлено высокой растворимостью, как хлоридов, так и сульфатов этих металлов, что позволяет проводить эффективный обмен ионов хлора на сульфатные ионы. Кроме того, выбор указанных металлов обусловлен тем, что они не образуют устойчивых хлорокомплексов и не способны в значительной степени соэкстрагироваться при извлечении ионов хлора. Использование указанных хлоридов металлов при концентрации металла в растворе 20-80 г/л обусловлено возможностью получения устойчивых растворов сульфатов этих металлов. При концентрации менее 20 г/л получаются слишком разбавленные растворы сульфатов металлов, что затрудняет последующее получение сухой соли металла. При концентрации металла более 80 г/л возможно снижение степени конверсии соли металла, а также образование твердой фазы сульфата металла на операции экстракции.The use of a metal chloride in the composition of a metal selected from the group consisting of lithium, potassium, magnesium, aluminum, nickel, cobalt, manganese is due to the high solubility of both the chlorides and sulfates of these metals, which allows an efficient exchange of chlorine ions to sulfate ions. In addition, the choice of these metals is due to the fact that they do not form stable chlorocomplexes and are not able to significantly coextract when extracting chlorine ions. The use of these metal chlorides at a metal concentration in the solution of 20-80 g / l is due to the possibility of obtaining stable solutions of sulfates of these metals. At a concentration of less than 20 g / l, too dilute metal sulfate solutions are obtained, which complicates the subsequent preparation of a dry metal salt. At a metal concentration of more than 80 g / l, a reduction in the degree of conversion of the metal salt is possible, as well as the formation of a solid phase of metal sulfate in the extraction operation.
Использование в качестве третичного амина триоктиламина, триизоок-тиламина или триалкиламина обеспечивает минимальную растворимость экстрагента в водной фазе при хорошей гидродинамике процесса.The use of trioctylamine, triisooctylamine or trialkylamine as a tertiary amine ensures the minimum solubility of the extractant in the aqueous phase with good hydrodynamics of the process.
Использование в качестве алифатических спиртов октилового, изооктилового, децилового или изодецилового спирта, содержащих в составе 8 или 10 атомов углерода, обусловлено их низкой растворимостью в водной фазе и достаточно высокой температурой вспышки. Спирты, содержащие менее 8 атомов углерода, характеризуются высокой растворимостью и низкой температурой вспышки. Спирты, содержащие более 10 атомов углерода, имеют слишком высокую вязкость или при комнатной температуре находятся в твердом состоянии. Спирты, содержащие 9 атомов углерода, хотя и отвечают технологическим требованиям, но характеризуются повышенной токсичностью.The use of octyl, isooctyl, decyl or isodecyl alcohol containing 8 or 10 carbon atoms as aliphatic alcohols is due to their low solubility in the aqueous phase and a sufficiently high flash point. Alcohols containing less than 8 carbon atoms are characterized by high solubility and low flash point. Alcohols containing more than 10 carbon atoms have too high a viscosity or are in solid state at room temperature. Alcohols containing 9 carbon atoms, although they meet technological requirements, are characterized by increased toxicity.
Проведение контактирования раствора хлорида металла с экстрагентом в противоточном режиме или методом перекрестного тока при соотношении органической и водной фаз О:В=2-6:1 на 2-5 ступенях экстракции позволяет осуществить глубокое извлечение ионов хлора из раствора. При проведении процесса экстракции противотоком глубокое извлечение ионов хлора достигается при меньшем расходе экстрагента и позволяет получать более концентрированные растворы хлорида натрия или калия. При осуществлении экстракции методом перекрестного тока возможно проведение процесса в периодическом режиме без использования каскада экстракторов и требует меньшего числа ступеней экстракции. Проведение экстракции при содержании экстрагента менее 2:1 не обеспечивает глубокого извлечения ионов хлора и не позволяет получить чистый по хлору сульфат металла. Содержание экстрагента более 6:1 ведет при многоступенчатой экстракции к слишком высокому расходу экстрагента без существенного улучшения эффективности процесса.Carrying out contacting a solution of a metal chloride with an extractant in countercurrent mode or using a cross current method with a ratio of organic and aqueous phases O: B = 2-6: 1 at 2-5 stages of extraction allows deep extraction of chlorine ions from the solution. During the countercurrent extraction process, a deep extraction of chlorine ions is achieved with a lower consumption of extractant and allows to obtain more concentrated solutions of sodium or potassium chloride. When carrying out extraction using the cross current method, it is possible to carry out the process in a batch mode without using a cascade of extractors and requires a smaller number of extraction stages. Carrying out the extraction when the extractant content is less than 2: 1 does not provide deep extraction of chlorine ions and does not allow to obtain pure metal sulfate in chlorine. The extractant content of more than 6: 1 leads to a too high extractant consumption during multi-stage extraction without a significant improvement in the efficiency of the process.
