RU2733776C1 - Способ извлечения рубидия из подземных промышленных вод - Google Patents

Способ извлечения рубидия из подземных промышленных вод Download PDF

Info

Publication number
RU2733776C1
RU2733776C1 RU2019141704A RU2019141704A RU2733776C1 RU 2733776 C1 RU2733776 C1 RU 2733776C1 RU 2019141704 A RU2019141704 A RU 2019141704A RU 2019141704 A RU2019141704 A RU 2019141704A RU 2733776 C1 RU2733776 C1 RU 2733776C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rubidium
solution
sorbent
desorption
alcohol
Prior art date
Application number
RU2019141704A
Other languages
English (en)
Inventor
Рамидин Акбербубаевич Саркаров
Магомед Идрисович Ахмедов
Джарият Ибрагимовна Бариева
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Газпром"
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 Публичное акционерное общество "Газпром" filed Critical Публичное акционерное общество "Газпром"
Priority to RU2019141704A priority Critical patent/RU2733776C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2733776C1 publication Critical patent/RU2733776C1/ru

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01D—COMPOUNDS OF ALKALI METALS, i.e. LITHIUM, SODIUM, POTASSIUM, RUBIDIUM, CAESIUM, OR FRANCIUM
    • C01D3/00—Halides of sodium, potassium or alkali metals in general
    • C01D3/04—Chlorides
    • C01D3/06—Preparation by working up brines; seawater or spent lyes
    • 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
    • C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/10—Obtaining alkali metals
    • 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

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу извлечения щелочных металлов из гидроминерального сырья, в частности извлечения рубидия из подземных промышленных вод. Способ включает сорбцию рубидия на неорганическом сорбенте представляющем собой фосфат титана в натриевой форме, десорбцию рубидия с сорбента раствором соляной кислоты с переводом рубидия в раствор, выпаривание десорбционного раствора, обработку осадка спирто-кислотным раствором, содержащим масс.%: этиловый спирт 75-79 и соляную кислоту 21-25, фильтрацию раствора и упаривание с получением хлорида рубидия и спирто-кислотного раствора для повторного использования. Изобретение обеспечивает повышение степени извлечения рубидия, увеличение кратности использования сорбента и упрощение процесса десорбции рубидия. 1 табл.

