RU2666206C2 - Способ экстракции цинка (ii), меди (ii), кобальта (ii), никеля (ii) из водных растворов - Google Patents
Способ экстракции цинка (ii), меди (ii), кобальта (ii), никеля (ii) из водных растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2666206C2 RU2666206C2 RU2016113019A RU2016113019A RU2666206C2 RU 2666206 C2 RU2666206 C2 RU 2666206C2 RU 2016113019 A RU2016113019 A RU 2016113019A RU 2016113019 A RU2016113019 A RU 2016113019A RU 2666206 C2 RU2666206 C2 RU 2666206C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- extraction
- copper
- zinc
- cobalt
- ynyl
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B19/00—Obtaining zinc or zinc oxide
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способу извлечения металлов в виде цинка (II), меди (II) и кобальта (II) из водных растворов соляной кислоты. Способ включает их экстракцию бромидами проп-2-инил-, бут-2-инил, окт-2-инилтриоктиламмония, растворенными в толуоле. Цинк (II), медь (II), кобальт (II), находящиеся в водном солянокислом растворе, экстрагируют толуольным раствором бромидов проп-2-инил-, бут-2-инил, окт-2-инилтриоктиламмония, которые образуют комплексы с каждым из металлов. Время контакта органической и водной фаз при экстракции составляет 0.5-1 мин. Реэкстракцию цинка (II), меди (II), кобальта (II) осуществляют дистиллированной водой. Технический результат заключается в снижении времени извлечения цинка (II), меди (II) и кобальта (II) за один цикл экстракции толуольными растворами проп-2-инил-, бут-2-инил, окт-2-инилтриоктиламмония и снижении времени и числа реагентов, необходимых для реэкстракции данных металлов. 4 табл.
Description
Способ экстракции цинка (II), меди (II), кобальта (II), никеля (II) из водных растворов относится к гидрометаллургическим приемам извлечения металлов и может использоваться в металлургической и химической промышленности.
К настоящему времени экстракции цинка (II), меди (II), кобальта (II), никеля (II) уделяется пристальное внимание [1-12], что связано с высоким спросом на данные металлы и их соединения.
Известен способ [1], в котором цинк (II) и медь (II) можно извлекать из водных растворов смесью олеиновой кислоты и триэтаноламина при pH от 4 до 10.
Недостатками этого способа являются использование нескольких экстрагентов металлов, а также широкий диапазон изменения pH, что существенно увеличивает продолжительность способа и требует дополнительных затрат реагентов.
Известен способ [2], в котором цинк экстрагируют из водного раствора растительными маслами при pH 7-10. Процесс экстракции может длиться до 60 минут и требует постоянного поддержания pH в течение от 1.0-3.5 часов до суток.
Недостатком этого способа является то, что для эффективной экстракции цинка необходим длительный контакт растительных масел с водным раствором, содержащим ионы цинка, а также длительное поддержание pH, что влечет за собой дополнительные расходы химических реагентов.
Согласно способу [3] экстракцию меди (II) проводят из водных растворов с pH 5.5-10.5 различными типами растительных масел. Для эффективной экстракции меди необходимо в течение 30 минут поддерживать постоянство pH среды.
Недостатками этого способа является использование дополнительных реагентов с целью поддержания постоянного значения pH, а также длительность контакта водной фазы и растительных масел.
Известен способ [4], согласно которому экстракцию меди (II), кобальта (II), никеля (II) проводят из сернокислых или аммиачных растворов с помощью N',N'-диметилгидразидов α-разветвленных третичных карбоновых кислот, растворенных в керосине.
К недостатку способа [4] относится длительность расслаивания водной и органической фаз.
Известен способ [5], в котором медь (II), кобальт (II), никель (II) селективно экстрагируют реагентом CYANEX 277, на основе фосфорорганических соединений.
Недостатками этого способа являются длительность проведения экстракции металлов (от 30 до 90 минут), необходимость точного поддержания кислотности среды путем добавок гидроксида натрия или серной кислоты в течение от 0.1-1.0 часа до суток, длительность реэкстракции металлов после экстракции в течение суток.
Согласно способу [6] медь (II) экстрагируют при pH 3-11 смесью олеиновой кислоты и триэтаноламина в керосине.