Проведение промывки экстракта водой перед реэкстракцией ионов хлора водой при О:В=10-20:1 на 1-3 ступенях обеспечивает эффективное удаление из экстракта микроколичеств исходного хлорида металла. Проведение промывки при О:В менее 10:1 ведет к значительному разбавлению исходного раствора металла, что вызывает затруднения при последующем выделении соли сульфата металла. Проведение промывки при О:В более 20:1 не обеспечивает эффективную отмывку от исходного металла или требует повышенного (более 3) числа промывных ступеней.Washing the extract with water before reextracting chlorine ions with water at O: B = 10-20: 1 in 1-3 steps ensures effective removal of trace amounts of the initial metal chloride from the extract. Washing at O: B of less than 10: 1 leads to a significant dilution of the initial metal solution, which causes difficulties in the subsequent isolation of the metal sulfate salt. Carrying out washing at O: B of more than 20: 1 does not provide effective washing from the source metal or requires an increased (more than 3) number of washing steps.
Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме при повышении степени конверсии хлорида металла в его сульфат и сохранении или повышении чистоты получаемой соли, а также расширить ассортимент получаемых сульфатов металлов.The above particular features of the invention make it possible to carry out the method in an optimal manner while increasing the degree of conversion of metal chloride to its sulfate and maintaining or increasing the purity of the resulting salt, as well as expanding the range of metal sulfates obtained.
Пример 1. Осуществляют контактирование 1 л раствора конвертируемого хлорида лития при концентрации лития в растворе 20 г/л и ионов хлора 102,3 г/л с анионообменным экстрагентом, содержащим 20% триоктиламина в сульфатной форме и 80% изооктилового спирта. Контактирование раствора хлорида лития с экстрагентом ведут перекрестным током на 3 ступенях, контактируя раствор на каждой ступени с регенерированным экстрагентом при соотношении органической и водной фаз О:В=5:1 с переводом в экстракт хлор-ионов, а в рафинат - сульфат-ионов с образованием сульфата лития, содержащего 0,02 г/л ионов хлора. Получают 1 л рафината, содержащего 19,9 г/л лития и 15 л экстракта, содержащего 6,8 г/л ионов хлора. Рафинат может быть использован для получения сухой соли сульфата лития известными приемами путем выпарки и кристаллизации. Степень конверсии хлорида лития в сульфат составляет 99,5%. Из экстракта противотоком реэкстрагируют ионы хлора 0,5 М раствором гидроксида калия при соотношении О:В=1:1 на 2 ступенях с получением 30 л реэкстракта, представляющего собой разбавленный раствор хлорида калия. После реэкстракции экстрагент регенерируют путем его обработки 1 М раствором серной кислоты при О:В=1:1 с переводом в сульфатную форму и направляют в начало процесса на экстракцию.Example 1. Contact 1 liter of a solution of convertible lithium chloride at a concentration of lithium in a solution of 20 g / l and chlorine ions of 102.3 g / l with an anion exchange extractant containing 20% trioctylamine in sulfate form and 80% isooctyl alcohol. Contacting the lithium chloride solution with the extractant is carried out by cross current at 3 stages, contacting the solution at each stage with the regenerated extractant at a ratio of organic and aqueous phases of O: B = 5: 1 with the transfer of chlorine ions to the extract, and sulfate ions with raffinate the formation of lithium sulfate containing 0.02 g / l of chloride ions. Get 1 l of raffinate containing 19.9 g / l of lithium and 15 l of extract containing 6.8 g / l of chlorine ions. The raffinate can be used to obtain a dry lithium sulfate salt by known methods by evaporation and crystallization. The degree of conversion of lithium chloride to sulfate is 99.5%. Chlorine ions are back-extracted from the extract with a 0.5 M potassium hydroxide solution at a ratio of O: B = 1: 1 in 2 steps to obtain 30 L of re-extract, which is a diluted solution of potassium chloride. After reextraction, the extractant is regenerated by treating it with a 1 M solution of sulfuric acid at O: B = 1: 1 with conversion to the sulfate form and sent to the beginning of the process for extraction.