Description

Изобретение относится к неорганической химии, а именно к способам извлечения щелочных металлов из гидроминерального сырья, и может быть использовано для извлечения рубидия из попутных пластовых промышленных вод нефтегазоконденсатных месторождений.
Известен способ извлечения рубидия из водных сред, включающий использование в качестве ионообменника фенолоформальдегидной смолы (см. Шелковникова Л.А. Ионообменные свойства сорбентов фенольного типа при разделении смесей щелочных металлов: дисс. канд. хим. наук. - М., 2012). Способ позволяет селективно извлекать рубидий. Недостатком способа является низкая степень извлечения и высокая температура процесса (60-70°С).
Известен способ селективного извлечения рубидия, включающий использование неорганических ионообменников на основе смешанных ферроцианидов, полученных замораживанием и последующим оттаиванием исходных коагулятов (см. Неорганические материалы. Изв. АН СССР, 1968, №6, с. 914-919). Обладая высокой емкостью обмена к ионам рубидия, они хорошо извлекают его из воды. Недостаток способа: невозможность десорбции рубидия, сорбент подвергают термическому разложению и выщелачиванию рубидия в водный раствор с последующим выделением его осадительным методом, т.е. сорбент используется только один раз.
Известен способ извлечения рубидия из высокоминерализованных вод с использованием смешанного ферроцианида никеля и калия (см. а.с. СССР №552105, опубл. 30.03.77). Способ позволяет провести процессы сорбции и десорбции рубидия и обеспечивает высокую сорбционную способность сорбента. Недостатком способа является сложность процессов десорбции и регенерации сорбента в связи с использованием для десорбции нестабильного окислительного раствора -гипохлорита кальция, а для регенерации - раствора тиосульфата натрия с высоким содержанием хлорида калия, что приводит к ухудшению качества получаемого продукта.
Наиболее близким к предлагаемому изобретению является способ извлечения хлорида рубидия из минерализованных водных растворов (см. патент РФ №2040565, опубл. 25.07.1995), включающий сорбцию рубидия на неорганическом сорбенте (ферроцианид меди и калия) и последующую обработку сорбента с извлечением рубидия в раствор и получением хлорида рубидия. Обработку сорбента ведут в две стадии, на первой стадии раствором хлора во фторсодержащем органическом растворителе (Ф-12 или Ф-13), на второй концентрированным водным раствором этилового или изопропилового спирта с последующей его отгонкой упариванием и повторным использованием.
Недостатками способа являются: низкая степень извлечения рубидия при его низких концентрациях, невозможность многократного использования сорбента и сложность процесса десорбции рубидия. Наличие калия в матрице сорбента и преимущественный его переход в раствор при окислительной десорбции вместе с рубидием приводит к снижению качества получаемой продукции.
Задачей изобретения является создание способа извлечения рубидия из подземных промышленных вод, обеспечивающего повышение степени извлечения рубидия при его низких концентрациях, увеличение кратности использования сорбента и упрощение процесса десорбции рубидия.
Поставленная задача решается тем, что в способе извлечения рубидия из подземных промышленных вод сорбцию рубидия осуществляют на фосфате титана в натриевой форме (ФТ-Na), десорбцию рубидия проводят раствором соляной кислоты, десорбционный раствор выпаривают, осадок обрабатывают спирто-кислотным раствором (СКР), содержащим, масс. %: этиловый спирт - 75-79, соляная кислота - 21-25; раствор фильтруют и упаривают с получением хлорида рубидия и спирто-кислотного раствора для повторного использования.
При обработке осадка хлорида рубидия, содержащего примеси хлорида калия, спирто-кислотным раствором, хлорид рубидия переходит в жидкую фазу, а осадок можно переработать с получением хлорида калия.
Увеличение доли соляной кислоты выше 25 масс. % или снижение доли этилового спирта ниже 75 масс. % приводит к росту растворимости хлорида калия в СКР, в результате чего возрастает содержание хлорида калия в получаемом продукте.
Увеличение доли этилового спирта в СКР выше 79 масс. % или снижение доли соляной кислоты ниже 21 масс. % приводит к уменьшению растворимости солей, в т.ч. хлорида рубидия и увеличению объема СКР.
Использование СКР при заданных соотношениях компонентов обеспечивает эффективное выщелачивание хлорида рубидия из осадка, содержащего хлорид калия. Растворимость хлорида рубидия в таком растворе превышает растворимость хлорида калия более, чем в 70 раз.
В заявленном способе используют:
- спирт этиловый по ГОСТ Р 55878-2013;
- кислота соляная по ГОСТ 3118-77;
- сорбент ФТ-Na с насыпной плотностью 0,63 г/см3.
Сущность заявляемого изобретения описывается следующим примером.
Извлечение рубидия проводят из модельных растворов при соотношении K+ : Rb+ = 150, содержащих, г/л:
- раствор 1 - NaCl - 15,0; KCl - 2,0; RbCl - 0,005;
- раствор 2 - NaCl - 15,0; KCl - 49,0; RbCl - 0,25.
Для извлечения рубидия раствор пропускают через ионообменную колонку с внутренним диаметром 0,7 см, заполненную сорбентом ФТ-Na на высоту 30 см, масса сорбента - 7 г. Скорость прохождения раствора через сорбент поддерживают перистальтическим насосом. Раствор на выходе из колонки анализируют на содержание рубидия. После насыщения сорбента колонку отключают, промывают двумя колоночными объемами дистиллированной воды. Десорбцию рубидия осуществляют 3-4 КО раствора соляной кислоты (1 моль/л) в режиме циркуляции. Полученный раствор десорбента выпаривают, осадок солей обрабатывают раствором СКР, содержащим 75-79 масс. % этилового спирта и 21-25 масс. % соляной кислоты, до полного растворения хлорида рубидия. Раствор отделяют от осадка хлорида калия фильтрованием и упаривают с получением хлорида рубидия и спирто-кислотного раствора. Последний после корректировки состава направляют на повторное использование для выщелачивания хлорида рубидия. Сорбент после десорбции промывают водой и регенерируют раствором NaOH.
Полная ионообменная емкость сорбента ФТ-Na по рубидию составляет 2,8-3,2 мг-экв/г.
Показатели процесса извлечения рубидия из минерализованных вод приведены в таблице.
Как видно из таблицы, использование предлагаемого способа позволяет повысить степень извлечения рубидия из минерализованных вод при низких концентрациях рубидия на 15,3-17,8%, увеличить кратность использования сорбента в 8-9 раз, упростить процесс десорбции рубидия за счет снижения количества стадий процесса десорбции (в прототипе - 3, в предлагаемом - 1) и объемов реагентов, используемых для десорбции рубидия и регенерации сорбента, в 3,1-3,5 раза. При этом исключается необходимость проведения окисления-восстановления процесса матрицы сорбента.
Таким образом, реализация предлагаемого способа позволяет осуществить эффективное извлечение рубидия из подземных промышленных вод с низкими содержаниями рубидия с получением хлорида рубидия.
Figure 00000001

Claims (1)

  1. Способ извлечения рубидия из подземных промышленных вод, включающий сорбцию рубидия на неорганическом сорбенте и последующую обработку сорбента с переводом рубидия в раствор с получением хлорида рубидия, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют фосфат титана в натриевой форме, десорбцию рубидия с сорбента проводят раствором соляной кислоты, десорбционный раствор выпаривают, осадок обрабатывают спирто-кислотным раствором, содержащим, масс. %: этиловый спирт - 75-79, соляная кислота - 21-25, раствор фильтруют и упаривают с получением хлорида рубидия и спирто-кислотного раствора для повторного использования.
RU2019141704A 2019-12-16 2019-12-16 Способ извлечения рубидия из подземных промышленных вод RU2733776C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141704A RU2733776C1 (ru) 2019-12-16 2019-12-16 Способ извлечения рубидия из подземных промышленных вод

