| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2147618
СПОСІБ ОЧИЩЕННЯ благородних металів ВІД ДОМІШОК
Ім'я заявника: Воропанова Лідія Олексіївна
Ім'я винахідника: Воропанова Лідія Олексіївна
Ім'я патентовласника: Воропанова Лідія Олексіївна
Адреса для листування: 362031, Владикавказ, пр-т Коста, 278, кв.127, Воропановой Л.А.
Дата початку дії патенту: 1998.03.10
Винахід відноситься до вилучення речовин органічними екстрагентами з водних розчинів і може бути використано в кольоровій і чорній металургії. Технічний результат полягає в створенні ефективного, недорогого і селективного способу очищення благородних металів від домішок з використанням менш летючого і легкодоступного екстрагентів. Як екстрагента використовують суміш олеїнової кислоти і ТЕА, інертним розчинником є машинне масло, а екстракцію здійснюють при безперервному регулюванні оптимальної величини рН в процесі екстракції. Як екстрагента можна використовувати технічну мастило марки СП-3 (ГОСТ 5702-75), що містить інертний розчинник при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Олеїнова кислота 10-12, триетаноламін 4,5-6,0, машинне масло (інертний розчинник ) - інше. Проводячи дробову екстракцію з поступовою зміною величини рН розчину в бік збільшення або зменшення і підтриманням зміненої величини рН на кожній періодичної операції екстракції, можливо селективне витяг домішок при очищенні водних розчинів благородних металів.
ОПИС ВИНАХОДИ
Спосіб відноситься до області очищення водних розчинів органічними екстрагентами і може бути використаний в кольоровій і чорній металургії, при переробці відходів металургійних виробництв, вторинної сировини, а й для очищення шахтних і рудничних вод, промислових стічних вод.
Відомий спосіб вилучення благородних металів з розчинів осадженням металевим цинком [ріпа Р., Четяну І. Неорганічна хімія, ч. 2. - М .: Мир, 1972].
Недоліками способу є його складність і дорожнеча, його ефективність залежить від багатьох факторів (концентрації, температури, ступеня подрібнення руди, наявності домішок і т.д.).
Найбільш близьким технічним рішенням є спосіб екстракції благородних металів з розчинів [Масленіцкій І.М., Чугаєв Л.В. Металургія благородних металів. - М.: Металургія, 1972]. Як екстрагента використовують четвертинні амонійні солі, такі як тріалкілбензіламмонійнийхлорід, тріалкілметіламмонійнийхлорід, тетраалкіламмонійнийхлорід. Для екстракції ці сполуки застосовують у вигляді 5-10% -ного розчину в будь-якому інертному розчиннику.
Недоліками способу є многостадийность, дорожнеча застосовуваних екстрагентів.
Завданням винаходу є створення недорогого, ефективного і селективного способу очищення водних розчинів благородних металів від домішок з використанням недорогого, малолетучих і легкодоступного екстрагентів.
Технічок результат, який може бути досягнутий при здійсненні винаходу, полягає у високому ступені очищення розчинів благородних металів від домішок з можливістю селективного вилучення останніх з одночасною економічністю і безпекою процесу.
Цей технічний результат досягається тим, що у відомому способі екстракції, що включає введення в водний розчин екстрагенту і розчинника, перемішування, розділення і відстоювання фаз, селективне видалення домішок здійснюють екстракцією сумішшю олеїнової кислоти і ТЕА з використанням в якості інертного розчинника машинного масла, а екстракцію здійснюють при безперервному регулюванні оптимальної величини pH в процесі екстракції.
Як екстрагента можна використовувати технічну мастило марки СП-3 (ГОСТ 5702-75), в своєму складі містить інертний розчинник, при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: Олеїнова кислота 10 - 12, триетаноламін 4,5 - 6,0, машинне масло (інертний розчинник) - інше.
Проводячи дробову екстракцію з поступовою зміною величини pH розчину в бік збільшення або зменшення і підтриманням зміненої величини pH на кожній періодичної операції екстракції, можливо селективне витяг домішок при очищенні водних розчинів благородних металів.
Суть методу пояснюється даними фіг. 1-3 і таблиці.
 |
 |
 |
На фіг. 1-3 дані результати екстракції з азотнокислим розчинів солей відповідно срібла (фіг. 1), свинцю і срібла (фіг.2), свинцю, міді та срібла (фіг.3) у вигляді залежності від pH розчину в процесі екстракції концентрації іонів металів C , мг / дм 3.
У таблиці наведено величини коефіцієнтів розподілу K іонів металу між масляною і водної фазами, а й коефіцієнтів поділу P іонів металів через добу екстракції. Коефіцієнт розподілу K розраховували як відношення концентрацій іона металу між масляною (без урахування інертного розчинника) і водної фазами. Коефіцієнт поділу P розраховували як відношення коефіцієнтів розподілу іонів свинцю і срібла (P Pb / Ag), міді та срібла (P Cu / Ag).