Пример 2. Осуществляют контактирование 1 л раствора конвертируемого хлорида калия при концентрации калия в растворе 39,1 г/л и ионов хлора 35,5 г/л с анионообменным экстрагентом, содержащим 25% триалкиламина в сульфатной форме, 10% октилового спирта и 65% керосина. Контактирование раствора хлорида калия с экстрагентом ведут перекрестным током на 2 ступенях, контактируя раствор на каждой ступени с регенерированным экстрагентом при соотношении органической и водной фаз О:В=3:1 с переводом в экстракт хлор-ионов, а в рафинат - сульфат-ионов с образованием сульфата калия, содержащего 0,01 г/л ионов хлора. Получают 1 л рафината, содержащего 39 г/л калия и 6 л экстракта, содержащего 5,9 г/л ионов хлора. Рафинат может быть использован для получения сухой соли сульфата калия известными приемами. Степень конверсии хлорида калия в сульфат составляет 99,7%. Из экстракта противотоком реэкстрагируют ионы хлора 1 М раствором гидрооксида натрия при соотношении О:В=1:1 на 2 ступенях с получением 1,5 л реэкстракта, представляющего собой раствор хлорида натрия. После реэкстракции экстрагент регенерируют путем его обработки 2 М раствором серной кислоты при О:В=1:0,5 с переводом в сульфатную форму и направляют на экстракцию.Example 2. Contact 1 liter of a solution of convertible potassium chloride at a concentration of potassium in the solution of 39.1 g / l and chlorine ions of 35.5 g / l with an anion-exchange extractant containing 25% trialkylamine in sulfate form, 10% octyl alcohol and 65% kerosene. Contacting the potassium chloride solution with the extractant is carried out by cross current at 2 stages, contacting the solution at each stage with the regenerated extractant at a ratio of organic and aqueous phases of O: B = 3: 1 with the conversion of chlorine ions into the extract, and sulfate ions with raffinate the formation of potassium sulfate containing 0.01 g / l of chloride ions. Get 1 l of raffinate containing 39 g / l of potassium and 6 l of extract containing 5.9 g / l of chlorine ions. Raffinate can be used to obtain a dry salt of potassium sulfate by known methods. The degree of conversion of potassium chloride to sulfate is 99.7%. Chloride ions are back-extracted from the extract with a 1 M sodium hydroxide solution at a ratio of O: B = 1: 1 in 2 steps to obtain 1.5 L of re-extract, which is a solution of sodium chloride. After reextraction, the extractant is regenerated by treating it with a 2 M sulfuric acid solution at O: B = 1: 0.5 with conversion to the sulfate form and sent for extraction.