К недостатку способа [6] следует отнести длительность контакта водной и органической фаз.
Способ [7] позволяет экстрагировать ионы меди из растворов серной кислоты в присутствии ионов железа (II) экстрагентом LIX 984 в керосине. Экстракции меди предшествует процесс окисления ионов железа (II) в железо (III). Реэкстракцию меди (II) проводят раствором серной кислоты.
Недостатками способа [7] являются длительность проведения экстракции, необходимость проведения нескольких циклов экстракции для наиболее эффективного выделения меди.
Согласно способу [8] экстракцию меди (II) проводят LIX 984 N на основе смеси альдоксимов и кетоксимов в течение 5 минут, после чего происходит расслаивание контактирующих фаз в течение 3 минут. Реэкстракцию меди (II) проводят раствором серной кислоты с меньшей концентрацией по сравнению со способом [7].
К недостатку способа [8] относится длительное время контакта и расслоения водной и органической фаз.
Известен способ [9] экстракции меди альдоксимами или кетоксимами с необходимостью введения в органическую фазу гидроксида или карбоната или гидрокарбоната натрия или калия концентрацией 200-250 г/дм3. После этого полученную эмульсионную фазу перемешивают с исходным раствором соли меди при поддержании pH водной эмульсионной фазы 1,0-7,0. Затем проводят расслоение органической и водной фазы с последующим подкислением последней серной кислотой. После описанных процедур водную фазу обрабатывают свежей порцией органической фазы, которую направляют на смешение с водным раствором гидроксида или карбоната или гидрокарбоната натрия или калия и проводят реэкстракцию из органической фазы.
Недостатками способа [9] являются необходимость дополнительного введения в органическую фазу различных реагентов, поддержание pH в требуемом интервале, повторной обработкой водного раствора меди (II) органической фазой, что значительно увеличивает затраты на проведение экстракции.
Согласно способу [10] кобальт экстрагируют из водных растворов смесью олеиновой кислоты и триэтаноламина при pH от 6 до 10 контактированием водной и органической фаз в течение 5 минут.
Недостатками этого способа является необходимость использования смесей экстрагентов и длительность контакта фаз.
Известен способ [11], согласно которому никель (II) экстрагируют α-разветвленными третичными карбоновыми кислотами, растворенными в углеводородном растворителе с добавками 2-этилгексанола.
Недостатком способа [11] является необходимость использования нескольких растворителей при проведении экстракции.
Наиболее близким из аналогов является способ [12], который выбран в качестве прототипа.
Согласно способу [12] проводят экстракцию цинка (II), меди (II), железа (II), кадмия (II) смесями бибензимидазолов. Способ показывает возможность экстракции указанных металлов при комнатной температуре, но целесообразнее проводить экстракцию цинка (II), меди (II), железа (II), кадмия (II) в интервале температур 60-65°C.
Недостатком данного способа является использование для экстракции большого числа композитов из различных по структуре бибензимидазолов, а также необходимость повышения температуры экстракционной системы для экстракции цинка (II), меди (II), железа (II), кадмия (II).
Технический результат изобретения заключается в сокращении времени экстракционного извлечения цинка (II), меди (II), кобальта (II) из растворов за один цикл экстракции толуольными растворами бромидов проп-2-инил-, бут-2-инил-, окт-2-инилтриоктиламмония, уменьшении числа реагентов, необходимых для реэкстракции металлов.
Технический результат достигается тем, что в качестве экстрагентов цинка (II), меди (II), кобальта (II) используют бромиды проп-2-инил-, бут-2-инил, окт-2-инилтриоктиламмония в толуоле, причем интервал времени контакта фаз устанавливают в пределах 0.5-1 мин, а соотношение объемов фаз устанавливают 1:1.
Способ включает в себя экстракцию цинка (II), меди (II), кобальта (II) из водных растворов контактированием с растворами экстрагента. В качестве растворителей экстрагентов используются толуол или хлороформ. Экстрагентами цинка (II), меди (II), кобальта (II) являются бромиды проп-2-инил-, бут-2-инил, окт-2-инилтриоктиламмония. Затем проводят реэкстракцию металлов 20-кратным объемом дистиллированной воды.
