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)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2195510

СПОСІБ ВИЛУЧЕННЯ МОЛІБДЕНУ З КИСЛИХ РОЗЧИНІВ

Ім'я винахідника: Уфімцев В.П .; Шевцов П.П .; Балакін І.М .; Рощин А.Н.
Ім'я патентовласника: Уфімцев Віталій Павлович; Шевцов Павло Павлович; Балакін Ігор Михайлович; Рощин Артур Миколайович
Адреса для листування: 620010, Єкатеринбург, І-10, а / я 196
Дата початку дії патенту: 2001.02.23

Винахід відноситься до гідрометалургії рідкісних металів, вилучення молібдену з кислих сульфатно-нітратних розчинів і його очищення від домішок. Спосіб вилучення молібдену з кислих розчинів включає багатоступеневу екстракцію органічним екстрагентом і багатоступеневу реекстракції сульфатно-аміачним розчином. При цьому екстракцію проводять при насиченні екстрагента молібденом на 90-95% від теоретичного з подальшою двухстадийной промиванням екстракту, а реекстракції ведуть при рівноважному рН 4-6, регульованому шляхом подачі реекстрагента частинами в кілька ступенів реекстракції. Екстракт молібдену промивають послідовно розчином сірчаної кислоти з концентрацією 0,3-0,5 моль / л і сульфатно-аміачним розчином до створення в рівноважному промивному розчині рН 1-2. Після реекстракції здійснюють промивку екстрагента, наприклад, розчином сірчаної кислоти з концентрацією 0,3-0,5 моль / л, які направляються потім на промивку екстракту. Спосіб дозволяє підвищити витяг М _про при екстракції до 99,5% і ступінь очищення від домішок.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до області гідрометалургії рідкісних металів, а саме до вилучення молібдену з суміші сірчаної та азотної кислот, що утворюються в результаті витравлення молібденового керна з вольфрамових спіралей.

Відомий спосіб отримання парамолібдата амонію з органічних екстрактів, що містять молібден (авт. Св. СРСР 633811, МПК С 01 G 39/00, публ. 25.11.78 р, БІ 43).

Вихідний водний розчин, що містить сірчану кислоту, молібден, залізо, кальцій, фосфор і ін., Обробляли 15% -ним розчином поліалкілфосфорнітрільной кислоти (ПАФНК) у вуглеводні (екстракція), в результаті чого залишковий вміст молібдену в водному розчині знижувався до 0,005 г / л.

Отриманий екстракт обробляли водним розчином аміаку, що містить 5% сульфату амонію, при рівноважному рН 6,5-8,5 і об'ємному співвідношенні органічної і водної фаз від 3: 1 до 1: 3 (реекстракції); рН розчину регулювали зміною концентрації аміаку, співвідношення фаз регулювали шляхом циркуляції водної фази.

В процесі реекстракції не утворювалися труднорасслаівающіеся емульсії, підвищувалася якість кінцевого продукту.

Однак відомий спосіб, володіючи безсумнівними достоїнствами, має ряд недоліків, що перешкоджають його практичному використанню, а саме:

- При обраних (призначених) високих значеннях рН 6,5-8,5 реекстрагента застосовувані кислі екстрагентів - ді-2-етілгексілфосфорная кислота (Д2ЕГФК), поліалкілфосфонітрільная кислота (ПАФНК), полі-2-етілгексілфосфонітрільная кислота (П2ЕГФНК) і т.п . - Утворюють другу органічну фазу, що виключає можливість проведення процесу в безперервному режимі;

- Зміна умов реекстракції викликає необхідність здійснювати досить складну технологічну операцію - змінювати склад екстрагента (концентрацію аміаку) безпосередньо під час роботи.

З відомих способів найбільш близьким до заявляється з технічної сутності і досягається результату є спосіб вилучення молібдену з кислих розчинів, що включає багатоступеневу екстракцію органічним екстрагентом і багатоступеневу реекстракції аммонійсодержащім розчином (РЖ Хімія, М., ВІНІТІ, 1972, реферат 13Л 97П).

Недоліком даного відомого способу є низька ступінь вилучення молібдену з вихідного розчину на стадії екстракції (94,5%) і відсутність умов для подальшого очищення екстракту молібдену від домішок.

Перераховані недоліки свідчать про недостатню ефективність відомого способу.

