Способ экстракции ионов цинка из водных растворов

 

Изобретение относится к извлечению веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. При экстракции ионов цинка из водных растворов в качестве экстрагента используют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, а экстракцию осуществляют при рН 3-11, обеспечивается экономичность способа за счет использования недорогого и эффективного экстрагента. 3 табл.

Изобретение относится к извлечению веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известен способ переработки цинковых концентратов [Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. - М.: Мир, 1972, с.786 и 787] пирометаллургическим путем.

Недостатом способа является многостадийность процесса, использование сложного оборудования и риск экологического загрязнения окружающей среды.

Наиболее близким техническим решением является электроэкстракция ионов цинка [Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. - М.: Мир, 1972, с.787 и 788].

Недостатком способа является большой расход электроэнергии и необходимость доизвлечения ионов цинка, например, сорбцией для извлечения ионов цинка из раствора после электроэкстракции до норм ПДК.

Задачей изобретения является использование экономичного и эффективного способа для извлечения ионов цинка из водных растворов.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в экономичности и эффективности извлечения ионов цинка из водных растворов.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе экстракции ионов цинка в качестве экстрагента применяют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, а экстракцию осуществляют при рН 3-11.

Сущность способа поясняется данными табл. 1-3, в которых указаны время контакта фаз при заданной величине рН, концентрация ионов металла и величина рН в осветленной водной фазе, коэффициент распределения D, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций иона металла в органической и водной фазах.

Экстрагент добавляли к исходному раствору сульфата цинка объемом 190 см³ в количестве 10 см³ (отношение органической и водной фаз О:В=1:19). Перемешивание и поддержание заданного значения рН осуществляли до тех пор, пока в дальнейшем кислотно-основные характеристики системы изменялись незначительно. Органическую фазу отделяли от водной, в последней определяли величину рН и остаточную концентрацию металла. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе извлечения металла в качестве нейтрализаторов применяли растворы щелочи NaOH и кислоты H₂SО₄.

Используя значения концентраций ионов цинка в водном растворе исходном и после экстракции, рассчитывали коэффициент распределения металла D между органической и водной фазами.

Примеры практического применения.

В качестве экстрагента использовали смесь триэтаноламина, олеиновой кислоты и разбавителя, которые смешивали в объемном соотношении 6:12:82.

Объемы органической и водной фаз изменяются по сравнению с исходными незначительно: объем органической не изменяется, водной - в пределах 0,8-1,0.

Пример 1 (табл.1).

Разбавитель - керосин.

Экстракция цинка осуществляется при рН 4-10, лучшие результаты получены при рН 5-10: коэффициент распределения D=21-51 при времени экстракции 10-20 мин. При рН>10 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило.

Пример 2 (табл.2).

Разбавитель - бензин.

Экстракция цинка осуществляется при рН 3-11, лучшие результаты получены при рН 7-11: коэффициент распределения D=15-67 при времени экстракции 5-12 мин. При рН 12 выпадает осадок.

Пример 3 (табл.3).

Разбавитель - машинное масло.

Экстракция цинка осуществляется при рН 7-10, лучшие результаты получены при рН 9-10: коэффициент распределения D=12-27 при времени экстракции 150 мин. При рН>10 выпадает хлопьевидный осадок.

Природа инертного разбавителя влияет на кинетику и коэффициенты распределения и разделения экстрагируемого иона.

Инертный разбавитель - машинное масло повышает температуру воспламенения экстрагента, делая последний пожаробезопасным, однако машинное масло, будучи более вязким по сравнению, например, с бензином и керосином, удлиняет процессы массообмена, разделения и отстоя фаз.

По сравнению с прототипом предлагаемый способ экономичен за счет использования недорогого и эффективного экстрагента.

Формула изобретения

Способ экстракции ионов цинка из водных растворов, отличающийся тем, что в качестве экстрагента применяют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, а экстракцию осуществляют при рН 3-11.