Пример 3. Осуществляют контактирование 1 л раствора конвертируемого хлорида магния при концентрации магния в растворе 48,6 г/л и ионов хлора 142 г/л с анионообменным экстрагентом, содержащим 40% триалкиламина в сульфатной форме, 20% октилового спирта и 40% керосина. Контактирование раствора хлорида магния с экстрагентом ведут перекрестным током на 4 ступенях, контактируя раствор на каждой ступени с регенерированным экстрагентом при соотношении органической и водной фаз О:В=5:1 с переводом в экстракт хлор-ионов, а в рафинат - сульфат-ионов с образованием сульфата магния, содержащего 0,01 г/л ионов хлора. Получают 1 л рафината, содержащего 48,4 г/л магния и 20 л экстракта, содержащего 7,1 г/л ионов хлора. Рафинат может быть использован для получения сухой соли сульфата магния известными приемами. Степень конверсии хлорида магния в сульфат составляет 99,6%. Из экстракта противотоком реэкстрагируют ионы хлора 2 М раствором гидрооксида натрия при соотношении О:В=1:1 на 2 ступенях с получением 20 л реэкстракта, представляющего собой раствор хлорида натрия. После реэкстракции экстрагент регенерируют путем его обработки 2 М раствором серной кислоты при О:В=1:0,75 с переводом в сульфатную форму и направляют на экстракцию.Example 3. Contact 1 liter of a solution of convertible magnesium chloride at a concentration of magnesium in a solution of 48.6 g / l and chlorine ions 142 g / l with an anion exchange extractant containing 40% trialkylamine in sulfate form, 20% octyl alcohol and 40% kerosene. Contacting the magnesium chloride solution with the extractant is carried out by cross current at 4 stages, contacting the solution at each stage with the regenerated extractant at a ratio of organic and aqueous phases of O: B = 5: 1 with the transfer of chlorine ions to the extract, and sulfate ions with raffinate the formation of magnesium sulfate containing 0.01 g / l of chloride ions. Get 1 l of raffinate containing 48.4 g / l of magnesium and 20 l of extract containing 7.1 g / l of chlorine ions. Raffinate can be used to obtain a dry salt of magnesium sulfate by known methods. The degree of conversion of magnesium chloride to sulfate is 99.6%. Chloride ions are back-extracted from the extract with a 2 M sodium hydroxide solution at a ratio of O: B = 1: 1 in 2 steps to obtain 20 L of re-extract, which is a solution of sodium chloride. After reextraction, the extractant is regenerated by treating it with a 2 M sulfuric acid solution at O: B = 1: 0.75 with conversion to the sulfate form and sent for extraction.
Пример 4. Осуществляют контактирование 1 л раствора конвертируемого хлорида алюминия при концентрации алюминия в растворе 27 г/л и ионов хлора 103,5 г/л с анионообменным экстрагентом, содержащим 35% триалкиламина в сульфатной форме, 15% децилового спирта и 50% разбавителя «Эскайд». Контактирование раствора хлорида алюминия с экстрагентом ведут противотоком на 4 ступенях при соотношении органической и водной фаз О:В=4:1 с переводом в экстракт хлор-ионов, а в рафинат - сульфат-ионов с образованием сульфата алюминия, содержащего менее 0,01 г/л ионов хлора. Для предотвращения поступления алюминия на стадию щелочной реэкстракции экстракт отмывают от унесенной водной фазы водой на 1 ступени промывки при О:В=20:1. Промывной раствор направляют на 1 ступень экстракции ионов хлора. Получают 1, 2 л рафината, содержащего 22,5 г/л алюминия и 4 л экстракта, содержащего 25,8 г/л ионов хлора. Рафинат может быть использован для получения сухой соли сульфата алюминия известными приемами. Степень конверсии хлорида алюминия в сульфат составляет 99,9%. Из экстракта противотоком реэкстрагируют ионы хлора 2 М раствором гидрооксида натрия при соотношении О:В=1:1 на 2 ступенях с получением 4 л реэкстракта, представляющего собой раствор хлорида натрия. После реэкстракции экстрагент регенерируют путем его обработки 1,5 М раствором серной кислоты при О:В=1:1 с переводом в сульфатную форму и направляют на экстракцию.Example 4. Contact 1 liter of a solution of convertible aluminum chloride at a concentration of aluminum in a solution of 27 g / l and chlorine ions of 103.5 g / l with an anion exchange extractant containing 35% trialkylamine in sulfate form, 15% decyl alcohol