RU2698083C1 - Method for selective extraction of iron (iii) and manganese (ii) from aqueous solutions - Google Patents

Method for selective extraction of iron (iii) and manganese (ii) from aqueous solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2698083C1
RU2698083C1 RU2019109857A RU2019109857A RU2698083C1 RU 2698083 C1 RU2698083 C1 RU 2698083C1 RU 2019109857 A RU2019109857 A RU 2019109857A RU 2019109857 A RU2019109857 A RU 2019109857A RU 2698083 C1 RU2698083 C1 RU 2698083C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
solution
extraction
ions
iii
extractant
Prior art date
Application number
RU2019109857A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Лидия Алексеевна Воропанова
Фатима Акимовна Гагиева
Залина Акимовна Гагиева
Виктория Петровна Пухова
Наталья Борисовна Кокоева
Original Assignee
Лидия Алексеевна Воропанова
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Лидия Алексеевна Воропанова filed Critical Лидия Алексеевна Воропанова
Priority to RU2019109857A priority Critical patent/RU2698083C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2698083C1 publication Critical patent/RU2698083C1/en

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

FIELD: hydrometallurgy.
SUBSTANCE: invention relates to hydrometallurgy of non-ferrous metals and can be used in processing concentrates, industrial products and solid wastes containing metals. Method involves contacting the extractant and the solution, stirring the mixture, settling and separating the phases. First, extraction of Fe (III) ions with tributyl phosphate is carried out from an aqueous solution with concentration of 3N HCl, 240 NaCl g/dm3 and temperature of 60 °C is added portionwise with minimum contact time of the solution and extractant. Method then includes re-extraction of iron ions from extract with water with precipitation from solution of oxide Fe2O3. Manganese precipitation is carried out from raffinate with ammonia while blowing solution with air at pH 8–8.5 and temperature of 50–55 °C.
EFFECT: technical result consists in efficiency of selective extraction of Fe (III) and Mn (II) ions from aqueous solutions.
1 cl, 3 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к области гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано при переработке концентратов, промпродуктов и твердых отходов, содержащих металлы.The invention relates to the field of hydrometallurgy of non-ferrous metals and can be used in the processing of concentrates, industrial products and solid waste containing metals.

Известны способы извлечения ионов Fe (II) и Mn (II) их гидролитическим осаждением из водных растворов [Вольдман Г.М., Зеликман А.Н. Теория гидрометаллургических процессов. - М., Металлургия, 1993, с. 303-307].Known methods for the extraction of ions of Fe (II) and Mn (II) by their hydrolytic deposition from aqueous solutions [Voldman G.M., Zelikman A.N. Theory of hydrometallurgical processes. - M., Metallurgy, 1993, p. 303-307].

Недостатками способов являются то, что селективное извлечение ионов железа и цветных металлов из таких растворов осаждением затруднено. Ионы Fe (II) осаждаются гидролитически совместно с основными ионами цветных металлов. Ионы Fe (III) осаждаются в более кислой области, но вместе с ними также осаждаются ионы цветных металлов и органические примеси, так как ионы Fe (III) являются коагулянтами.The disadvantages of the methods are that the selective extraction of iron ions and non-ferrous metals from such solutions by precipitation is difficult. Fe (II) ions are hydrolytically deposited together with the main non-ferrous metal ions. Fe (III) ions precipitate in a more acidic region, but non-ferrous metal ions and organic impurities also precipitate with them, since Fe (III) ions are coagulants.

Наиболее близким техническим решением является способ экстракции железа (III) из водного раствора с использованием в качестве экстрагента трибутилфосфата (ТБФ) [Патент РФ 2572927, C22B 15/00, C22B 3/16, C25C 1/12, заявка 2014136589/02, приоритет 9.09.2014, опубл. 20.01.2016 БИ №2 Воропанова Л.А., Кокоева Н.Б. Экстракция ионов железа (III) из водных растворов трибутилфосфатом], включающий контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, экстракцию осуществляют из водного раствора с концентрацией 3 н. HCl, 240 NaCl г/дм3 и температурой 60°С порционным введением ТБФ при минимальном времени контакта раствора и экстрагента.The closest technical solution is a method for extracting iron (III) from an aqueous solution using tributyl phosphate (TBP) as an extractant [RF Patent 2572927, C22B 15/00, C22B 3/16, C25C 1/12, application 2014136589/02, priority 9.09 .2014, publ. 01/20/2016 BI No. 2 Voropanova L.A., Kokoeva N.B. The extraction of iron (III) ions from aqueous solutions with tributyl phosphate], including contacting the extractant and the solution, mixing the mixture, settling and phase separation, extraction is carried out from an aqueous solution with a concentration of 3 N. HCl, 240 NaCl g / dm 3 and a temperature of 60 ° C by portioned introduction of TBP with a minimum contact time of the solution and extractant.

