RU2796484C1 - Method for extraction of iron(iii) chloride from a chloride solution - Google Patents

Method for extraction of iron(iii) chloride from a chloride solution Download PDF

Info

Publication number
RU2796484C1
RU2796484C1 RU2022123349A RU2022123349A RU2796484C1 RU 2796484 C1 RU2796484 C1 RU 2796484C1 RU 2022123349 A RU2022123349 A RU 2022123349A RU 2022123349 A RU2022123349 A RU 2022123349A RU 2796484 C1 RU2796484 C1 RU 2796484C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
iron
chloride
iii
solution
extraction
Prior art date
Application number
RU2022123349A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Георгиевич Касиков
Артем Юрьевич Соколов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН)
Application granted granted Critical
Publication of RU2796484C1 publication Critical patent/RU2796484C1/en

Links

Abstract

FIELD: hydrometallurgy.
SUBSTANCE: chloride solution containing iron(II) chloride and impurity elements is taken. It is oxidized with air oxygen, taken in excess with respect to iron (II), at a temperature of 50-80°C for 0.6-6.0 h in the presence of an extractant with a flash point of at least 81°C, taken in excess with respect to the total amount of iron, at a ratio of organic and aqueous phases in the resulting mixture, equal to (1-5):1. Tributyl phosphate is used as an extractant in form of a solution in an inert diluent; or alcohol (octanol-1, decanol-1 or dodecanol-1); or a ketone, such as undecanone-2; or a mixture of said alcohol and ketone. The resulting iron(III) chloride, transferred into the organic phase, is subjected to multistage re-extraction to obtain a solution of iron(III) chloride. Before re-extraction of iron(III) chloride, the extract can be washed with hydrochloric acid or a solution of iron(III) chloride.
EFFECT: invention makes it possible to increase the ease of the process due to the use of extractants with a high flash point and low solubility in an aqueous solution, as well as the degree of extraction of iron(III) chloride from a chloride solution by 10-56%.
6 cl, 7 ex

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для извлечения железа(III) из хлоридных растворов, содержащих железо(II) и примесные элементы.The invention relates to hydrometallurgy and can be used to extract iron(III) from chloride solutions containing iron(II) and impurity elements.

При переработке полиметаллического сырья по гидрохлоридной технологии получают растворы, которые обычно содержат железо(II). Как известно, железо(II) практически не извлекается из хлоридных растворов методами сорбции и экстракции, что требует его предварительного окисления до железа(III) с использованием различных окислителей. При использовании для окисления кислорода или кислородосодержащей газовой смеси при атмосферном давлении процесс идет крайне медленно, что делает способ извлечения хлорида железа(III) малоэффективным. Для повышения скорости окисления хлорида железа(II) в качестве окислителей используют пероксид водорода или хлор и его производные.When processing polymetallic raw materials using hydrochloride technology, solutions are obtained that usually contain iron (II). As is known, iron(II) is practically not extracted from chloride solutions by sorption and extraction methods, which requires its preliminary oxidation to iron(III) using various oxidizers. When oxygen or an oxygen-containing gas mixture is used for oxidation at atmospheric pressure, the process is extremely slow, which makes the method for extracting iron(III) chloride ineffective. To increase the rate of iron(II) chloride oxidation, hydrogen peroxide or chlorine and its derivatives are used as oxidizing agents.

Известен способ извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора, содержащего железо(II) (см. пат.1947122 В2 DE, МПК7 C01G 23/00, 49/00, С22В 3/26, 1973), согласно которому проводят выщелачивание ильменита с получением хлоридного раствора железа(II), содержащего титан и другие примесные элементы. Для извлечения железа из раствора железо(II) переводят в железо(III), используя в качестве окислителя хлор. Затем экстракцией извлекают железо(III) с использованием метилизобутилкетона, который имеет низкую температуру вспышки (14°С) и очень высокую (17 г/л) растворимость в воде.A known method for extracting iron(III) chloride from a chloride solution containing iron(II) (see Pat. 1947122 B2 DE, IPC 7 C01G 23/00, 49/00, C22B 3/26, 1973), according to which ilmenite is leached to obtain an iron(II) chloride solution containing titanium and other impurity elements. To extract iron from solution, iron(II) is converted into iron(III) using chlorine as an oxidizing agent. The iron(III) is then recovered by extraction using methyl isobutyl ketone, which has a low flash point (14° C.) and a very high (17 g/l) solubility in water.

Недостатком данного способа является использование для окисления железа(II) агрессивного хлора, а для извлечения железа(III) - экстрагента, имеющего высокую растворимость и низкую температуру вспышки, что делает способ пожаро- и взрывоопасным.The disadvantage of this method is the use of aggressive chlorine for the oxidation of iron(II), and for the extraction of iron(III) - an extractant having a high solubility and a low flash point, which makes the method flammable and explosive.

Известен также способ извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора (см. пат.2725322 РФ, МПК С22В 3/26, C01G 49/00, С22В 7/00, (2006.01), 2020), в котором для извлечения железа(III) используют смесь высокомолекулярных алифатических спиртов и кетонов, имеющих низкую растворимость и температуру вспышки свыше 61°С. При содержании в исходном хлоридном растворе железа(II) перед проведением экстракции осуществляют обработку раствора окислителем, в качестве которого используют газообразный хлор или гипохлорит натрия.There is also a method for extracting iron(III) chloride from a chloride solution (see US Pat. ) use a mixture of high molecular weight aliphatic alcohols and ketones having low solubility and a flash point above 61°C. When iron(II) is present in the initial chloride solution, before extraction, the solution is treated with an oxidizing agent, which is gaseous chlorine or sodium hypochlorite.

Использование хлорсодержащих окислителей снижает безопасность способа, а в случае гипохлорита натрия происходит загрязнение хлоридного раствора ионами натрия.The use of chlorine-containing oxidizing agents reduces the safety of the method, and in the case of sodium hypochlorite, the chloride solution is contaminated with sodium ions.