and 50% diluent " Escaid. " The contacting of the aluminum chloride solution with the extractant is carried out countercurrently in 4 steps with the ratio of the organic and aqueous phases O: B = 4: 1 with the conversion of chlorine ions into the extract, and sulfate ions into raffinate with the formation of aluminum sulfate containing less than 0.01 g / l of chlorine ions. To prevent aluminum from entering the alkaline re-extraction stage, the extract is washed from the entrained aqueous phase with water at a washing stage of 1 at O: B = 20: 1. The washing solution is sent to the 1st stage of extraction of chlorine ions. Obtain 1.2 l of raffinate containing 22.5 g / l of aluminum and 4 l of extract containing 25.8 g / l of chlorine ions. Raffinate can be used to obtain a dry salt of aluminum sulfate by known methods. The degree of conversion of aluminum chloride to sulfate is 99.9%. Chloride ions are back-extracted from the extract with a 2 M sodium hydroxide solution at a ratio of O: B = 1: 1 in 2 steps to obtain 4 L of re-extract, which is a solution of sodium chloride. After reextraction, the extractant is regenerated by treating it with a 1.5 M solution of sulfuric acid at O: B = 1: 1 with conversion to the sulfate form and sent for extraction.
Пример 5. Осуществляют контактирование 1 л раствора конвертируемого хлорида никеля, содержащего, г/л: никеля - 70,0, ионов хлора - 84,7, цинка - 0,01 и железа - 0,015, с анионообменным экстрагентом, содержащим 35% триизооктиламина в сульфатной форме, 20% октилового спирта и 45% керосина. Контактирование раствора хлорида никеля с экстрагентом ведут противотоком на 4 ступенях при соотношении органической и водной фаз О:В=2:1 с переводом в экстракт хлор-ионов, а в рафинат - сульфат-ионов с образованием сульфата никеля, содержащего 0,02 г/л ионов хлора и по менее 0,001 г/л железа и цинка. Для предотвращения поступления никеля на стадию щелочной реэкстракции экстракт отмывают от унесенной водной фазы водой на 2 ступенях промывки при О:В=20:1. Промывной раствор направляют на 1 ступень экстракции ионов хлора. Получают 1,1 л рафината, содержащего 63,6 г/л никеля и 2 л экстракта, содержащего 42,3 г/л ионов хлора. Рафинат может быть использован для получения сухой соли сульфата никеля известными приемами. Степень конверсии хлорида никеля в сульфат составляет не менее 99,9%. Из экстракта противотоком реэкстрагируют ионы хлора 1,5 М раствором гидрооксида натрия при соотношении О:В=1:1 на 2 ступенях с получением 3 л реэкстракта, представляющего собой раствор хлорида натрия. После реэкстракции экстрагент регенерируют путем его обработки 1,5 М раствором серной кислоты при О:В=1:1 с переводом в сульфатную форму и направляют на экстракцию.Example 5. Contact 1 liter of a solution of convertible nickel chloride containing, g / l: nickel - 70.0, chlorine ions - 84.7, zinc - 0.01 and iron - 0.015, with an anion exchange extractant containing 35% triisooctylamine sulfate form, 20% octyl alcohol and 45% kerosene. The nickel chloride solution is contacted with the extractant in 4 steps in a ratio of the organic and aqueous phases O: B = 2: 1 with the transfer of chlorine ions to the extract and sulfate ions to the raffinate to form nickel sulfate containing 0.02 g / l of chlorine ions and at least 0.001 g / l of iron and zinc. To prevent nickel from entering the alkaline re-extraction stage, the extract is washed from the entrained aqueous phase with water at 2 washing stages at O: B = 20: 1. The washing solution is sent to the 1st stage of extraction of chlorine ions. 1.1 l of raffinate containing 63.6 g / l of nickel and 2 l of extract containing 42.3 g / l of chlorine ions are obtained. Raffinate can be used to obtain a dry salt of Nickel sulfate by known methods. The degree of conversion of nickel chloride to sulfate is at least 99.9%. Chloride ions are back-extracted from the extract with a 1.5 M sodium hydroxide solution at a ratio of O: B = 1: 1 in 2 steps to obtain 3 L of re-extract, which is a solution of sodium chloride. After reextraction, the extractant is regenerated by treating it with a 1.5 M solution of sulfuric acid at O: B = 1: 1 with conversion to the sulfate form and sent for extraction.