Недостатком способа является то, что не выявлены оптимальные условия извлечения ионов Fe (III) и Mn (II) из водных растворов смеси их солей.The disadvantage of this method is that the optimal conditions for the extraction of Fe (III) and Mn (II) ions from aqueous solutions of a mixture of their salts have not been identified.

Задачей изобретения является определение оптимальных условий селективного извлечения ионов Fe (III) и Mn (II) из водных растворов смеси их солей.The objective of the invention is to determine the optimal conditions for the selective extraction of Fe (III) and Mn (II) ions from aqueous solutions of a mixture of their salts.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в эффективности извлечения ионов Fe (III) и Mn (II) из водных растворов.The technical result that can be obtained using the invention is the efficiency of extraction of Fe (III) and Mn (II) ions from aqueous solutions.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения ионов Fe (III) и Mn (II) из водных растворов смеси солей экстракцией трибутилфосфатом, включающем контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, сначала осуществляют экстракцию ионов Fe (III) трибутилфосфатом, из водного раствора с концентрацией 3н. HCl, 240 NaCl г/дм3 и температурой 60°С порционным введением ТБФ при минимальном времени контакта раствора и экстрагента, затем осуществляют реэкстракцию ионов железа из экстракта водой с осаждением из раствора оксида Fe2O3 и осаждение марганца из рафината аммиаком при продувке раствора воздухом при рН=8-8,5 и температуре 50-55°С.This technical result is achieved by the fact that in the known method for extracting Fe (III) and Mn (II) ions from aqueous solutions of a mixture of salts by extraction with tributyl phosphate, including contacting the extractant and the solution, mixing the mixture, settling and phase separation, the Fe (III) ions are first extracted ) tributyl phosphate, from an aqueous solution with a concentration of 3n. HCl, 240 NaCl g / dm 3 and a temperature of 60 ° C with the introduction of TBP at a minimum contact time between the solution and the extractant, then the iron ions are reextracted from the extract with water, and the Fe 2 O 3 oxide is precipitated from the solution and the manganese is precipitated from raffinate with ammonia when the solution is purged air at pH = 8-8.5 and a temperature of 50-55 ° C.

Сущность способа поясняется данными фиг. 1-2 и таблицей, в которых указаны время контакта фаз, температура, остаточная концентрация С, г/дм3, ионов металлов в рафинате, коэффициент распределения D=Соргвод=(C0/C-1)⋅(В:O), извлечение металлов в органическую фазу Е, % масс от исходного, коэффициент разделения

Figure 00000001
.The essence of the method is illustrated by the data of FIG. 1-2 and the table in which the phase contact time, temperature, residual concentration of C, g / dm 3 , metal ions in the raffinate, distribution coefficient D = C org / C water = (C 0 / C-1) ⋅ (V : O), the extraction of metals in the organic phase E,% of the mass of the original, separation coefficient
Figure 00000001
.

Примеры практического примененияPractical examples

Пример 1.Example 1

Экстракция из водных растворов MnCl2 трибутилфосфатом.Extraction from aqueous solutions of MnCl 2 by tributyl phosphate.

Для приготовления растворов использовали соль MnCl2⋅4H2OTo prepare the solutions used salt MnCl 2 ⋅ 4H 2 O

Из водного раствора MnCl2 с концентрацией 8,46 г/дм3 Mn, 3н. HCl, 240 NaCl г/дм3 и температурой 20 и 60°С осуществляли экстракцию ионов Mn (II) порционным введением ТБФ.From an aqueous solution of MnCl 2 with a concentration of 8.46 g / dm 3 Mn, 3n. HCl, 240 NaCl g / dm 3 and at a temperature of 20 and 60 ° C, Mn (II) ions were extracted by portioned introduction of TBP.

Экстракцию осуществляли при перемешивании и регулировании постоянной величины рН 30-50 мин, в качестве нейтрализаторов использовали растворы NaOH и HCl. Температура 20-60°С.The extraction was carried out with stirring and constant pH of 30–50 min; solutions of NaOH and HCl were used as neutralizers. Temperature 20-60 ° C.

Извлечение ионов Mn (II) в результате экстракции составило, % масс от исходного: 0,1 при 60°С и 2,1% масс при 20°С.The extraction of Mn (II) ions as a result of extraction was,% of the mass of the original: 0.1 at 60 ° C and 2.1% of the mass at 20 ° C.