Известен также, взятый в качестве прототипа, способ извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора (см. заявка 102660678А CN, МПК С22В 3/00, 3/26 (2006.01), 2012), согласно которому хлоридный раствор, содержащий хлорид железа(II), и экстрагент перемешивают. В качестве экстрагента используют кетон, спирт, кислород- или фосфорсодержащий эфир, азотзамещенный амид или третичный амин, которые применяют в смеси с разбавителем: керосином, бензолом, толуолом, ксилолом, циклогексаном. В полученную смесь вводят кислородсодержащий газ с одновременным окислением хлорида железа(II) и экстракцией хлорида железа(III) при температуре 25-40°С, мольном соотношении экстрагента и железа, равном 2-5:1, при избытке вводимого кислородсодержащего газа в 2-10 раз от теоретического необходимого количества. Процесс окисления и экстракции проводят в одну или несколько стадий, при этом продолжительность каждой стадии составляет не менее 15 минут. После этого перемешивание прекращают и вводят кислородсодержащий газ, полученную смесь выдерживают не менее 3 минут и отделяют очищенный от железа(III) хлоридный раствор (рафинат) от железосодержащей органической фазы - экстракта. Затем осуществляют многоступенчатую водную реэкстракцию хлорида железа(III) с получением раствора хлорида железа(III). При многостадийном процессе рафинат предыдущей стадии является исходным хлоридным раствором для последующей стадии.Also known, taken as a prototype, is a method for extracting iron(III) chloride from a chloride solution (see application 102660678A CN, IPC C22B 3/00, 3/26 (2006.01), 2012), according to which a chloride solution containing iron chloride ( II), and the extractant is stirred. As an extractant, a ketone, an alcohol, an oxygen- or phosphorus-containing ether, a nitrogen-substituted amide or a tertiary amine are used, which are used in a mixture with a diluent: kerosene, benzene, toluene, xylene, cyclohexane. An oxygen-containing gas is introduced into the resulting mixture with simultaneous oxidation of iron(II) chloride and extraction of iron(III) chloride at a temperature of 25-40 ° C, a molar ratio of extractant and iron equal to 2-5: 1, with an excess of injected oxygen-containing gas in 2- 10 times the theoretical required amount. The process of oxidation and extraction is carried out in one or more stages, with the duration of each stage being at least 15 minutes. After that, stirring is stopped and an oxygen-containing gas is introduced, the resulting mixture is kept for at least 3 minutes, and the chloride solution (raffinate) purified from iron(III) is separated from the iron-containing organic phase - extract. Then, a multi-stage aqueous stripping of iron(III) chloride is carried out to obtain a solution of iron(III) chloride. In a multi-stage process, the raffinate from the previous stage is the starting chloride solution for the next stage.

Недостатком известного способа является то, что используемые разбавители и часть экстрагентов являются легковоспламеняющимися жидкостями с температурой вспышки от -11°С до 28°С, что делает способ пожароопасным, а при использовании кислорода - взрывоопасным. Недостатком способа является также его невысокая эффективность. При проведении способа в одну стадию после экстракции в хлоридном растворе - рафинате остается 43-56 г/л железа, что соответствует степени извлечения 44-57%. При проведении процесса в несколько стадий можно повысить степень извлечения хлорида железа(III), но и в этом случае при использовании для окисления воздуха после двух стадий окисления и экстракции остаточная концентрация железа в растворе составила 13 г/л, что соответствует 87% извлечению железа(III). При проведении процесса в несколько стадий степень извлечения хлорида железа(III) повышается, но только при использовании для окисления кислорода, что снижает безопасность способа.The disadvantage of the known method is that the used diluents and part of the extractants are flammable liquids with a flash point from -11°C to 28°C, which makes the method flammable, and when oxygen is used, explosive. The disadvantage of this method is also its low efficiency. When carrying out the method in one stage after extraction in a chloride solution - raffinate remains 43-56 g/l of iron, which corresponds to the degree of extraction of 44-57%. When carrying out the process in several stages, it is possible to increase the degree of extraction of iron(III) chloride, but even in this case, when using air for oxidation after two stages of oxidation and extraction, the residual iron concentration in the solution was 13 g/l, which corresponds to 87% iron extraction ( III). When carrying out the process in several stages, the degree of extraction of iron(III) chloride increases, but only when oxygen is used for oxidation, which reduces the safety of the method.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении степени извлечения хлорида железа(III), а также технологичности способа за счет использования экстрагентов с высокой температурной вспышки и низкой растворимостью в водном растворе.The present invention is aimed at achieving a technical result, which consists in increasing the degree of extraction of iron(III) chloride, as well as the manufacturability of the method through the use of extractants with a high temperature flash and low solubility in an aqueous solution.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора, содержащего хлорид железа(II) и примесные элементы, включающем окисление хлорида железа(II) кислородом воздуха, взятым с избытком по отношению к железу(II), в смеси хлоридного раствора и экстрагента, взятого с избытком по отношению к общему количеству железа, с переводом хлорида железа(III) в органическую фазу и его многоступенчатую реэкстракцию с получением раствора хлорида железа(III), согласно изобретению, окисление кислородом воздуха ведут при температуре 50-80°С в присутствии экстрагента с температурой вспышки не менее 81°С в течение 0,6-6,0 часов, при этом экстрагент берут в количестве, обеспечивающем отношение органической и водной фаз в смеси, равном 1-5:1.The technical result is achieved by the fact that in the method for extracting iron (III) chloride from a chloride solution containing iron (II) chloride and impurity elements, including the oxidation of iron (II) chloride with air oxygen taken in excess with respect to iron (II), in a mixture of a chloride solution and an extractant taken in excess with respect to the total amount of iron, with the transfer of iron (III) chloride into the organic phase and its multistage re-extraction to obtain a solution of iron (III) chloride, according to the invention, oxidation with atmospheric oxygen is carried out at a temperature of 50- 80°C in the presence of an extractant with a flash point of at least 81°C for 0.6-6.0 hours, while the extractant is taken in an amount that provides the ratio of the organic and aqueous phases in the mixture, equal to 1-5:1.