Пример 6. Осуществляют контактирование 1 л раствора конвертируемого хлорида кобальта, содержащего, г/л: кобальта - 58,9, ионов хлора - 71,2, цинка - 0,01, меди - 0,01 и железа - 0,01 с анионообменным экстрагентом, содержащим 35% триоктиламина в сульфатной форме и 65% октилового спирта. Контактирование раствора хлорида кобальта с экстрагентом ведут противотоком на 4 ступенях при соотношении органической и водной фаз О:В=5:1 с переводом в экстракт хлор-ионов, а в рафинат - сульфат-ионов с образованием сульфата кобальта, содержащего менее 0,01 г/л ионов хлора и по менее 0,001 г/л цинка, меди и железа. Для предотвращения поступления кобальта на стадию щелочной реэкстракции экстракт отмывают от унесенной водной фазы водой на 3 ступенях промывки при О:В=10:1. Промывной раствор направляют на 1 ступень экстракции ионов хлора. Получают 1,5 л рафината, содержащего 39,2 г/л кобальта и 5 л экстракта, содержащего 11,8 г/л ионов хлора. Рафинат может быть использован для получения сухой соли сульфата кобальта известными приемами. Степень конверсии хлорида кобальта в сульфат составляет не менее 99,9%. Из экстракта противотоком реэкстрагируют ионы хлора 2 М раствором гидрооксида натрия при соотношении О:В=1:1 на 2 ступенях с получением 5 л реэкстракта, представляющего собой раствор хлорида натрия. После реэкстракции экстрагент регенерируют путем его обработки 2 М раствором серной кислоты при О:В=1:1 с переводом в сульфатную форму и направляют на экстракцию.Example 6. Contact 1 liter of a convertible cobalt chloride solution containing, g / l: cobalt - 58.9, chlorine ions - 71.2, zinc - 0.01, copper - 0.01 and iron - 0.01 with anion exchange extractant containing 35% trioctylamine in sulfate form and 65% octyl alcohol. The cobalt chloride solution is contacted with the extractant in 4 steps in an organic to aqueous ratio of O: B = 5: 1 to transfer chlorine ions to the extract and sulfate ions to the raffinate to form cobalt sulfate containing less than 0.01 g / l of chlorine ions and at least 0.001 g / l of zinc, copper and iron. To prevent the entry of cobalt to the stage of alkaline reextraction, the extract is washed from the entrained aqueous phase with water at 3 washing steps at O: B = 10: 1. The washing solution is sent to the 1st stage of extraction of chlorine ions. Obtain 1.5 l of raffinate containing 39.2 g / l of cobalt and 5 l of extract containing 11.8 g / l of chlorine ions. Raffinate can be used to obtain a dry salt of cobalt sulfate by known methods. The degree of conversion of cobalt chloride to sulfate is at least 99.9%. Chloride ions are back-extracted from the extract with a 2 M sodium hydroxide solution at a ratio of O: B = 1: 1 in 2 steps to obtain 5 L of re-extract, which is a solution of sodium chloride. After reextraction, the extractant is regenerated by treating it with a 2 M sulfuric acid solution at O: B = 1: 1 with conversion to the sulfate form and sent for extraction.
