Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИНДИЯ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ - Патент РФ 2186139
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИНДИЯ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИНДИЯ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИНДИЯ ИЗ СУЛЬФАТНЫХ ЦИНКОВЫХ РАСТВОРОВ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Изобретение относится к гидрометаллургии редких и рассеянных металлов и может быть использовано при извлечении индия из растворов свинцово-цинкового производства, при переработке вторичного сырья. Техническим результатом является повышение эффективности процесса за счет уменьшения зависимости от состава экстрагента, уменьшение пожароопасности, упрощение контроля. Индий извлекают из сульфатных цинковых растворов экстракцией растворами ди-2-этилгексилфосфорной кислоты в углеводородных разбавителях или без них в присутствии в органической фазе монокарбоновых кислот. Из органической фазы индий реэкстрагируют растворами серной кислоты, содержащими хлорид-ионы. 3 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2186139
Класс(ы) патента: C22B58/00, C22B3/40
Номер заявки: 2000119657/02
Дата подачи заявки: 13.07.2000
Дата публикации: 27.07.2002
Заявитель(и): АООТ "Челябинский электролитный цинковый завод"; ОАО "Институт Гидроцветмет"; Институт химии и химической технологии СО РАН
Автор(ы): Казанбаев Л.А.; Пашков Г.Л.; Кулмухамедов Г.К.; Флейтлих И.Ю.; Копанев А.М.; Никифорова Л.К.; Козлов П.А.; Марченко А.К.; Гиршенгорн А.П.
Патентообладатель(и): АООТ "Челябинский электролитный цинковый завод"; ОАО "Институт Гидроцветмет"; Институт химии и химической технологии СО РАН
Описание изобретения: Изобретение относится к гидрометаллургии редких и рассеянных элементов и может быть использовано при извлечении индия из сложных по составу растворов, получаемых, например, при переработке концентратов, промпродуктов свинцово-цинкового производства, вторичного сырья и т.д.
По способу [1] индий извлекают фосфорорганическими кислотами (НА) в смеси с трибутилфосфатом (ТБФ). При соотношении ТБФ:НА=4-6:1 индий реэкстрагируют раствором серной кислоты (500 г/дм3) за одну ступень при соотношении объемов органической и водной фаз 0:В=5:1. Недостатком способа является низкая степень концентрирования индия в реэкстракте по сравнению с органической фазой ( не более чем в 5 раз ), использование высоких концентраций серной кислоты (500 г/дм3). К тому же при высоком содержании ТБФ в экстрагенте ухудшается извлечение индия из исходного раствора (не более 80%).
По способу [2] для экстракции индия из растворов цинкового производства используют 20-25%-ный раствор Д2ЭГФК в керосине. При соотношении 0:В=1:20 за три ступени противотока фаз достигается практически полное извлечение индия. Для реэкстракции органическую фазу обрабатывают соляной кислотой (10-11 моль/дм3) при 0: В=15-20:1 на 4 ступенях. В результате удается сконцентрировать индий в реэкстракте в 300-400 раз по сравнению с исходным раствором. Существенным недостатком данного способа является использование концентрированных растворов соляной кислоты, что помимо большого расхода дорогого реагента приводит к необходимости применения специальной коррозионностойкой аппаратуры, усложняет утилизацию высококонцентрированных хлоридных растворов, особенно в условиях цинкового производства.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту к заявляемому способу является способ [3] (прототип). По этому способу экстракция индия из растворов свинцово-цинкового производства осуществляется смесью моно- и/или диалкилфосфорных кислот и инертного разбавителя в присутствии алифатических спиртов с числом атомов углерода 4-6 при соотношении диалкилфосфорная кислота : спирт 1:4-4:1 с последующей реэкстракцией серной кислотой в присутствии соляной кислоты в соотношении H24:HCl, равном 4-5:1 (г-экв/л).