Технический результат достигается также тем, что исходный хлоридный раствор содержит примесь меди в количестве не менее 0,5 г/л.The technical result is also achieved by the fact that the initial chloride solution contains an admixture of copper in an amount of at least 0.5 g/l.

Технический результат достигается также и тем, что в качестве экстрагента используют трибутилфосфат, спирт, кетон или смесь спирта и кетона.The technical result is also achieved by using tributyl phosphate, alcohol, ketone or a mixture of alcohol and ketone as the extractant.

Достижению технического результата способствует то, что в качестве спирта используют октанол-1, деканол-1, додеканол-1, а в качестве кетона - ундеканон-2.The achievement of the technical result is facilitated by the fact that octanol-1, decanol-1, dodecanol-1 are used as alcohol, and undecanone-2 is used as a ketone.

Достижению технического результата способствует также то, что трибутилфосфат используют в виде раствора в разбавителе.The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that tributyl phosphate is used as a solution in a diluent.

Достижению технического результата способствует и то, что перед ре-экстракцией хлорида железа(III) осуществляют промывку экстракта с использованием соляной кислоты или раствора хлорида железа(III).The achievement of the technical result is also facilitated by the fact that before the re-extraction of iron(III) chloride, the extract is washed using hydrochloric acid or a solution of iron(III) chloride.

Существенные признаки заявленного изобретения, определяющие объем правовой защиты 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 the functions and correlate with the result as follows.

Окисление хлорида железа(II) кислородом воздуха при температуре 50-80°С обеспечивает высокие степень окисления и степень извлечения хлорида железа(III).Oxidation of iron(II) chloride with atmospheric oxygen at a temperature of 50-80°C provides a high degree of oxidation and a high degree of extraction of iron(III) chloride.

При температуре ниже 50°С снижается степень окисления хлорида железа(II) и, соответственно, извлечение хлорида железа(III). При температуре выше 80°С достигается высокая степень окисления и извлечения железа, но уменьшается технологичность способа из-за снижения его безопасности и повышения уноса экстрагента при пропускании воздуха.At temperatures below 50°C, the degree of oxidation of iron(II) chloride decreases and, accordingly, the extraction of iron(III) chloride. At temperatures above 80°C, a high degree of oxidation and extraction of iron is achieved, but the manufacturability of the method decreases due to a decrease in its safety and an increase in the entrainment of the extractant when passing air.

Использование экстрагента с температурой вспышки не менее 81°С обеспечивает безопасность способа за счет исключения воспламенения экстрагента. Кроме того, экстрагенты с высокой температурой вспышки являются одновременно малорастворимыми соединениями и поэтому при использовании их потери с водной фазой минимальны.The use of an extractant with a flash point of at least 81°C ensures the safety of the method by eliminating the ignition of the extractant. In addition, extractants with a high flash point are at the same time poorly soluble compounds and therefore, when used, their losses with the aqueous phase are minimal.

Окисление хлорида железа(II) кислородом воздуха в течение 0,6-6,0 часов обеспечивает высокую степень извлечения хлорида железа(III). При проведении окисления в течение менее 0,6 часа снижается извлечение хлорида железа(III), а окисление в течение более 6 часов не приводит к существенному увеличению извлечения хлорида железа(III), но снижает производительность способа.Oxidation of iron(II) chloride with atmospheric oxygen for 0.6-6.0 hours provides a high degree of extraction of iron(III) chloride. When oxidation is carried out for less than 0.6 hours, the extraction of iron(III) chloride decreases, and oxidation for more than 6 hours does not lead to a significant increase in the extraction of iron(III) chloride, but reduces the productivity of the method.

Использование экстрагента в количестве, обеспечивающем отношение органической и водной фаз в смеси, равном 1-5:1, способствует увеличению скорости окисления хлорида железа(II) и обеспечивает высокую степень извлечения хлорида железа(III). Увеличение соотношения органической и водной фаз выше 5:1 не приводит к увеличению извлечения хлорида железа(III), но снижает технологичность способа, а при уменьшении соотношения ниже 1:1 снижается извлечение хлорида железа(III).The use of the extractant in an amount that provides the ratio of the organic and aqueous phases in the mixture, equal to 1-5:1, increases the rate of oxidation of iron(II) chloride and provides a high degree of extraction of iron(III) chloride. An increase in the ratio of organic and aqueous phases above 5:1 does not lead to an increase in the extraction of iron(III) chloride, but reduces the manufacturability of the method, and when the ratio decreases below 1:1, the extraction of iron(III) chloride decreases.

Совокупность вышеуказанных признаков необходима и достаточна для достижения технического результата изобретения, заключающегося в повышении степени извлечения хлорида железа(III), а также технологичности способа за счет использования экстрагентов с высокой температурной вспышки и низкой растворимостью в водном растворе.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 extraction of iron(III) chloride, as well as the manufacturability of the method through the use of extractants with a high temperature flash and low solubility in an aqueous solution.

В частных случаях осуществления изобретения предпочтительны следующие операции и режимные параметры.In particular cases of the invention, the following operations and operating parameters are preferable.

Содержание в хлоридном растворе примеси меди в количестве не менее 0,5 г/л способствует увеличению скорости окисления хлорида железа(II).The content of copper impurities in the chloride solution in an amount of at least 0.5 g/l contributes to an increase in the rate of oxidation of iron(II) chloride.

Использование в качестве экстрагента трибутилфосфата, спирта, кетона или смеси спирта и кетона обеспечивает высокое извлечение хлорида железа(III) из хлоридного раствора.The use of tributyl phosphate, alcohol, ketone or a mixture of alcohol and ketone as an extractant provides a high extraction of iron(III) chloride from the chloride solution.