Экстракцию цинка (II), меди (II), кобальта (II) толуольными или хлороформными растворами бромидов проп-2-инил-, бут-2-инил, окт-2-инилтриоктиламмония проводили при комнатной температуре в стеклянных пробирках с притертыми пробками путем перемешивания фаз встряхиванием. Соотношение водной и органической фаз было равно 1:1. Время контактирования фаз составляло 0.5-1 мин. По окончании перемешивания и расслоения фаз их разделяли, анализировали водную и органическую фазы на содержание цинка (II), меди (II), кобальта (II).
Для осуществления способа были найдены максимальные значения коэффициентов распределения (D) металлов, для чего анализировалась зависимость D от концентрации соляной кислоты в водной фазе при концентрациях цинка (II), меди (II), кобальта (II) 0.02 моль/л и толуольными или хлороформными растворами бромидов проп-2-инил-, бут-2-инил, окт-2-инилтриоктиламмония с их концентрацией 0.05 моль/л. При данной концентрации экстрагентов удается оценить зависимость D цинка (II), меди (II), кобальта (II) от концентрации соляной кислоты. В случае использования органических растворов с меньшей концентрацией экстрагентов наблюдается снижение степени извлечения цинка (II), меди (II), кобальта (II). Максимальные значения коэффициентов распределения (D) цинка (II), меди (II), кобальта (II) и концентрации соляной кислоты в водной фазе, при которых D имеют наибольшие значения, подтверждаются экспериментальными данными (табл. 1-3). Концентрацию металлов в водной и органической фазах определяли комплексонометрическим методом в ацетатном буфере (pH=5) с индикатором ксиленоловым оранжевым. Определение концентрации металлов в органической фазе проводили после реэкстракции цинка (II), меди (II), кобальта (II) 20-кратным объемом дистиллированной воды.
Из таблиц 1-3 следует, что с увеличением молекулярной массы экстрагента повышаются коэффициенты распределения цинка при экстракции его в толуол, в то время как подобной зависимости при использовании хлороформа не наблюдается. Кроме того, в хлороформе коэффициенты распределения металлов имеют более низкие значения по сравнению с толуолом. Поэтому наиболее удобно использовать в качестве органического растворителя экстрагентов толуол.
Из таблиц 1-3 следует, что наилучшим экстрагентом цинка является толуольный раствор бромид три-н-октилокт-2-инил аммония. Для меди коэффициенты распределения незначительно отличаются при смене экстрагента и не обнаруживают сходной с цинком зависимости. Максимальный коэффициент распределения меди наблюдается при использовании бромида три-н-октилбут-2-инил аммония в толуоле. Для кобальта наилучшая экстракция наблюдается при использовании бромида три-н-октилокт-2-инил аммония в хлороформе. Никель не экстрагируется используемыми ацетиленовыми четвертичными аммониевыми солями, что дает возможность его отделения от цинка, меди, кобальта.
Полное извлечение металлов достигается путем увеличения концентрации экстрагента или при организации многоступенчатого процесса экстракции.
При использовании в качестве экстрагента цинка бромида три-н-октилпроп-2-инил аммония в толуоле не происходит полная реэкстракция металла дистиллированной водой. Для повышения реэкстракции цинка проанализировано влияние некоторых добавок, в частности аминов, на реэкстракцию цинка. Добавление к толуольному раствору бромида три-н-октилпроп-2-инил аммония три-н-октиламина в концентрации 10% от общей концентрации (таблица 4) приводит к полной реэкстракции цинка и повышению степени извлечения металла.
Для промышленного использования экстрагентов подтверждена возможность их многократного использования. Для этого экстрагент после реэкстракции металлов отмывали дистиллированной водой за 3 стадии, время контактирования составляло 3 мин. После чего провели повторную экстракцию металлов согласно условиям, указанным в таблицах 1-3. Степень извлечения повторной стадии составляет 96-98%. Это указывает на то, что экстрагент не разрушается и его можно использовать многократно. Степень извлечения металлов при использовании регенерированного экстрагента практически равна его степени извлечения при первоначальном применении экстрагента.