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019141704A RU2733776C1 (ru) 2019-12-16 2019-12-16 Способ извлечения рубидия из подземных промышленных вод

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2733776C1 true RU2733776C1 (ru) 2020-10-06

Family

ID=72927161

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019141704A RU2733776C1 (ru) 2019-12-16 2019-12-16 Способ извлечения рубидия из подземных промышленных вод

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2733776C1 (ru)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115044779A (zh) * 2022-06-29 2022-09-13 中国科学院青海盐湖研究所 一种硫酸钠亚型盐湖卤水富集铷铯的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU376322A1 (ru) * 1971-06-24 1973-04-05 В. И. Горшков , В. А. Чумаков Московский государственный университет М. В. Ломоносова Способ выделения рубидия из смесей с калием непрерывным противоточным ионным обменом
SU552105A1 (ru) * 1975-03-26 1977-03-30 Пермский политехнический институт Неорганический ионообменник на основе смешанного ферроцианида никел и кали дл извлечени рубиди из растворов и способ его получени
CN86101311A (zh) * 1986-06-06 1988-02-17 李久成 从酸碱性岩浆岩风化壳或离子吸附型稀土矿中提炼铷铯工艺方案
RU2040565C1 (ru) * 1991-02-19 1995-07-25 Пермский государственный технический университет Способ извлечения рубидия из растворов сложного химического состава
RU2430885C1 (ru) * 2010-03-26 2011-10-10 Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Способ извлечения лантаноидов из апатитового концентрата

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU376322A1 (ru) * 1971-06-24 1973-04-05 В. И. Горшков , В. А. Чумаков Московский государственный университет М. В. Ломоносова Способ выделения рубидия из смесей с калием непрерывным противоточным ионным обменом
SU552105A1 (ru) * 1975-03-26 1977-03-30 Пермский политехнический институт Неорганический ионообменник на основе смешанного ферроцианида никел и кали дл извлечени рубиди из растворов и способ его получени
CN86101311A (zh) * 1986-06-06 1988-02-17 李久成 从酸碱性岩浆岩风化壳或离子吸附型稀土矿中提炼铷铯工艺方案
RU2040565C1 (ru) * 1991-02-19 1995-07-25 Пермский государственный технический университет Способ извлечения рубидия из растворов сложного химического состава
RU2430885C1 (ru) * 2010-03-26 2011-10-10 Учреждение Российской академии наук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН (ИХТРЭМС КНЦ РАН) Способ извлечения лантаноидов из апатитового концентрата

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115044779A (zh) * 2022-06-29 2022-09-13 中国科学院青海盐湖研究所 一种硫酸钠亚型盐湖卤水富集铷铯的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8221629B2 (en) Solvent removal process
CN107619144A (zh) 一种高含盐废水分盐资源化工艺及系统
CN102438957B (zh) 处理和净化海水以回收高纯度工业用氯化钠的方法
JP2013528487A (ja) 水処理プロセス
US12011680B2 (en) Mineral recovery from concentrated brines
RU2582425C1 (ru) Способ извлечения скандия из скандийсодержащего материала
Randall et al. Treatment of textile wastewaters using eutectic freeze crystallization
RU2733776C1 (ru) Способ извлечения рубидия из подземных промышленных вод
AU2012222624B2 (en) Treatment of raw brines from desalination plants
CN111634925A (zh) 一种含有机物氯化钠、硫酸钠混盐碳化后分离方法
KR20190080840A (ko) 해수의 담수화 과정에서 발생하는 브라인의 처리 장치
RU2281258C2 (ru) Способ извлечения сульфата и хлорида натрия из минерализованных вод
KR101892075B1 (ko) 해수의 담수화 과정에서 발생하는 브라인의 처리 장치
JP2009023847A (ja) ヨウ化水素酸の製造方法
CN108314114B (zh) 一种含铵盐废水处理的方法
JP5962538B2 (ja) 水処理方法および装置
CN108314112B (zh) 一种含铵盐废水处理的方法
CN115745063A (zh) 一种变温萃取结晶脱盐的方法
JP3045378B2 (ja) 海水の複合処理用の方法
KR102033319B1 (ko) 원수 처리 장치 및 원수 처리 방법
CN108314115B (zh) 一种含铵盐废水处理的方法
KR100856134B1 (ko) 염수의 담수화 방법
RU2157339C2 (ru) Способ получения бромистого лития из рассолов
CN110104815A (zh) 一种从矿井水回收钾的方法及系统
KR20180096560A (ko) 해수의 담수화 과정에서 발생하는 브라인의 처리 장치