Использование в качестве спирта октанола-1, деканола-1, додеканола-1, а в качестве кетона - ундеканона-2 обусловлено их высокой температурой вспышки, что способствует безопасности способа и повышению степени извлечения хлорида железа(III). Это позволяет повысить технологичность способа.The use of octanol-1, decanol-1, dodecanol-1 as an alcohol, and undecanone-2 as a ketone is due to their high flash point, which contributes to the safety of the method and an increase in the degree of extraction of iron(III) chloride. This improves the manufacturability of the method.

Использование трибутилфосфата в виде раствора в инертном разбавителе способствует повышению технологичности способа за счет снижения плотности экстрагента и улучшения реэкстракции хлорида железа(III).The use of tributyl phosphate in the form of a solution in an inert diluent improves the manufacturability of the method by reducing the density of the extractant and improving the stripping of iron(III) chloride.

Осуществление перед реэкстракцией хлорида железа(III) промывки экстракта с использованием соляной кислоты или раствора хлорида железа(III) способствует снижению концентрации примесных элементов в экстракте, что повышает технологичность способа.The implementation before the stripping of iron(III) chloride, washing the extract with hydrochloric acid or a solution of iron(III) chloride helps to reduce the concentration of impurity elements in the extract, which increases the manufacturability of the method.

Вышеуказанные частные признаки изобретения позволяют осуществить способ в оптимальном режиме с точки зрения увеличения степени извлечения хлорида железа(III), а также повышения технологичности способа за счет использования экстрагентов с высокой температурной вспышки и низкой растворимостью в водном растворе.The above particular features of the invention make it possible to carry out the method in the optimal mode from the point of view of increasing the degree of extraction of iron(III) chloride, as well as improving the manufacturability of the method through the use of extractants with a high temperature flash and low solubility in an aqueous solution.

Сущность предлагаемого способа может быть проиллюстрирована следующими Примерами.The essence of the proposed method can be illustrated by the following Examples.

Пример 1. Берут 1 л исходного хлоридного раствора, образовавшегося при соляно-кислотном выщелачивании конвертерного шлака никелевого производства состава, г/л: 51,3 железа(II), 0,6 никеля, 0,2 кобальта, 2,3 магния, 3,5 кальция, 310 хлорид-иона, в том числе 210 г/л свободной соляной кислоты. Проводят окисление железа(II) кислородом воздуха, взятым с 5-кратным избытком по отношению к железу(II), путем пропускания воздуха через смесь, образовавшуюся в результате непрерывного перемешивания хлоридного раствора и экстрагента с температурой вспышки 86°С, содержащего 30% ундеканона-2, 35% октанола-1 и 35% деканола-1 при O:В=3:1 и температуре 50°С в течение 5 часов.Example 1. Take 1 l of the original chloride solution formed during hydrochloric acid leaching of converter slag of nickel production composition, g/l: 51.3 iron(II), 0.6 nickel, 0.2 cobalt, 2.3 magnesium, 3 .5 calcium, 310 chloride ions, including 210 g/l free hydrochloric acid. Iron(II) is oxidized with atmospheric oxygen, taken with a 5-fold excess relative to iron(II), by passing air through the mixture formed as a result of continuous mixing of the chloride solution and the extractant with a flash point of 86 ° C, containing 30% undecanone- 2, 35% octanol-1 and 35% decanol-1 at O:B=3:1 and 50°C for 5 hours.

В результате получают 3060 мл экстракта, содержащего, г/л: 16,23 железа(III), 0,08 никеля, 0,05 кобальта, 0,1 магния, 0,14 кальция и 940 мл рафината, содержащего 1,74 г/л железа(III). Степень извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора составила 96,8%.The result is 3060 ml of an extract containing, g/l: 16.23 iron (III), 0.08 nickel, 0.05 cobalt, 0.1 magnesium, 0.14 calcium and 940 ml of raffinate containing 1.74 g /l iron(III). The degree of extraction of iron(III) chloride from the chloride solution was 96.8%.

Затем проводят реэкстракцию хлорида железа(III) соляной кислотой концентрацией 0,2 моль/л при соотношении O:В=5:1 на 4 ступенях с получением 610 мл реэкстракта в виде раствора хлорида железа(III), содержащего, г/л: 83,6 железа(III), 0,39 никеля, 0,24 кобальта, 0,48 магния, 0,64 кальция и 3 л очищенного экстрагента, содержащего 0,09 г/л железа(III), который направляют на приготовление реакционной смеси.Then, iron(III) chloride is re-extracted with hydrochloric acid at a concentration of 0.2 mol/l at a ratio of O:B=5:1 in 4 steps to obtain 610 ml of re-extract in the form of an iron(III) chloride solution containing, g/l: 83 .6 iron (III), 0.39 nickel, 0.24 cobalt, 0.48 magnesium, 0.64 calcium and 3 l of purified extractant containing 0.09 g / l iron (III), which is sent to the preparation of the reaction mixture .

Пример 2. Берут 1 л исходного хлоридного раствора, представляющего собой никелевый электролит состава, г/л: 10 железа(II), 185 никеля, 4,55 кобальта, 0,5 меди, 30 сульфат-иона, 285 хлорид-иона, в том числе 36 г/л свободной соляной кислоты. Проводят окисление хлорида железа(II) кислородом воздуха, взятым с 3-кратным избытком по отношению к железу(II), путем пропускания воздуха через смесь, образовавшуюся в результате непрерывного перемешивания хлоридного раствора и экстрагента в виде трибу-тилфосфата с температурой вспышки 145°С, при O:В=4:1, температуре 80°С в течение 0,6 часов.Example 2. Take 1 l of the original chloride solution, which is a nickel electrolyte of the composition, g / l: 10 iron (II), 185 nickel, 4.55 cobalt, 0.5 copper, 30 sulfate ion, 285 chloride ion, in including 36 g/l free hydrochloric acid. Oxidation of iron(II) chloride is carried out with atmospheric oxygen taken with a 3-fold excess relative to iron(II) by passing air through the mixture formed as a result of continuous mixing of the chloride solution and the extractant in the form of tributyl phosphate with a flash point of 145°C , at O:B=4:1, temperature 80°C for 0.6 hours.