Таким образом, в указанных условиях, при которых экстрагируются ионы Fe (III), ионы Mn (II) практически не экстрагируются.Thus, under the indicated conditions under which Fe (III) ions are extracted, Mn (II) ions are practically not extracted.

Пример 2 (таблица, фиг. 1)Example 2 (table, Fig. 1)

В качестве экстрагента использовали трибутилфосфат (ТБФ). Для приготовления растворов использовали соли MnCl2⋅4H2O и FeCl3⋅6H2O.Tributyl phosphate (TBP) was used as an extractant. To prepare the solutions used salts of MnCl 2 ⋅ 4H 2 O and FeCl 3 ⋅ 6H 2 O.

Концентрация ионов металлов в исходном растворе C0 составила, г/дм3: 19,9-24,3 Mn (II) и 19-29 Fe (III).The concentration of metal ions in the initial solution of C 0 was, g / dm 3 : 19.9-24.3 Mn (II) and 19-29 Fe (III).

Экстракцию осуществляли при перемешивании и регулировании постоянной величины рН 30-50 мин, в качестве нейтрализаторов использовали растворы NaOH и HCl. Температура 20-60°С.The extraction was carried out with stirring and constant pH of 30–50 min; solutions of NaOH and HCl were used as neutralizers. Temperature 20-60 ° C.

В таблице даны результаты экстракции при порционном, постадийном использовании ТБФ при t=20 и 60°С, CHCl=3 н, CNaCl=240 г/дм3. Экстракцию осуществляли в 5 стадий, на каждой стадии использовали ТБФ объемом VТБФ=0,02 дм3, O:B=1:5, суммарное использование объема ТБФ составило V ТБФ=0,1 дм3, ΣО:В=1:1, время экстракции на каждой стадии 10 мин.The table shows the results of extraction with batch, stepwise use of TBP at t = 20 and 60 ° C, C HCl = 3 n, C NaCl = 240 g / dm 3 . The extraction was carried out in 5 stages, TBP with a volume of V TBP = 0.02 dm 3 , O: B = 1: 5 was used at each stage, the total use of the volume of TBP was V TBP = 0.1 dm 3 , ΣО: В = 1: 1 , the extraction time at each stage of 10 minutes

На фиг. 1 по данным таблицы показаны результаты постадийной экстракции при t=20 и 60°С и времени экстракции на каждой стадии 10 мин из растворов с концентрацией CHCl=3 н, CNaCl=240 г/дм3 и Cисх, г/дм3: 19,9-24,3 Mn (II) и 10-29 Fe (III);In FIG. 1 according to the table shows the results of stepwise extraction at t = 20 and 60 ° C and the extraction time at each stage of 10 min from solutions with a concentration of C HCl = 3 n, C NaCl = 240 g / dm 3 and C ref , g / dm 3 : 19.9-24.3 Mn (II) and 10-29 Fe (III);

а - зависимость остаточной концентрации железа и марганца от числа стадий экстракции,a - dependence of the residual concentration of iron and manganese on the number of stages of extraction,

б - зависимость извлечения железа и марганца от числа стадий экстракции.b - the dependence of the extraction of iron and manganese on the number of stages of extraction.

Как следует из данных таблицы и фиг. 1 извлечение марганца не превышает, % масс: 1,5 при 60°С и 7,2 при 20°С, практически полное извлечение железа достигается на 3 стадии, таким образом расход экстрагента можно сократить более чем в 1,7 раза.As follows from the data of the table and FIG. 1 extraction of manganese does not exceed,% of the mass: 1.5 at 60 ° C and 7.2 at 20 ° C, almost complete extraction of iron is achieved in 3 stages, so the extractant consumption can be reduced by more than 1.7 times.

Присутствие в растворе ионов марганца практически не влияет на результаты экстракции железа.The presence of manganese ions in the solution practically does not affect the results of iron extraction.

Реэкстракцию ионов железа из экстракта осуществляли дистиллированной водой с осаждением из раствора оксида Fe2O3.Reextraction of iron ions from the extract was carried out with distilled water with precipitation from a solution of oxide Fe 2 O 3 .

