SU1084323A1

SU1084323A1 - Extracting reagent for extracting non-ferrous metals

Info

Publication number: SU1084323A1
Application number: SU823493485A
Authority: SU
Inventors: Евней Арстанович Букетов; Анатолий Владимирович Стряпков; Марат Шарипович Шарипов; Рауза Жаминовна Стряпкова
Original assignee: Химико-металлургический институт АН КазССР
Priority date: 1982-09-27
Filing date: 1982-09-27
Publication date: 1984-04-07

Abstract

ЭКСТРАГЕНТ ДЛЯ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ЦВЕТНЫХ МЕТАЛЛОВ на основе нафтеновых кислот в керосине, отличающийс тем, что, с целью повышени эффективности извлечени металлов за счет уменьшени потерь, экстрагента и гидратообразовани , он дополнительно содержит триалкиламин при следующем соотношении компонентов , мас.%: Нафтеновые кислоты 12-20 Триалкиламин10-20 КеросинОстальное .% too 50 rsDEXTRACTOR FOR EXTRACTION OF COLOR METALS based on naphthenic acids in kerosene, characterized in that, in order to increase the efficiency of metal extraction by reducing losses, extractant and hydrate formation, it additionally contains trialkylamine in the following ratio, wt.%: Naphthenic acids 12-20 Trialkylamine 10-20 Kerosene Else.% Too 50 rsD