В результате получают 4080 мл экстракта, содержащего, г/л: 2,38 железа(III), 0,57 никеля, 0,11 кобальта, 0,15 меди и 920 мл рафината, содержащего 0,29 г/л железа(III). Степень извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора составила 97,3%.The result is 4080 ml of an extract containing, g/l: 2.38 iron(III), 0.57 nickel, 0.11 cobalt, 0.15 copper and 920 ml of raffinate containing 0.29 g/l iron(III ). The degree of extraction of iron(III) chloride from the chloride solution was 97.3%.

Затем проводят реэкстракцию хлорида железа(III) соляной кислотой концентрацией 0,5 моль/л при соотношении O:В=8:1 на 6 ступенях с получением 590 мл реэкстракта в виде раствора хлорида железа(III), содержащего, г/л: 16,5 железа(III), 3,94 никеля, 0,76 кобальта, 1,04 меди и 4 л очищенного экстрагента, содержащего 0,05 г/л железа(III), который направляют на приготовление реакционной смеси.Then, iron(III) chloride is re-extracted with hydrochloric acid at a concentration of 0.5 mol/l at a ratio of O:B=8:1 in 6 steps to obtain 590 ml of re-extract in the form of an iron(III) chloride solution containing, g/l: 16 .5 iron(III), 3.94 nickel, 0.76 cobalt, 1.04 copper and 4 l of purified extractant containing 0.05 g/l iron(III), which is sent to the preparation of the reaction mixture.

Пример 3. Берут 1 л исходного хлоридного раствора по Примеру 2. Проводят окисление хлорида железа(II) кислородом воздуха, взятым с 4-кратным избытком по отношению к железу(II), путем пропускания воздуха через смесь, образовавшуюся в результате непрерывного перемешивания хлоридного раствора и экстрагента в виде октанола-1 с температурой вспышки 81°С, при O:В=2:1, температуре 65°С в течение 4 часов.Example 3. Take 1 liter of the original chloride solution according to Example 2. Iron(II) chloride is oxidized with atmospheric oxygen, taken with a 4-fold excess relative to iron(II), by passing air through the mixture formed as a result of continuous stirring of the chloride solution and extractant in the form of octanol-1 with a flash point of 81°C, at O:B=2:1, a temperature of 65°C for 4 hours.

В результате получают 2040 мл экстракта, содержащего, г/л: 4,82 железа(III), 1,2 никеля, 0,09 кобальта, 0,14 меди и 950 мл рафината, содержащего 0,168 г/л железа(III). Степень извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора составила 98,4%.The result is 2040 ml of an extract containing, g/l: 4.82 iron(III), 1.2 nickel, 0.09 cobalt, 0.14 copper and 950 ml of raffinate containing 0.168 g/l iron(III). The degree of extraction of iron(III) chloride from the chloride solution was 98.4%.

Затем проводят отмывку экстракта от примесных элементов раствором хлорида железа(III), с концентрацией железа(III) 80 г/л на 3 ступенях при соотношении O:В=5:1. В результате получают 2070 мл промытого экстракта, содержащего, г/л: 6,03 железа(III), 0,002 никеля, 0,001 кобальта, 0,001 меди и 410 мл промывного раствора, состава, г/л: 73,9 железа(III), 6,01 никеля, 0,445 кобальта, 0,699 меди, который присоединяют к исходному хлоридному раствору.Then, the extract is washed from impurity elements with a solution of iron(III) chloride with an iron(III) concentration of 80 g/l in 3 steps at a ratio of O:B=5:1. The result is 2070 ml of a washed extract containing, g/l: 6.03 iron(III), 0.002 nickel, 0.001 cobalt, 0.001 copper and 410 ml of washing solution, composition, g/l: 73.9 iron(III), 6.01 nickel, 0.445 cobalt, 0.699 copper, which is added to the original chloride solution.

Проводят реэкстракцию хлорида железа(III) водой при соотношении О:В=10:1 на 5 ступенях с получением 277 мл реэкстракта виде раствора хлорида железа(III), содержащего, г/л: 45,1 железа(III), 0,014 никеля, 0,007 кобальта, 0,007 меди и 2 л очищенного экстрагента, содержащего 0,001 г/л железа(III), который направляют на приготовление реакционной смеси.Iron(III) chloride is stripped with water at a ratio of O:B=10:1 in 5 stages to obtain 277 ml of a back extract in the form of an iron(III) chloride solution containing, g/l: 45.1 iron(III), 0.014 nickel, 0.007 cobalt, 0.007 copper and 2 l of purified extractant containing 0.001 g/l of iron(III), which is sent to the preparation of the reaction mixture.

Пример 4. Берут 1 л исходного хлоридного раствора, представляющего собой никелевый электролит состава, г/л: 9 железа(II), 193 никеля, 5 кобальта, 1,5 меди, 40 сульфат-иона, 300 хлорид-иона, в том числе 36 г/л свободной соляной кислоты. Проводят окисление хлорида железа(II) кислородом воздуха, взятым с 6-кратным избытком по отношению к железу(II), путем пропускания воздуха через смесь, образовавшуюся в результате непрерывного перемешивания хлоридного раствора и экстрагента в виде додеканола-1 с температурой вспышки 127°С, при O:В=1:1, температуре 70°С в течение 6 часов.Example 4. Take 1 l of the initial chloride solution, which is a nickel electrolyte composition, g / l: 9 iron (II), 193 nickel, 5 cobalt, 1.5 copper, 40 sulfate ion, 300 chloride ion, including 36 g/l free hydrochloric acid. Oxidation of iron(II) chloride is carried out with atmospheric oxygen, taken with a 6-fold excess relative to iron(II), by passing air through the mixture formed as a result of continuous mixing of the chloride solution and the extractant in the form of dodecanol-1 with a flash point of 127°C , at O:B=1:1, temperature 70°C for 6 hours.