Пример 3.Example 3

Из рафината после экстракции железа осаждали марганец водным раствором аммиака с концентрацией 150 г/дм3 при рН=8-8,5 и температуре 50-55°C с продувкой раствора воздухом:After extraction of iron, manganese was precipitated from raffinate with an aqueous solution of ammonia with a concentration of 150 g / dm 3 at pH = 8-8.5 and a temperature of 50-55 ° C with purging the solution with air:

MnCl2+2NH4OH+1/2 O2+H2O=Mn(OH)4↓+2NH4ClMnCl 2 + 2NH 4 OH + 1/2 O 2 + H 2 O = Mn (OH) 4 ↓ + 2NH 4 Cl

Затем пульпу фильтровали, осадок Mn(ОН)4 подвергали сушке и обжигу для получения MnO2.Then the pulp was filtered, the precipitate Mn (OH)four subjected to drying and calcination to obtain MnO2.

Полученный в результате раствор хлорида аммония обезвреживается выпаркой с последующей кристаллизацией хлорида аммония в товарный продукт. Раздельное получение газообразных основного (NH3) и кислого (HCl) реагентов можно получить взаимодействием солей (NH4)2SO4 и NH4Cl (фиг. 2). Процесс извлечения металлов происходит в условиях замкнутого производства без выброса экологически опасных компонентов в окружающую среду.The resulting solution of ammonium chloride is neutralized by evaporation, followed by crystallization of ammonium chloride into a commercial product. Separate production of gaseous basic (NH 3 ) and acidic (HCl) reagents can be obtained by the interaction of the salts (NH 4 ) 2 SO 4 and NH 4 Cl (Fig. 2). The process of metal extraction occurs in closed production without the release of environmentally hazardous components into the environment.

На фиг. 3 дана принципиальная технологическая схема извлечения ионов железа и марганца из водных растворов их солей.In FIG. 3 is a flow chart of the extraction of iron and manganese ions from aqueous solutions of their salts.

Экстракция железа из растворов хлоридов смеси солей MnCl2 и FeCl3 CHCl=3 н, CNaCl=240 г/дм3, ΣO:В=1:1, каждая стадия O:В=1:5, ΣO:В=1:1Iron extraction from chloride solutions of a mixture of salts of MnCl 2 and FeCl 3 C HCl = 3 n, C NaCl = 240 g / dm 3 , ΣO: B = 1: 1, each stage O: B = 1: 5, ΣO: B = 1 :one

Температура 20 и 60°СTemperature 20 and 60 ° С

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Способ селективного извлечения ионов Fe (III) и Mn (II) из водных растворов смеси солей экстракцией трибутилфосфатом (ТБФ), включающий контактирование экстрагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз на экстракт и рафинат, отличающийся тем, что сначала осуществляют экстракцию ионов Fe (III) трибутилфосфатом из водного раствора с концентрацией 3н. HCl, 240 NaCl г/дм3 и температурой 60°С порционным введением ТБФ при минимальном времени контакта раствора и экстрагента, затем осуществляют реэкстракцию ионов железа из экстракта водой с осаждением из раствора реэкстракта оксида Fe2O3, а из рафината проводят осаждение марганца аммиаком при продувке раствора воздухом при рН 8-8,5 и температуре 50-55°С.A method for the selective extraction of Fe (III) and Mn (II) ions from aqueous solutions of a salt mixture by extraction with tributyl phosphate (TBP), comprising contacting the extractant and the solution, mixing the mixture, settling and phase separation into the extract and raffinate, characterized in that the ions are first extracted Fe (III) tributyl phosphate from an aqueous solution with a concentration of 3n. HCl, 240 NaCl g / dm3 and a temperature of 60 ° C by portioning the introduction of TBP at a minimum contact time of the solution and the extractant, then iron ions are extracted from the extract with water and precipitation of Fe oxide from the reextract solution2O3but manganese is precipitated from raffinate with ammonia when the solution is purged with air at a pH of 8-8.5 and a temperature of 50-55 ° C.
RU2019109857A 2019-04-03 2019-04-03 Method for selective extraction of iron (iii) and manganese (ii) from aqueous solutions RU2698083C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109857A RU2698083C1 (en) 2019-04-03 2019-04-03 Method for selective extraction of iron (iii) and manganese (ii) from aqueous solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019109857A RU2698083C1 (en) 2019-04-03 2019-04-03 Method for selective extraction of iron (iii) and manganese (ii) from aqueous solutions

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2698083C1 true RU2698083C1 (en) 2019-08-21

Family

ID=67733713

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019109857A RU2698083C1 (en) 2019-04-03 2019-04-03 Method for selective extraction of iron (iii) and manganese (ii) from aqueous solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2698083C1 (en)