Таким образом, разработанный способ экстракции цинка, меди, кобальта позволяют извлекать их из водных растворов соляной кислоты без потерь экстрагента и снижения его экстракционной способности.
Список литературы
1. Патент на изобретение RU 2002111625 А; опубликован 20.11.2003.
2. Патент на изобретение RU 2499063 С2; опубликован 27.07.2013.
3. Патент на изобретение RU 2481409 С1; опубликован 10.05.2013.
4. Патент на изобретение RU 2472864 С1; опубликован 20.01.2013.
5. Патент на изобретение RU 2203969 С2; опубликован 10.05.2003.
6. Патент на изобретение RU 2002100139 А; опубликован 10.07.2003.
7. Патент на изобретение RU 2339714 С1; опубликован 20.11.2008.
8. Патент на изобретение RU 2339713 С1; опубликован 27.11.2008.
9. Патент на изобретение RU 2006137014 А; опубликован 10.05.2008.
10. Патент на изобретение RU 2001126664 А; опубликован 10.07.2003.
11. Патент на изобретение RU 2011144729 А; опубликован 10.05.2013.
12. Патент на изобретение RU 2056838 С1; опубликован 27.03.1996.
Claims (1)
- Способ извлечения металлов в виде цинка (II), меди (II) и кобальта (II) из водных растворов, включающий экстракцию цинка (II), меди (II) и кобальта (II) из солянокислых водных растворов и их реэкстракцию дистиллированной водой, отличающийся тем, что в качестве экстрагента упомянутых металлов используют бромиды проп-2-инил-, бут-2-инил, окт-2-инилтриоктиламмония в толуоле, при этом интервал времени контакта фаз устанавливают в пределах 0,5-1 мин, а соотношение объемов фаз устанавливают 1:1.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016113019A RU2666206C2 (ru) | 2016-04-05 | 2016-04-05 | Способ экстракции цинка (ii), меди (ii), кобальта (ii), никеля (ii) из водных растворов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016113019A RU2666206C2 (ru) | 2016-04-05 | 2016-04-05 | Способ экстракции цинка (ii), меди (ii), кобальта (ii), никеля (ii) из водных растворов |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2016113019A RU2016113019A (ru) | 2017-10-10 |
| RU2666206C2 true RU2666206C2 (ru) | 2018-09-06 |
Family
ID=60047764
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016113019A RU2666206C2 (ru) | 2016-04-05 | 2016-04-05 | Способ экстракции цинка (ii), меди (ii), кобальта (ii), никеля (ii) из водных растворов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2666206C2 (ru) |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1549615A (en) * | 1976-01-30 | 1979-08-08 | Ici Ltd | Extracting metal valves with o-hydroxyaryloximes |
| CA1083828A (en) * | 1975-03-26 | 1980-08-19 | Robert Taylor | Extraction of copper values from aqueous solutions with hydroxy-oximes |
| US5281336A (en) * | 1985-05-16 | 1994-01-25 | Imperial Chemical Industries Plc | Composition and use of the composition for the extraction of metals from aqueous solution |
| WO2000015857A1 (en) * | 1998-09-14 | 2000-03-23 | Cognis Corporation | Process for extracting and recovering copper |
| RU2155818C1 (ru) * | 1999-10-06 | 2000-09-10 | Воропанова Лидия Алексеевна | Способ экстракции меди из водных растворов |
| RU2219258C2 (ru) * | 2002-01-09 | 2003-12-20 | Воропанова Лидия Алексеевна | Способ экстракции меди из водных растворов |
| RU2005135644A (ru) * | 2003-04-17 | 2006-04-10 | Сайтек Текнолоджи Корп. (Us) | Композиция и способ экстракции растворителем металлов с использованием альдоксимных или кетоксимных экстрагентов |
| EA020087B1 (ru) * | 2008-02-19 | 2014-08-29 | Норильск Никель Харьявалта Ой | Способ удаления примесей цинка, железа, кальция, меди и марганца из водных растворов кобальта и/или никеля |
-
2016
- 2016-04-05 RU RU2016113019A patent/RU2666206C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA1083828A (en) * | 1975-03-26 | 1980-08-19 | Robert Taylor | Extraction of copper values from aqueous solutions with hydroxy-oximes |