В результате получают 1020 мл экстракта, содержащего, г/л: 8,91 железа(III), 1,4 никеля, 0,3 кобальта, 0,3 меди и 980 мл рафината, содержащего 0,075 г/л железа(III). Степень извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора составила 99,2%.The result is 1020 ml of an extract containing, g/l: 8.91 iron(III), 1.4 nickel, 0.3 cobalt, 0.3 copper and 980 ml of raffinate containing 0.075 g/l iron(III). The degree of extraction of iron(III) chloride from the chloride solution was 99.2%.

Проводят реэкстракцию хлорида железа(III) соляной кислотой концентрацией 0,2 моль/л при соотношении O:В=5:1 на 4 ступенях с получением 220 мл реэкстракта в виде раствора хлорида железа(III), содержащего, г/л: 44,54 железа(III), 6,97 никеля, 1,46 кобальта, 1,47 меди и 1 л очищенного экстрагента, содержащего 0,005 г/л железа(III), который направляют на приготовление реакционной смеси.Re-extraction of iron(III) chloride is carried out with hydrochloric acid with a concentration of 0.2 mol/l at a ratio of O:B=5:1 in 4 stages to obtain 220 ml of re-extract in the form of a solution of iron(III) chloride, containing, g/l: 44, 54 iron(III), 6.97 nickel, 1.46 cobalt, 1.47 copper and 1 liter of purified extractant containing 0.005 g/l iron(III), which is sent to the preparation of the reaction mixture.

Пример 5. Берут 1 л исходного хлоридного раствора по Примеру 4. Проводят окисление хлорида железа(II) кислородом воздуха, взятым с 8-кратным избытком по отношению к железу(II), путем пропускания воздуха через смесь, образовавшуюся в результате непрерывного перемешивания хлоридного раствора и экстрагента в виде ундеканона-2 с температурой вспышки 89°С, при O:В=3:1 и температуре 80°С в течение 5 часов.Example 5. Take 1 liter of the original chloride solution according to Example 4. Iron(II) chloride is oxidized with atmospheric oxygen, taken with an 8-fold excess relative to iron(II), by passing air through the mixture formed as a result of continuous stirring of the chloride solution and extractant in the form of undecanone-2 with a flash point of 89°C, at O:B=3:1 and a temperature of 80°C for 5 hours.

В результате получают 3010 мл экстракта, содержащего, г/л: 4,49 железа(III), 0,09 никеля, 0,04 кобальта, 0,01 меди и 990 мл рафината, содержащего 0,005 г/л железа(III). Степень извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора составила 99,8%.The result is 3010 ml of an extract containing, g/l: 4.49 iron(III), 0.09 nickel, 0.04 cobalt, 0.01 copper and 990 ml of raffinate containing 0.005 g/l iron(III). The degree of extraction of iron(III) chloride from the chloride solution was 99.8%.

Проводят реэкстракцию хлорида железа(III) водой при соотношении O:В=8:1 на 4 ступенях с получением 250 мл реэкстракта в виде раствора хлорида железа(III), содержащего, г/л: 35,9 железа(III), 0,72 никеля, 0,32 кобальта, 0,08 меди и 2 л очищенного экстрагента, содержащего 0,003 г/л железа(III), который направляют на приготовление реакционной смеси.Iron(III) chloride is stripped with water at a ratio of O:B=8:1 in 4 steps to obtain 250 ml of a strip in the form of a solution of iron(III) chloride containing, g/l: 35.9 iron(III), 0, 72 nickel, 0.32 cobalt, 0.08 copper and 2 l of purified extractant containing 0.003 g/l of iron(III), which is sent to the preparation of the reaction mixture.

Пример 6. Берут 1 л исходного раствора по Примеру 1. Проводят окисление хлорида железа(II) кислородом воздуха, взятым с 7-кратным избытком по отношению к железу(II), путем пропускания воздуха через смесь, образовавшуюся в результате непрерывного перемешивания хлоридного раствора и экстрагента с температурой вспышки 130°С, содержащего 80% трибутилфосфата и 20% инертного разбавителя РЖ-3, при O:В=5:1 и температуре 75°С в течение 4 часов.Example 6. Take 1 liter of the stock solution according to Example 1. Iron(II) chloride is oxidized with atmospheric oxygen, taken with a 7-fold excess relative to iron(II), by passing air through the mixture formed as a result of continuous stirring of the chloride solution and extractant with a flash point of 130°C, containing 80% tributyl phosphate and 20% inert diluent RJ-3, at O:B=5:1 and a temperature of 75°C for 4 hours.

В результате получают 5100 мл экстракта, содержащего, г/л: 10,05 железа(III), 0,03 никеля, 0,008 кобальта, 0,1 магния, 0,3 кальция и 900 мл рафината, содержащего 0,007 г/л железа(III). Степень извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора составила 99,9%.The result is 5100 ml of an extract containing, g/l: 10.05 iron(III), 0.03 nickel, 0.008 cobalt, 0.1 magnesium, 0.3 calcium and 900 ml of raffinate containing 0.007 g/l iron( III). The degree of extraction of iron(III) chloride from the chloride solution was 99.9%.