Екстракцію здійснювали з водних азотнокислих розчинів срібла, або сумішей свинцю і срібла в масовому співвідношенні Pb: Ag = 1: 1, або свинцю, міді та срібла в масовому співвідношенні Pb: Cu: Ag = 1: 1: 1, причому концентрація розчинів становила 500 мг / дм 3 по йону металу або за сумою іонів металів.
Для приготування вихідних розчинів використовували солі AgNO 3, Pb (NO 3)2 і кристаллогидрат Cu (NO 3)2 · 5H 2 O, марки х.ч. Екстрагент додавали до водного розчину солей в кількості, що забезпечує освіту водно-масляної емульсії з вмістом 5 мас.% Технічної мастила марки СП-3.
Екстракцію здійснювали при різних значеннях pH розчинів. Величину pH контролювали pH-лічильник марки pH-121. У процесі екстракції величина pH розчинів змінювалася, тому регулювали pH до заданого початкового значення кислотою HNO 3 або лугом NaOH. Час регулювання не більше години, тому що в подальшому кислотно-основні характеристики розчину змінювалися незначно.
Через добу і більше масляну фазу відокремлювали від водної, потім водну пропускали через фільтр середньої щільності. У фільтрованої водній фазі визначали концентрацію іона металу: свинцю - об'ємним молибдатного методом, срібла - титруванням роданідом калію, міді - об'ємним йодометричним методом. По різниці між концентраціями іонів металів в вихідному розчині і в відфільтрованої водній фазі визначали концентрацію металу в органічній олійною фазі.
Екстракція досліджувалася при кімнатній температурі.
Приклади КОНКРЕТНОГО ВИКОНАННЯ СПОСОБУ
Приклад 1 (фіг. 1, таблиця)
Екстракція іонів срібла з азотнокислого розчину досліджена в інтервалі 0 <pH <10.
Кращі показники екстракції (K = 29 і 105) отримані відповідно при pH = 6 і 9.
Мінімальні концентрації іонів срібла в розчині (C = 424 і 270 мг / дм 3) отримані при pH = 6 і 9 відповідно. при pH
2 срібло не екстрагується. Час екстракції одну добу при pH 3-6 і дві доби при pH 7-9.
Приклад 2 (фіг. 2, таблиця)
Екстракція іонів свинцю і срібла з азотнокислого розчину при їх сумісній присутності досліджена в інтервалі 0 <pH
8.
Кращі показники екстракції іонів срібла (K Ag = 11-15) отримані при pH5-6, іонів свинцю (K = 30 і 120-446) при pH = 3 і 5-6 відповідно. Мінімальні концентрації іонів срібла (C Ag = 236 мг / дм 3) і свинцю (C Pb = 45 мг / дм 3) отримані при pH7.
Кращі показники поділу P Pb / Ag = 10,94 - 30,40 отримані при pH = 5-6.
Час екстракції 22 діб при p H 1-2, дві доби при pH3-4, одну добу при p H = 5-6, 46 діб при pH 7.
При pH> 8 виникали труднощі в розподілі і відстоюванні масляної і водної фаз. при pH
2 через 22 діб випадає порошкоподібний осад бордово-фіолетового кольору, а при pH7 через 46 діб випадає порошкоподібний осад бузково-бордового (до чорного) кольору, при цьому концентрації іонів срібла і свинцю в розчині знижуються, що відзначено на фіг.
2 пунктиром.
Приклад 3 (фіг. 3, таблиця)
Екстракція іонів свинцю, міді та срібла з азотнокислого розчину при їх сумісній присутності досліджена в інтервалі 0 <pH
8.
Кращі показники екстракції іонів свинцю (K Pb = 933-6127) отримані при pH = 6-8, міді (K Cu = 174-2694) при pH = 5-8 і срібла (K Ag = 53) при pH = 1 і 6 -8.
Мінімальні концентрації іонів свинцю (C Pb = 2-6 мг / дм 3) отримані при pH = 7-8, міді (C Cu = 4 мг / дм 3) при pH 8 і срібла (C Ag = 86 мг / дм 3) при pH = 1 і 6-8.
При pH3 срібло не екстрагується. Кращі показники поділу іонів свинцю і міді (P Pb / Cu = 14,04-22,70) отримані при pH = 3-5, свинцю і срібла (P Pb / Ag = 17,67-116) при pH = 6-8 і 3, міді і срібла (P Cu / Ag = 11,25-51,00) при pH = 5-8 і 3.
Час екстракції дві доби при pH = 1-3 і 7, шість діб при pH = 4 і 8, одну добу при pH = 5-6.
Через 35 діб в відфільтрованому розчині випадає невеликий порошкоподібний осад коричнево-чорного кольору, при цьому виявлено незначне зниження вмісту в розчині іонів свинцю при pH4, срібла при pH 7, вміст міді не змінилося, відповідне зміна концентрацій зазначених іонів на фіг.3 показано пунктиром. При pH> 8 виникали труднощі в розподілі і відстоюванні масляної і водної фаз.