Description

Изобретение относитс к гидрометаллургии цветных металлов, в частности к извлечению металлов из суль фатных и сульфатно-аммиачных растворов . Известны в качестве экстрагента дл извлечени и разделени цветных металлов из слабокислых сульфатных растворов карбоновые кислоты. Наиболее дешевыми из таких экстрагентов вл ютс нафтеновые кислоты Cl К недостаткам нафтеновых кислот следует отнести высокую их раствори мость в нейтральных и щелочных раст ворах, что приводит к большим потер м и загр знению сточных вод органическими примес ми. Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаем му результату вл етс экстрагент дл извлечени цветных металлов на основе нафтеновых кислот С2. Недостаток этого зкстрагента заключаетс В незначительном уменьшен ( на 5-10%) растворимости нафтеновых кислот, что происходит только из-за сдвига рН экстракции в более кислую область. При этом образование взвесей в области наиболее полной экстр ции не устран етс . Цель изобретени - повышение эффективности извлечени металлов за счет уменьшени потерь экстрагента и гидратообразовани . Поставленна цель достигаетс тем, что экстрагент дл извлечени цветных металлов на основе нафтеновых кислот дополнительно содержит триалкиламин при следующем соотношении компонентов, мас.%: Нафтеновые кислоты 12-20 Триалкиламин10-20 КеросинОстально Установлено, что растворимость компонентов экстрагента в воде (а следовательно, и потери со сточными и промывными водами) при их совместном присутствии значительно ниже, чем у каждого в отдельности (см.таблицу). Как видно из приведенной таблицы суммарна растворимость нафтеновых кислот и третичных аминов минимальна при соотношении: кислота:амин -1:(0,25-1). На основании полученных данных провод т сравнение экстракционных свойств 1 М раствора нафтеновой кис лоты (средн .молекул рна масса 230) в керосине без добавок и предлагаемого экстрагента - раствора в керосине 1 М нафтеновой кислоты и 0,5 М технического третичного амина с радикалами C-j- Cg (средн молекул рна масса 350). В делительных воронках в течение 3-5 мин смешивают равные объемы (по 50 мл) каждого из этих экстрагентов с водной фазой, содержащей О,1 М сульфата меди, никел или кобальта. Равновесный рН устанавливают раствором аммиака. Извлечение рассчитывают по результатам анализа водной фазы после 10 мин отстаивани . При использовании смеси нафтеновой кислоты с амином обеспечиваетс практически полное извлечение меди в интервале рН 4,5-8,5, никел и кобальта - при рН 6,5-8,0, т.е. интервал рН наиболее полной экстракции металлов расшир етс по сравнению с известным экстрагентом на 1-2 единицы рН в сторону щелочных растворов . Расслаивание фаз хорошее, образование взвесей не обнаруживаетс . Экстракцию провод т по общеприн тым методикам в делительных воронках , врем перемешивани 3-5 мин, рН среды устанавливают добавлением аммиака или серной кислоты. Экспериментальные данные по извлечению меди и никел нафтеновой и (дл сравнени ) каприловой кислотами в присутствии и отсутствии аминов представлены на фиг.1 и 2. На фиг.1 - экстракци меди и никел 1 М раствором каприловой кислоты а гексане (1) и с добавкой 0,5 М триэтиламина (2), исходна концентраци металлов О,1 М; на фиг.2 - экстракци меди и никел 1 М раствором нафтеновой кислоты в керосине (1) и с добавкой 0,5 М триалкиламина (2), исходна концентраци металлов 0,1 М). В соответствии с катионообменным характером реакций извлечение металлов увеличиваетс при повьш1ении рН среды. Медь начинает извлекатьс при и практически полностью переходит в органическую фазу при ,5, никель (кобальт) - соответственно при ,5 и ,5. В щелочной области экстракци снижаетс вследствие растворени карбоновых кислот в водной фазе, а также снижени устойчивости карбоксилатных омплексов и повьш1ени устойчивоети аммиачных и гидроксокомплексов металлов. Введение аминов несколько повышает рН начала экстракции металлов и резко расшир ет область рН практически полного из течени металлов в сторону щелочных растворов. Это особенно заметно в случае экстракци меди нафтеновой кислотой: при добавлении триалкиламина интервал рН наиболее полной экстракции увелич.шс примерно на 2 единицы рН. Это свидетельствует об образовании более прочных аминонафтенатных комплексов. Рассчитанные по этим данным концентрационные константы экстракции металлов в виде аминонафтенатов состав л ют: дл меди - (3,6+0,7)-ICT,дл никел и кобальта - (1,4+0,6ЛЮ . Пример. К 50 мл водного раствора, содержащего 4,94 г/л меди с рН 4,16, добавл ют 50 мл 1 М раствора нафтеновой кислоты в керосине (система 1); к 50 мл такого же водно го раствора добавл ют 50 мл раствора,25 содержащего 1 М нафтеновой кислоты и 0,5 М технического третичного ами1 23 на в керосинь- (система И). Затем в обе системы добавл ют по нескольку капель раствора аммиака дл корректировки рН. После 5 мин интенсивного перемешивани и 1 ч отстаивани найдено: в рафинате I - 0,26 г/л нафтеновой кислоты, 0,02 г/л меди, рН 4,85; в рафинате И - 0,010 г/л нафтеновой кислоты, 0,002 г/л амина, 0,03 г/л меди, рН 4,95 Таким образом, преимуществом предложенного экстрагента вл етс техническа возможность его использовани дл извлечени металлов из нейтральных и слабощелочных (аммиачных) растворов. Экономическа эффективность его применени обеспечиваетс вдвое меньшей (по сравнению с нафтеновыми кислотами) растворимостью в водной фазе и, соответственно, вдвое меньшими потер ми со сточными водами. Кроме того, уменьшаетс загр знение сточных вод и снижаютс затраты на их очистку. Улучшаетс также эффективность извлечени за счет отсутстви взвесей гидроокисей металлов в нейт- ральной и слабощелочной среде.The invention relates to hydrometallurgy of non-ferrous metals, in particular to the extraction of metals from sulfate and ammonium sulfate solutions. Carboxylic acids are known as an extractant for the recovery and separation of non-ferrous metals from weakly acidic sulphate solutions. The cheapest of such extractants are naphthenic acids. Cl. The disadvantages of naphthenic acids are their high solubility in neutral and alkaline solutions, which leads to large losses and contamination of wastewater with organic impurities. The closest to the invention in technical essence and the achieved result is an extractant for extraction of non-ferrous metals based on naphthenic acids C2. The disadvantage of this extract agent is that the solubility of naphthenic acids is slightly reduced (by 5-10%), which is only due to a shift in the pH of the extraction to a more acidic region. At the same time, the formation of suspensions in the area of the most complete extraction is not eliminated. The purpose of the invention is to increase the efficiency of metal recovery by reducing extractant loss and hydrate formation. This goal is achieved by the fact that the extractant for extracting non-ferrous metals based on naphthenic acids additionally contains trialkylamine in the following ratio of components, wt.