Затем проводят отмывку экстракта от примесных элементов раствором соляной кислоты концентрацией 8 моль/л на 3 ступенях при соотношении О:В=10:1. В результате получают 5120 мл промытого экстракта, содержащего, г/л: 10,01 железа(III), 0,003 никеля, 0,002 кобальта, 0,03 магния, 0,04 кальция и 490 мл промывного раствора, состава, г/л: 0,4 железа(III), 0,03 никеля, 0,078 кобальта, 0,97 магния, 2,6 кальция, который направляют на подкисление исходного хлоридного раствора.Then, the extract is washed from impurity elements with a solution of hydrochloric acid with a concentration of 8 mol/l in 3 steps at a ratio of O:B=10:1. The result is 5120 ml of washed extract containing, g/l: 10.01 iron (III), 0.003 nickel, 0.002 cobalt, 0.03 magnesium, 0.04 calcium and 490 ml of washing solution, composition, g/l: 0 ,4 iron (III), 0.03 nickel, 0.078 cobalt, 0.97 magnesium, 2.6 calcium, which is directed to the acidification of the initial chloride solution.

Проводят реэкстракцию хлорида железа(III) соляной кислотой концентрацией 0,5 моль/л при соотношении O:В=5:1 на 6 ступенях с получением 1140 мл реэкстракта в виде раствора хлорида железа(III), содержащего, г/л: 45 железа(III), 0,015 никеля, 0,01 кобальта, 0,15 магния, 0,2 кальция и 5 л очищенного экстрагента, содержащего 0,5 г/л железа(III), который направляют на приготовление реакционной смеси.Re-extraction of iron(III) chloride is carried out with hydrochloric acid with a concentration of 0.5 mol/l at a ratio of O:B=5:1 at 6 steps to obtain 1140 ml of re-extract in the form of an iron(III) chloride solution containing, g/l: 45 iron (III), 0.015 nickel, 0.01 cobalt, 0.15 magnesium, 0.2 calcium and 5 l of purified extractant containing 0.5 g/l iron(III), which is sent to the preparation of the reaction mixture.

Из вышеприведенных Примеров видно, что способ согласно изобретению позволяет повысить степень извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора примерно на 10-56%. Использование экстрагентов с низкой растворимостью в водном растворе и температурой вспышки не менее 81°С улучшает технологичность способа. Способ относительно прост и может быть реализован в промышленных условиях.From the above Examples, it can be seen that the method according to the invention allows to increase the degree of extraction of iron(III) chloride from the chloride solution by about 10-56%. The use of extractants with low solubility in aqueous solution and a flash point of at least 81°C improves the manufacturability of the method. The method is relatively simple and can be implemented under industrial conditions.

Пример 7. Берут 1 л исходного хлоридного раствора, образовавшегося при соляно-кислотном выщелачивании конвертерного шлака никелевого производства состава, г/л: 51,3 железа(II), 0,6 никеля, 0,2 кобальта, 2,3 магния, 3,5 кальция, 310 хлорид-иона, в том числе 210 г/л свободной соляной кислоты. Проводят окисление хлорида железа(II) кислородом воздуха, взятым с 5-кратным избытком по отношению к железу(II), путем пропускания воздуха через смесь, образовавшуюся в результате непрерывного перемешивания хлоридного раствора и экстрагента с температурой вспышки 86°С, содержащего 70% октанола-1, 30% ундеканона-2, при O:В=3:1 и температуре 55°С в течение 5 часов.Example 7. Take 1 l of the original chloride solution formed during hydrochloric acid leaching of converter slag of nickel production composition, g/l: 51.3 iron(II), 0.6 nickel, 0.2 cobalt, 2.3 magnesium, 3 .5 calcium, 310 chloride ions, including 210 g/l free hydrochloric acid. Oxidation of iron(II) chloride is carried out with air oxygen taken with a 5-fold excess relative to iron(II) by passing air through the mixture formed as a result of continuous mixing of the chloride solution and the extractant with a flash point of 86 ° C, containing 70% octanol -1, 30% undecanone-2, at O:B=3:1 and 55°C for 5 hours.

В результате получают 3060 мл экстракта, содержащего, г/л: 16,23 железа(III), 0,08 никеля, 0,05 кобальта, 0,1 магния, 0,14 кальция и 940 мл рафината, содержащего 1,5 г/л железа(III). Степень извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора составила 97,1%.The result is 3060 ml of an extract containing, g/l: 16.23 iron (III), 0.08 nickel, 0.05 cobalt, 0.1 magnesium, 0.14 calcium and 940 ml of raffinate containing 1.5 g /l iron(III). The degree of extraction of iron(III) chloride from the chloride solution was 97.1%.

Затем проводят реэкстракцию хлорида железа(III) соляной кислотой концентрацией 0,2 моль/л при соотношении 0:В=5:1 на 4 ступенях с получением 610 мл реэкстракта в виде раствора хлорида железа(III), содержащего, г/л: 84,8 железа(III), 0,38 никеля, 0,23 кобальта, 0,45 магния, 0,6 кальция и 3 л очищенного экстрагента, содержащего 0,09 г/л железа(III), который направляют на приготовление реакционной смеси.Then, iron(III) chloride is re-extracted with hydrochloric acid at a concentration of 0.2 mol/l at a ratio of 0:B=5:1 in 4 stages to obtain 610 ml of re-extract in the form of an iron(III) chloride solution containing, g/l: 84 .8 iron (III), 0.38 nickel, 0.23 cobalt, 0.45 magnesium, 0.6 calcium and 3 l of purified extractant containing 0.09 g / l iron (III), which is sent to the preparation of the reaction mixture .