Недостатком способа-прототипа является сильная зависимость показателей извлечения индия на стадиях экстракции и реэкстракции от состава экстрагента. Как видно из описания способа-прототипа ([3], табл. 3), при преобладании в органической фазе спирта (соотношение Д2ЭГФК: спирт=1:4) при практически полной реэкстракции имеет место высокое остаточное содержание индия в рафинате, что свидетельствует о низкой степени извлечения на стадии экстракции. При преобладании в экстрагенте диалкилфосфорной кислоты (соотношение Д2ЭГФК: спирт= 4: 1) уменьшается содержание индия в реэкстракте при одновременном снижении содержания индия в рафинате, что свидетельствует об усилении экстракционных свойств в ущерб показателей реэкстракции. Удовлетворительное извлечение индия на обеих стадиях наблюдается только при соотношении Д2ЭГФК: спирт= 1: 1. Это требует строгого контроля состава экстрагента и поддержания соотношения компонентов в узких пределах. При отклонениях состава экстрагента от требуемого уровня свойства экстрагента сильно меняются. Это усложняет управление процесса. Еще одним существенным недостатком процесса является высокая растворимость в водной фазе алифатических спиртов с числом атомов углерода 4-6, что приводит не только к высоким потерям этих реагентов, но и к загрязнению производственных растворов этими органическими примесями и отражается на последующих переделах технологического цикла, в частности, при электролизе цинка. Так, растворимость изобутилового спирта в воде при 20oС составляет 110 г/дм3 [4, с. 209]. Кроме того, алифатические спирты с числом атомов углерода 4-6 относятся к легковоспламеняющимся жидкостям, что повышает пожароопасность всех производств с их применением.
Для устранения указанных выше недостатков, согласно предлагаемому изобретению, индий извлекают из сульфатных цинковых растворов как и в способе-прототипе с помощью экстракции органической фазой, содержащей ди-2-этилгексилфосфорную кислоту, с последующей реэкстракцией индия раствором серной кислоты с хлоридсодержащим реагентом, но в отличие от прототипа извлечение ведут в присутствии в органической фазе монокарбоновых кислот с разбавителем или без него при соотношении компонентов, об.%: Д2ЭГФК-10-30; монокарбоновые кислоты - 15-70; разбавитель - 0-75.
В этом случае извлечение индия на стадии экстракции остается высоким, а реэкстракция существенно улучшается за счет взаимодействия Д2ЭГФК и монокарбоновых кислот. При содержании Д2ЭГФК ниже 10%, а монокарбоновых кислот выше 70% уменьшается извлечение индия из исходного раствора. Увеличение концентрации Д2ЭГФК выше 30% и снижение содержания монокарбоновых кислот ниже 15% приводит к ухудшению показателей реэкстракции индия из органической фазы.
Техническим результатом изобретения является повышение эффективности процесса в результате уменьшения его зависимости от состава экстрагента, упрощение контроля процесса, уменьшение его пожароопасности, снижение загрязнения производственных растворов органическими примесями.
Способ иллюстрируется следующими примерами.
Пример 1
Исходный раствор, содержащий 0,55 г/дм3 индия, 80 г/дм3 цинка и 25 г/дм3 серной кислоты, контактирует в течение 10 мин при соотношении объемов фаз 0: В= 1: 5 с растворами Д2ЭГФК в керосине, содержащими различные количества монокарбоновых кислот (использовались синтетические монокарбоновые кислоты СЖК фракции С79 - СЖК1, С910 - СЖК2, ГОСТ 23239-78). Фазы разделяют и анализируют. Органические фазы, содержащие индий, контактируют с реэкстрагирующим раствором, содержащим 300 г/дм3 серной кислоты и 50 г/дм3 хлорида аммония, при 0: В=10:1 в течение 10 мин. Фазы разделяют и анализируют. Результаты приводятся в таблице 1.
По данным таблицы 1 видно, что применение экстрагента, содержащего Д2ЭГФК в количестве 10-30% и добавки монокарбоновых кислот в пределах 15-70%, обеспечивает высокие показатели извлечения индия из исходных растворов в широком интервале изменения соотношения компонентов в отличие от способа прототипа, для которого общее высокое извлечение индия достигается в узком интервале соотношения Д2 ЭГФК: спирт.