%: Naphthenic acids 12-20 Trialkylamine 10-20 Kerosene It has been established that the solubility of the components of the extractant in water (and therefore with waste and wash water) with their joint presence is much lower than that of each separately (see table). As can be seen from the table above, the total solubility of naphthenic acids and tertiary amines is minimal with a ratio: acid: amine -1: (0.25-1). Based on the data obtained, the extraction properties of 1 M solution of naphthenic acid (average molecular weight 230) in kerosene without additives and the proposed extractant — solution in kerosene of 1 M naphthenic acid and 0.5 M technical tertiary amine with Cj- radicals are compared. Cg (average molecular weight 350). In the separating funnels, equal volumes (50 ml) of each of these extractants are mixed with an aqueous phase containing O, 1 M copper sulfate, nickel or cobalt for 3-5 minutes. The equilibrium pH is adjusted with ammonia solution. The recovery is calculated from the results of the analysis of the aqueous phase after 10 minutes of settling. When using a mixture of naphthenic acid with an amine, copper is almost completely recovered in the range of pH 4.5-8.5, nickel and cobalt - at pH 6.5-8.0, i.e. The pH range of the most complete extraction of metals expands compared to the known extractant by 1-2 pH units towards alkaline solutions. The separation of the phases is good, the formation of suspensions is not detected. Extraction is carried out according to conventional methods in separating funnels, stirring time is 3-5 minutes, the pH is adjusted by adding ammonia or sulfuric acid. Experimental data on the extraction of copper and naphthenic and nickel (for comparison) caprylic acid in the presence and absence of amines are presented in Figures 1 and 2. Figure 1 - extraction of copper and nickel with a 1 M solution of caprylic acid in hexane (1) and with the addition 0.5 M triethylamine (2), the initial concentration of metals O, 1 M; 2 shows the extraction of copper and nickel with a 1 M solution of naphthenic acid in kerosene (1) and with the addition of 0.5 M trialkylamine (2), the initial concentration of metals is 0.1 M). In accordance with the cation-exchange character of the reactions, the extraction of metals increases with increasing pH of the medium. Copper begins to be extracted at and almost completely passes into the organic phase at, 5, nickel (cobalt) - at, 5 and, 5, respectively. In the alkaline region, extraction is reduced due to the dissolution of the carboxylic acids in the aqueous phase, as well as a decrease in the stability of the carboxylate complexes and an increase in the stability of the ammonia and hydroxo complexes of the metals. The introduction of amines slightly increases the pH of the beginning of the extraction of metals and drastically expands the almost completely pH range from the flow of metals towards alkaline solutions. This is especially noticeable in the case of copper extraction with naphthenic acid: when trialkylamine is added, the pH range of the most complete extraction increases about 2 pH units. This indicates the formation of more durable aminonaphthenate complexes. The concentration constants of the extraction of metals in the form of aminonaphthenates calculated according to these data are as follows: for copper - (3.6 + 0.7) -ICT, for nickel and cobalt - (1.4 + 0.6 l. Example. To 50 ml of water a solution containing 4.94 g / l of copper with a pH of 4.16 is added 50 ml of a 1 M solution of naphthenic acid in kerosene (system 1); 50 ml of a solution containing 25 M containing 1 M is added to 50 ml of the same aqueous solution naphthenic acid and 0.5 M technical tertiary amine 23 on kerosene (system I). Then a few drops of ammonia solution are added to both systems to adjust the pH. e 5 minutes of vigorous stirring and 1 hour of settling found: in raffinate I — 0.26 g / l of naphthenic acid, 0.02 g / l of copper, pH 4.85; in raffinate I — 0.010 g / l of naphthenic acid, 0.002 g / l of amine, 0.03 g / l of copper, pH 4.95 Thus, the advantage of the proposed extractant is the technical possibility of its use for the extraction of metals from neutral and weakly alkaline (ammonium) solutions. The economic efficiency of its use is twice as low ( with naphthenic acids) solubility in the aqueous phase and, accordingly, vdv less waste with sewage. In addition, the pollution of wastewater is reduced and the cost of its treatment is reduced. The extraction efficiency is also improved due to the absence of suspensions of metal hydroxides in a neutral and weakly alkaline medium.

186- 186186-186

9512 1079512 107

7818 967818 96

7252 1247252 124

6890 1586890 158

66140 20666140 206

-550 550-550 550

120-120120-120

611172611172

511263511263

451459451459

404282404282

42781204278120

-185185-185185

Claims

EXTRACTOR FOR EXTRACTION

NON-FERROUS METALS based on naphthenic acids in kerosene, characterized in that, in order to increase the efficiency of metal extraction by reducing losses, extractant and hydrate formation, it additionally contains triapkyl amine in the following ratio of components, wt.%:

Naphthenic acids

Trialkylamine

Kerosene

12-20

10-20

Rest