Пример 7. Осуществляют контактирование 1 л раствора конвертируемого хлорида марганца, содержащего, г/л: марганца - 80,0, ионов хлора - 103,4, цинка - 0,01, меди - 0,01 и железа - 0,01 с анионообменным экстрагентом, содержащим 30% триизооктиламина в сульфатной форме и 70% изодецилового спирта. Контактирование раствора хлорида марганца с экстрагентом ведут противотоком на 5 ступенях при соотношении органической и водной фаз О:В=6:1 с переводом в экстракт хлор-ионов, а в рафинат - сульфат-ионов с образованием сульфата марганца, содержащего менее 0,01 г/л ионов хлора и по менее 0,001 г/л цинка, меди и железа. Для предотвращения поступления марганца на стадию щелочной реэкстракции экстракт отмывают от унесенной водной фазы водой на 2 ступенях промывки при О:В=20:1. Промывной раствор направляют на 1 ступень экстракции ионов хлора. Получают 1,3 л рафината, содержащего 61,5 г/л марганца и 6 л экстракта, содержащего 17,2 г/л ионов хлора. Рафинат может быть использован для получения сухой соли сульфата марганца известными приемами. Степень конверсии хлорида марганца в сульфат составляет не менее 99,9%. Из экстракта противотоком реэкстрагируют ионы хлора 1 М раствором гидрооксида калия при соотношении О:В=1:1 на 2 ступенях с получением 5 л реэкстракта, представляющего собой раствор хлорида калия. После реэкстракции экстрагент регенерируют путем его обработки 3 М раствором серной кислоты при О:В=1:0,5 с переводом в сульфатную форму и направляют на экстракцию.Example 7. Contact 1 liter of a solution of convertible manganese chloride containing, g / l: manganese - 80.0, chlorine ions - 103.4, zinc - 0.01, copper - 0.01 and iron - 0.01 with anion exchange an extractant containing 30% triisooctylamine in sulfate form and 70% isodecyl alcohol. The manganese chloride solution is contacted with the extractant in a 5-stage countercurrent with an organic: aqueous phase ratio of O: B = 6: 1 with chlorine ions transferred to the extract and sulfate ions converted to raffinate to produce manganese sulfate containing less than 0.01 g / l of chlorine ions and at least 0.001 g / l of zinc, copper and iron. To prevent manganese from entering the alkaline re-extraction stage, the extract is washed from the carried away aqueous phase with water at 2 washing steps at O: B = 20: 1. The washing solution is sent to the 1st stage of extraction of chlorine ions. Obtain 1.3 l of raffinate containing 61.5 g / l of manganese and 6 l of extract containing 17.2 g / l of chlorine ions. Raffinate can be used to obtain a dry salt of manganese sulfate by known methods. The degree of conversion of manganese chloride to sulfate is at least 99.9%. Chloride ions are back-extracted from the extract with a 1 M potassium hydroxide solution at a ratio of O: B = 1: 1 in 2 steps to obtain 5 L of re-extract, which is a solution of potassium chloride. After re-extraction, the extractant is regenerated by treating it with a 3 M solution of sulfuric acid at O: B = 1: 0.5 with conversion to the sulfate form and sent for extraction.