Растворимость СЖК1 и СЖК2 в водных растворах намного меньше растворимости алифатических спиртов в известном способе. Так растворимость каприловой кислоты (основной составляющей СЖК1) в воде равна 0,68 г/дм3, а декановой кислоты (основной компонент СЖК2) - 0,15 г/дм3 [4, с. 241].
Пример 2
Пример 1 повторяют для растворов Д2ЭГФК, содержащих добавки высших изокарбоновых кислот ВИК ( опыты 1-4-ВИК фракции С511, опыт 5 - ВИК фракции С1119) или добавки дистиллированных нафтеновых кислот НК, опыты 6-7). Данный пример доказывает техническую осуществимость заявляемого способа для монокарбоновых кислот с углеводородным радикалом разветвленного и циклического строения.
Растворимость ВИК (фракция С311) в воде составляет 0,5-0,65 г/дм3, ВИК(фракция C11-C19) -0,15-0,2 г/дм3, а нафтеновых кислот -0,2-0,3 г/дм3, что намного ниже, чем алифатических спиртов в известном способе.
Пример 3
Из раствора цинкового производства, содержащего, г/дм3: индия-0,55, цинка -80, серной кислоты - 25, проведена противоточная экстракция при 0:В=1:4 оборотным экстрагентом следующего состава, об. %: Д2ЭГФК-15, каприловая кислота (КК)-50, керосин-35. Индий реэкстрагировали раствором серной кислоты (300 г/дм3), содержавшим 50 г/дм3 хлорида аммония. Условия экстракции и результаты приведены в таблице 3.
Пример показывает не только техническую осуществимость способа, но также иллюстрирует, что общее извлечение индия в реэкстракт по заявляемому способу выше, чем по способу-прототипу: 99% по заявляемому способу против 96-98% по прототипу [3] . Таким образом, экстракция индия ди-2-этилгексилфосфорный кислотой в присутствии в органической фазе монокарбоновых кислот позволяет повысить эффективность процесса в результате уменьшения его зависимости от состава экстрагента, упрощения контроля процесса, уменьшить его пожароопасность, снизить загрязнение производственных растворов органическими примесями.
Источники информации
1. Левин И.С., Азаренко Т.Г. Применение алкилфосфорных кислот в аналитической химии. Сообщение 3. Реэкстракция индия и определение его малых количеств в рудах и промпродуктах свинцово-цинкового производства// Журнал аналитической химии. - 1965. - Т.20, 4, - С.452-458.
2. Гиганов Г.П., Церекова А.М., Такежанов С.Т. Экстракция индия, железа и сурьмы из сульфатных растворов ди-2-этилгексилфосфорной кислотой // Сб. научных трудов ВНИИцветмет - 1967, - 10, - С.419-426, г. Усть-Каменогорск.
3. Способ извлечения индия из растворов свинцово-цинкового производства / В.И.Голованов, И.П.Туликов, Л.А.Казанбаев, А.П.Гиршенгорн, В.А. Лейцин // А. с. СССР 1308559. Описание изобретения. ВНИИПИ, Госкомитет СССР по делам изобретений и открытий. - 1987 (прототип).
4. Химический энциклопедический словарь / гл. ред. И.Л.Кнунянц, - М; Сов. энциклопедия - 1983.
Формула изобретения: Способ извлечения индия из сульфатных цинковых растворов, включающий экстракцию органической фазой, содержащей ди-2-этилгексилфосфорную кислоту, с последующей реэкстракцией его раствором серной кислоты с хлоридсодержащим реагентом, отличающийся тем, что экстракцию ведут в присутствии в органической фазе монокарбоновых кислот с разбавителем или без него при соотношении компонентов, об. %: ди-2-этилгексилфосфорная кислота 10-30; монокарбоновая кислота 15-70; разбавитель 0-75.