| GB1549615A (en) * | 1976-01-30 | 1979-08-08 | Ici Ltd | Extracting metal valves with o-hydroxyaryloximes |
| US5281336A (en) * | 1985-05-16 | 1994-01-25 | Imperial Chemical Industries Plc | Composition and use of the composition for the extraction of metals from aqueous solution |
| WO2000015857A1 (en) * | 1998-09-14 | 2000-03-23 | Cognis Corporation | Process for extracting and recovering copper |
| RU2155818C1 (ru) * | 1999-10-06 | 2000-09-10 | Воропанова Лидия Алексеевна | Способ экстракции меди из водных растворов |
| RU2219258C2 (ru) * | 2002-01-09 | 2003-12-20 | Воропанова Лидия Алексеевна | Способ экстракции меди из водных растворов |
| RU2005135644A (ru) * | 2003-04-17 | 2006-04-10 | Сайтек Текнолоджи Корп. (Us) | Композиция и способ экстракции растворителем металлов с использованием альдоксимных или кетоксимных экстрагентов |
| EA020087B1 (ru) * | 2008-02-19 | 2014-08-29 | Норильск Никель Харьявалта Ой | Способ удаления примесей цинка, железа, кальция, меди и марганца из водных растворов кобальта и/или никеля |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2016113019A (ru) | 2017-10-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Larsson et al. | Selective extraction of metals using ionic liquids for nickel metal hydride battery recycling | |
| Nusen et al. | Recovery of germanium from synthetic leach solution of zinc refinery residues by synergistic solvent extraction using LIX 63 and Ionquest 801 | |
| US3276863A (en) | Separation of nickel and cobalt values using alpha-hydroxy oximes | |
| JP5499353B2 (ja) | 希土類元素の抽出・分離方法 | |
| JP5392828B2 (ja) | 希土類元素の抽出・分離方法 | |
| Hachemaoui et al. | Simultaneous extraction and separation of cobalt and nickel from chloride solution through emulsion liquid membrane using Cyanex 301 as extractant | |
| JP2011038182A (ja) | 金属抽出用組成物及び方法 | |
| Kumbasar | Selective extraction and concentration of cobalt from acidic leach solution containing cobalt and nickel through emulsion liquid membrane using PC-88A as extractant | |
| JPS61159538A (ja) | 亜鉛回収法 | |
| BR112013021784B1 (pt) | composição de reagente, e, método para a recuperação de um metal de uma solução aquosa | |
| AU710560B2 (en) | Copper recovery process | |
| Sun et al. | Separation of neodymium and dysprosium from nitrate solutions by solvent extraction with Cyanex272 | |
| JP5299914B2 (ja) | 希土類元素の抽出・分離方法 | |
| AU707506B2 (en) | Gas sparging ammonia from organic extractant | |
| JP5604571B1 (ja) | ジルコニウムとハフニウムの分離方法及びハフニウムが除去されたジルコニウムの製造方法 | |
| RU2666206C2 (ru) | Способ экстракции цинка (ii), меди (ii), кобальта (ii), никеля (ii) из водных растворов | |
| DE60010719T2 (de) | Zusammensetzung und Verfahren für die Lössungsmittelextraktion von Metallen unter Verwendung von Aldoxim oder Ketoxim enthaltenden Extraktionsmitteln | |
| Wejman-Gibas et al. | solvent extraction of zinc (II) from ammonia leaching solution by LIX 54-100, LIX 84 I and TOA | |
| Yang et al. | Extraction of rare-earth ions with an 8-hydroxyquinoline derivative in an ionic liquid | |
| EP0958390A1 (en) | Improvement in the process of recovery of metals | |
| CA2039647C (fr) | Procede de separation de l'yttrium | |
| Hidayah et al. | Liquid-liquid extraction of cerium using synergist extractant | |
| Parhi et al. | Fundamental principle and practices of solvent extraction (SX) and supported liquid membrane (SLM) process for extraction and separation of rare earth metal (s) | |
| CA2080686A1 (en) | Method for the solvent extraction of palladium from aqueous solutions | |
| RU2702185C1 (ru) | Способ селективного извлечения железа (iii) и меди (ii) из водных растворов |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20210406 |