Claims (6)

1. Способ извлечения хлорида железа(III) из хлоридного раствора, содержащего хлорид железа(II) и примесные элементы, включающий окисление хлорида железа(II) кислородом воздуха, взятым с избытком по отношению к железу(II), в смеси хлоридного раствора и экстрагента, взятого с избытком по отношению к общему количеству железа, с переводом хлорида железа(III) в органическую фазу и его многоступенчатую реэкстракцию с получением раствора хлорида железа(III), отличающийся тем, что окисление кислородом воздуха ведут при температуре 50-80°С в присутствии экстрагента с температурой вспышки не менее 81°С в течение 0,6-6,0 часов, при этом экстрагент берут в количестве, обеспечивающем отношение органической и водной фаз в смеси, равном 1-5:1.1. A method for extracting iron(III) chloride from a chloride solution containing iron(II) chloride and impurity elements, including the oxidation of iron(II) chloride with atmospheric oxygen, taken in excess with respect to iron(II), in a mixture of chloride solution and extractant , taken in excess with respect to the total amount of iron, with the transfer of iron (III) chloride into the organic phase and its multistage re-extraction to obtain a solution of iron (III) chloride, characterized in that the oxidation with atmospheric oxygen is carried out at a temperature of 50-80 ° C in the presence of an extractant with a flash point of at least 81°C for 0.6-6.0 hours, while the extractant is taken in an amount that provides the ratio of the organic and aqueous phases in the mixture, equal to 1-5:1. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что исходный хлоридный раствор содержит примесь меди в количестве не менее 0,5 г/л.2. The method according to p. 1, characterized in that the initial chloride solution contains an admixture of copper in an amount of at least 0.5 g/l. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют трибутилфосфат, спирт, кетон или смесь спирта и кетона.3. The method according to p. 1, characterized in that tributyl phosphate, alcohol, ketone or a mixture of alcohol and ketone are used as the extractant. 4. Способ по п. 3, отличающийся тем, что в качестве спирта используют октанол-1, деканол-1, додеканол-1, а в качестве кетона - ундеканон-2.4. The method according to p. 3, characterized in that octanol-1, decanol-1, dodecanol-1 are used as alcohol, and undecanone-2 is used as ketone. 5. Способ по п. 3, отличающийся тем, что трибутилфосфат используют в виде раствора в инертном разбавителе.5. The method according to p. 3, characterized in that tributyl phosphate is used as a solution in an inert diluent. 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед реэкстракцией хлорида железа(III) осуществляют промывку экстракта с использованием соляной кислоты или раствора хлорида железа(III).6. The method according to p. 1, characterized in that before re-extraction of iron(III) chloride, the extract is washed using hydrochloric acid or a solution of iron(III) chloride.
RU2022123349A 2022-08-31 Method for extraction of iron(iii) chloride from a chloride solution RU2796484C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2796484C1 true RU2796484C1 (en) 2023-05-24

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1277304A (en) * 1968-09-19 1972-06-14 Kanto Denka Kogyo Kk Process for recovering a pure aqueous solution of ferric chloride and an aqueous solution of metal chlorides free from ferric chloride
CN102660678A (en) * 2012-05-17 2012-09-12 四川大学 Method for selectively separating iron from hydrochloric acid solution containing ferrous chloride
RU2491977C1 (en) * 2012-01-31 2013-09-10 Лидия Алексеевна Воропанова Extraction of iron ions from water solutions with vegetable oils
RU2683405C1 (en) * 2018-07-10 2019-03-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Method of producing solution of ferric chloride
RU2725322C1 (en) * 2020-02-18 2020-07-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Method of purifying a chloride solution from iron

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1277304A (en) * 1968-09-19 1972-06-14 Kanto Denka Kogyo Kk Process for recovering a pure aqueous solution of ferric chloride and an aqueous solution of metal chlorides free from ferric chloride
RU2491977C1 (en) * 2012-01-31 2013-09-10 Лидия Алексеевна Воропанова Extraction of iron ions from water solutions with vegetable oils
CN102660678A (en) * 2012-05-17 2012-09-12 四川大学 Method for selectively separating iron from hydrochloric acid solution containing ferrous chloride
RU2683405C1 (en) * 2018-07-10 2019-03-28 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Method of producing solution of ferric chloride
RU2725322C1 (en) * 2020-02-18 2020-07-02 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) Method of purifying a chloride solution from iron

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КАСИКОВ А.Г., СОКОЛОВ А.Ю., Экстракционное извлечение железа (III) из растворов хлороводородной кислоты изомерами октанола в инертных разбавителях, Современные наукоемкие технологии, 2019, no. 3, с.187-192. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
AU2012330140B2 (en) Method for producing high-purity cobalt sulfate aqueous solution
WO2019210810A1 (en) Method for clean metallurgy of molybdenum
US9970078B2 (en) Method for producing a solid scandium-containing material of enhanced scandium content
CN109971946A (en) A kind of method of rare earth and fluorine in synthetical recovery bastnaesite
US11214849B2 (en) Method for recovering scandium
KR102156831B1 (en) How to separate vanadium
RU2796484C1 (en) Method for extraction of iron(iii) chloride from a chloride solution
CN110541070A (en) method for comprehensively extracting valuable metals from white alloy
US4452706A (en) Metals recovery
KR100355155B1 (en) Method for isolating and recovering of iron and nickel
US9689056B2 (en) Solvent extraction process
EP0041459A1 (en) Process for the lixiviation of a niobium and/or tantalum ore containing calcium as main impurity
KR20150076345A (en) Method for extracting iron in nickel smelting process
WO2014069463A1 (en) Method for collecting silver
RU2683405C1 (en) Method of producing solution of ferric chloride
CN111020233B (en) Method for preparing vanadium pentoxide by ammonium-free vanadium precipitation
JP4240982B2 (en) Method for producing cobalt solution with low manganese concentration
RU2492254C1 (en) Method of extracting vanadium from acid solutions
RU2725322C1 (en) Method of purifying a chloride solution from iron
JP5423972B2 (en) Cemented carbide scrap processing method
RU2351666C1 (en) Method of gold and silver recovery from concentrates
He et al. Selective and efficient extraction of Cu (II) from a complex sulfate solution containing Co (II), Fe (II), Cu (II), and Zn (II) using DZ988N
JP2022131107A (en) Manufacturing method of cobalt chloride aqueous solution
RU2485190C1 (en) Nickel matte processing method
RU2542181C1 (en) Method of extracting gold from hydrochloric acid solution