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5030424A (en) * 1989-04-03 1991-07-09 Alcan International Limited Recovery of rare earth elements from Bayer process red mud
JP2009249674A (en) * 2008-04-04 2009-10-29 Shin Etsu Chem Co Ltd Method for recovering rare-earth element
US20100119429A1 (en) * 2007-02-28 2010-05-13 3M Innovative Properties Company Methods of making metal oxide nanoparticles
RU2491977C1 (en) * 2012-01-31 2013-09-10 Лидия Алексеевна Воропанова Extraction of iron ions from water solutions with vegetable oils
RU2572927C1 (en) * 2014-09-09 2016-01-20 Лидия Алексеевна Воропанова Extraction of iron (iii) ions from aqueous solutions using tributyl phosphate
RU2581316C1 (en) * 2014-10-27 2016-04-20 Лидия Алексеевна Воропанова Method for selective extraction of iron (iii) and zinc (ii) from aqueous solutions with tributyl phosphate

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5030424A (en) * 1989-04-03 1991-07-09 Alcan International Limited Recovery of rare earth elements from Bayer process red mud
US20100119429A1 (en) * 2007-02-28 2010-05-13 3M Innovative Properties Company Methods of making metal oxide nanoparticles
JP2009249674A (en) * 2008-04-04 2009-10-29 Shin Etsu Chem Co Ltd Method for recovering rare-earth element
RU2491977C1 (en) * 2012-01-31 2013-09-10 Лидия Алексеевна Воропанова Extraction of iron ions from water solutions with vegetable oils
RU2572927C1 (en) * 2014-09-09 2016-01-20 Лидия Алексеевна Воропанова Extraction of iron (iii) ions from aqueous solutions using tributyl phosphate
RU2581316C1 (en) * 2014-10-27 2016-04-20 Лидия Алексеевна Воропанова Method for selective extraction of iron (iii) and zinc (ii) from aqueous solutions with tributyl phosphate

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2563065C2 (en) Method of extracting molybdenum from aqueous acid solutions
Parhi et al. Recovery of molybdenum from the sea nodule leach liquor by solvent extraction using Alamine 304-I
Sinha et al. Solvent extraction and separation of zinc and iron from spent pickle liquor
Baba et al. Beneficiation of a Nigerian sphalerite mineral: solvent extraction of zinc by Cyanex® 272 in hydrochloric acid
Kumbasar Selective extraction and concentration of cobalt from acidic leach solution containing cobalt and nickel through emulsion liquid membrane using PC-88A as extractant
Barik et al. Process development for recovery of vanadium and nickel from an industrial solid waste by a leaching–solvent extraction technique
Radzymińska-Lenarcik et al. Recovery of zinc from metallurgic waste sludges
RU2581316C1 (en) Method for selective extraction of iron (iii) and zinc (ii) from aqueous solutions with tributyl phosphate
RU2698083C1 (en) Method for selective extraction of iron (iii) and manganese (ii) from aqueous solutions
RU2572927C1 (en) Extraction of iron (iii) ions from aqueous solutions using tributyl phosphate
RU2702182C1 (en) Method for selective extraction of zinc (ii) and manganese (ii) from aqueous solutions
RU2604289C1 (en) Method of purifying nickel electrolyte from impurities of iron (iii), cobalt (iii) and copper (ii) by extraction
RU2339713C1 (en) Method for copper extraction from sulfuric solution
Reddy et al. Solvent extraction of Ni (II) from sulfate solutions with LIX 84I: flow-sheet for the separation of Cu (II), Ni (II) and Zn (II)
Ali et al. Upgrading of the crude yellowcake to a highly purified form using tris (2-ethylhexyl) phosphate in presence of EDTA or CDTA
RU2702185C1 (en) Method for selective extraction of iron (iii) and copper (ii) from aqueous solutions
RU2587449C1 (en) Method of cleaning sulphate or nitrate solutions from chloride-ion
RU2702886C1 (en) Method for selective extraction of zinc (ii) and copper (ii) from aqueous solutions
Hassaine-Sadi et al. Treatment of industrial wastes containing toxic metals (chromium). Purification by liquid membranes
RU2604287C1 (en) Method for selective extraction of gold and silver ions from hydrochloric acid solutions with tributyl phosphate
JPS62164838A (en) Recovery of metal valuables in metal mixed solution by phosphate selective precipitation
RU2591915C1 (en) Method of extracting iron (iii) and copper (ii) from aqueous solutions with a mixture of triethanolamine and oleic acid in kerosene
Mahmoud et al. Enhanced solvent extraction of cadmium and iron from phosphoric acid in chloride media.
Pospiech Hydrometallurgical recovery of copper from leach liquor of polymetallic nodules in solvent extraction process
RU2275438C1 (en) Extractant for extraction of indium

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20210404