Залежно від pH розчинів в процесі екстракції змінювалася забарвлення масляної фази в розчинах азотнокислого срібла - жовта при pH
5 і світло-коричнева при pH> 5, в системах: свинець-срібло - коричнева з жовтими включеннями при pH = 1-2, світло-коричнева при pH = 3-4, бежево-жовта при pH = 5-6 і коричнева при pH = 7-8;
свинець-мідь-срібло - бежево-жовта при pH
3, бежева з сіро-бузковими розводами при pH 4, жовто-зелена при pH5, зелена при pH = 6-7, зелена з сіро-бузковими розводами при pH 8.
Забарвлення водної фази в розчинах срібла практично безбарвна, крім злегка рожевою при pH7, в системі свинець-срібло - бузкова при pH1 і жовтувата при pH> 1, в системі свинець-мідь-срібло забарвлення водної фази в усьому інтервалі pH злегка салатна.
Зміна забарвлення олійною, а в деяких випадках і водної фаз в залежності від pH розчину в процесі екстракції повинні відповідати іншим інтервалом pH екстракції іонів металів, що свідчить про участь гідроксокомплексів металів в процесі екстракції.
Механізм екстракції пов'язаний з утворенням комплексів за участю гідратованих іонів металу, триетаноламіну і олеїнової кислоти.
Зміна pH розчинів в процесі екстракції і необхідність його регулювання для підтримки постійної величини pH в процесі екстракції свідчать про значний вплив кислотно-основних характеристик на хід екстракції.
Експериментально встановлено, що в порівнянні з індивідуальними розчинами спільна присутність іонів свинцю і срібла зменшує показники екстракції обох іонів при pH 6, при інших величинах pH показники екстракції практично не змінюються; спільна присутність іонів свинцю, міді та срібла не змінює показників екстракції свинцю, але збільшує такі для іонів міді і срібла. Зазначене взаємний вплив іонів металів як поліпшують результати екстракції (синергізм), так і ослабляють результати екстракції (антагонізм) дає додаткові можливості для більш глибокого видобування досліджених металів.
З даних прикладів 1-3 можна зробити наступні висновки:
1. Високі показники коефіцієнтів розподілу K іонів металів в певному інтервалі pH вказує на можливість глибокого їх вилучення з водних розчинів при використанні даного екстрагенту.
2. Значні відмінності коефіцієнтів поділу P іонів металів від одиниці дозволили визначити умови селективного вилучення і розділення даних металів при їх сумісній присутності.
3. З огляду на, що коефіцієнт розділення металів залежить від pH екстракції, проводячи дробову екстракцію з поступовою зміною величини pH розчину в бік збільшення або зменшення і підтриманням зміненої величини pH на кожній періодичної операції екстракції постійної, можливо селективне витяг домішок при очищенні розчинів благородних металів.
4. Суміш олеїнової кислоти і ТЕА, технічна мастило марки СП-3, які використовуються в якості екстрагента, в порівнянні з звичайно застосовуються екстрагентами легкодоступні і недорогі.
5. Машинне масло, що міститься в складі мастила і використовується при екстракції в якості інертного розчинника, менш летку і, отже, менш пожежонебезпечна в порівнянні з звичайно застосовуються.
Пропонований спосіб порівняно з прототипом є більш ефективним способом очищення водних розчинів благородних металів від домішок з можливістю їх селективного вилучення при одночасній економічності і безпеки процесу.
Пропонований спосіб може бути використаний для переробки технологічних розчинів, для очищення стічних вод від розглянутих іонів, очищення розчинів солей благородних металів від домішок при переробці шламів металургійних виробництв, а і вторинних відходів.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Спосіб очищення водних розчинів благородних металів від домішок екстракцією, що включає введення в водний розчин екстрагенту і інертного розчинника, перемішування, розділення і відстоювання фаз, що відрізняється тим, що в якості екстрагента вводять суміш олеїнової кислоти і ТЕА і екстракцію здійснюють при безперервному регулюванні оптимальної величини рН в процесі екстракції.
Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в якості інертного розчинника використовують машинне масло.
Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що в якості екстрагента і інертного розчинника використовують технічну мастило, в своєму складі містить олеїнову кислоту, триетаноламін і машинне масло при наступному співвідношенні компонентів, мас.%:
Олеїнова кислота - 10 - 12
Триетаноламін - 4,5 - 6,0
Машинне масло (інертний розчинник) - Все іншеСпосіб за допомогою одного з пп.1 - 3, що відрізняється тим, що здійснюють дробову екстракцію з поступовою зміною величини рН розчину і підтриманням зміненої величини рН розчину на кожній періодичної операції екстракції.
Версія для друку
Дата публікації 05.12.2006гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.