Как видно из данных, приведенных в Примерах, использование предлагаемого способа позволяет обеспечить степень конверсии хлоридов металлов в их сульфаты 99,5-99,9% при сохранении или повышении чистоты получаемых солей. По сравнению с прототипом степень конверсии соли кобальта повышается на 4,9%. Предлагаемый способ относительно прост, может быть реализован с использованием стандартного оборудования и обеспечивает расширение ассортимента получаемых сульфатных солей.As can be seen from the data given in the Examples, the use of the proposed method allows to ensure the degree of conversion of metal chlorides to their sulfates 99.5-99.9% while maintaining or increasing the purity of the obtained salts. Compared with the prototype, the degree of conversion of cobalt salt is increased by 4.9%. The proposed method is relatively simple, can be implemented using standard equipment and provides an extension of the range of sulfate salts obtained.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012122236/02A RU2489502C1 (en) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | Method of converting metal chloride to sulphate thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012122236/02A RU2489502C1 (en) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | Method of converting metal chloride to sulphate thereof |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2489502C1 true RU2489502C1 (en) | 2013-08-10 |
Family
ID=49159527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012122236/02A RU2489502C1 (en) | 2012-05-29 | 2012-05-29 | Method of converting metal chloride to sulphate thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2489502C1 (en) |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1206584A2 (en) * | 2000-03-27 | 2002-05-22 | Dynatec Corporation | Solvent extraction process for the separation of cobalt from nickel in aqueous sulphate-containing solutions |
| RU2186136C1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-07-27 | Воропанова Лидия Алексеевна | Method of recovering nickel from aqueous solutions |
| RU2003130333A (en) * | 2003-10-15 | 2005-04-10 | Валерий Яковлевич Семений (UA) | EXTRAGENT FOR EXTRACTION OF METALS AND METHOD OF ITS PRODUCTION |
| WO2005116279A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Pacific Metals Co., Ltd. | Method of recovering nickel and cobalt |
| RU2430171C1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-09-27 | Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Conversion method of salt of non-ferrous metal |
-
2012
- 2012-05-29 RU RU2012122236/02A patent/RU2489502C1/en active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1206584A2 (en) * | 2000-03-27 | 2002-05-22 | Dynatec Corporation | Solvent extraction process for the separation of cobalt from nickel in aqueous sulphate-containing solutions |
| RU2186136C1 (en) * | 2001-01-23 | 2002-07-27 | Воропанова Лидия Алексеевна | Method of recovering nickel from aqueous solutions |
| RU2003130333A (en) * | 2003-10-15 | 2005-04-10 | Валерий Яковлевич Семений (UA) | EXTRAGENT FOR EXTRACTION OF METALS AND METHOD OF ITS PRODUCTION |
| WO2005116279A1 (en) * | 2004-05-27 | 2005-12-08 | Pacific Metals Co., Ltd. | Method of recovering nickel and cobalt |
| RU2430171C1 (en) * | 2010-06-21 | 2011-09-27 | Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) | Conversion method of salt of non-ferrous metal |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102627333B (en) | Method for refined nickel sulfate | |
| US9896743B2 (en) | Method for re-extraction of rare-earth metals from organic solutions and preparing concentrate of rare-earth metals | |
| CN111057848A (en) | Method for extracting lithium from lithium-containing solution by solvent extraction | |
| US3193381A (en) | Process for the concentration of nickel and cobalt in aqueous solutions | |
| CN106145075B (en) | Produce the combined extraction method of high-quality phosphoric acid | |
| WO2015110702A1 (en) | Method for recovery of copper and zinc | |
| CN111187907A (en) | Method for purifying manganese sulfate solution | |
| CN110844963A (en) | Method for separating and recovering aluminum-containing high-iron-salt-acid wastewater | |
| KR20230028221A (en) | Method for producing cobalt sulfate | |
| CN104862503A (en) | Method for extracting scandium from nickel laterite ore | |
| CN106755994A (en) | A kind of production method for comprehensively utilizing zinc cobalt raw material high | |
| JPH0445570B2 (en) | ||
| RU2489502C1 (en) | Method of converting metal chloride to sulphate thereof | |
| CA2884546C (en) | Solvent extraction process | |
| US2849286A (en) | Method of processing monazite sand | |
| WO2015061836A1 (en) | Metal recovery process | |
| RU2610500C1 (en) | Method for zinc sulphate solutions cleaning from chloride ion | |
| JPWO2020061639A5 (en) | ||
| CN111020233B (en) | Method for preparing vanadium pentoxide by ammonium-free vanadium precipitation | |
| RU2587449C1 (en) | Method of cleaning sulphate or nitrate solutions from chloride-ion | |
| RU2683405C1 (en) | Method of producing solution of ferric chloride | |
| US3115388A (en) | Hydrometallurgical process for the recovery of uranium | |
| CN109280770B (en) | Method for recovering scandium and titanium from scandium-containing titanic acid immersion liquid | |
| RU2430171C1 (en) | Conversion method of salt of non-ferrous metal | |
| CN111471874A (en) | Method for extracting and separating arsenic and iron by chloride system |