Зазначених недоліків позбавлений пропонований заявниками спосіб вилучення молібдену з кислих розчинів, при здійсненні якого буде досягнутий бажаний технічний результат - підвищення глибини вилучення молібдену при екстракції до 99,5%, збільшення ступеня очищення молібдену від домішок, а й підвищення ефективності процесу реекстракції молібдену.

Заявляється спосіб вилучення молібдену з кислих розчинів, як і спосіб-прототип, включає багатоступеневу екстракцію органічним екстрагентом і багатоступеневу реекстракції аммонійсодержащім розчином.

Пропонований заявниками спосіб відрізняється від способу-прототипу тим, що екстракцію проводять при насиченні екстрагента молібденом на 90-95% від теоретичного з подальшою двухстадийной промиванням екстракту, а реекстракції ведуть сульфатно-аміачним розчином при рівноважному рН 4-6, регульованому шляхом подачі реекстрагента частинами в кілька ступенів реекстракції.

Крім того, новим в способі є те, що промивання ведуть розчином сірчаної кислоти з концентрацією 0,3-0,5 моль / л, а реекстракції сульфатно-аміачним розчином до створення в промивної розчині рН 1-2. Після реекстракції здійснюють промивку екстрагента розчином сірчаної кислоти з концентрацією 0,3-0,5 моль / л, які направляються потім на промивку екстракту.

Заявляється спосіб відповідає всім критеріям для отримання патенту.

Він володіє новизною, так як на даний момент заявниками не виявлено жодного відомого з світового рівня техніки рішення, що характеризується такою ж сукупністю суттєвих ознак, як в пропонованому для патентної експертизи способі.

Спосіб має винахідницький рівень, так як заявником не встановлені рішення, що мають ознаки, що збігаються з його відмітними ознаками.

Пропонований спосіб вирішує вельми актуальне завдання, так як результатом його промислової реалізації є отримання чистих цільових продуктів: реекстракт молібдену, що використовується для отримання парамолібдата амонію, і рафината - суміші сірчаної та азотної кислот.

З огляду на значні обсяги сировини, створення винаходу представляється своєчасним і необхідним.

Заявляється спосіб промислово застосуємо, так як він характеризується переліком і послідовністю конкретних дій і операцій.

Кожна операція способу окремо не викликає сумнівів в відтворюваності.

Вся сукупність істотних ознак і кожну ознаку окремо не суперечить застосуванню при реалізації способу в промислових умовах.

Вся сукупність істотних ознак і кожну ознаку окремо спрямовані на досягнення очікуваного технічного, а разом з тим і економічного результату - витягти молібден з суміші сірчаної та азотної кислот і очистити його від заліза, алюмінію, нікелю, вольфраму, кремнію, марганцю, магнію, кальцію , натрію та інших домішок до значень, що дозволяють використовувати його для подальшого отримання парамолібдата амонію.

Підтвердженням вищесказаного є результати проведення екстракції і реекстракції молібдену за пропонованим способом.

В якості вихідного розчину використовувалася суміш кислот молибденсодержащих за технічними умовами ЖІЦУ. 670308.026 ТУ, що має наступний склад.

Концентрація кислот, г / л (моль / л):

• Сірчана поліпшена - 304 (3,1)
• Азотної - 145 (2,3)

Зміст молібдену, г / л - 33,8

Домішки, г / л (мас.% До молібдену):

• Залізо - 7,6 (22)
• Алюміній - 0,17 (0,5)
• Нікель - 0,13 (0,4)
• Вольфрам - 0,13 (0,4)
• Кремній - 0,02 (0,06)
• Марганець - 0,017 (0,05)
• Магній - 0,01 (0,03)
• Кальцій - 0,02 (0,06)
• Натрій - Чи не визначали

Як екстрагента (органічна фаза) застосовували 15% об. розчин П2ЕГФНК (аналога ПАФНК) в нормальних парафін з числом вуглецевих атомів C ₁₂ -C _15.

Екстракцію проводили шляхом послідовного п'ятикратного контактування вихідного розчину з екстрагентом при відношенні органічної і водної фаз В: В = 1: 1.

Результати екстракції - розподіл молібдену сходами і коефіцієнт розподілу молібдену між органічної та водної фазами наведені в табл. 1.

З наведених у табл. 1 даних видно, що вже після четвертого контакту зміст молібдену в рафінаті становило менше 0,01 г / л, а коефіцієнт розподілу перевищував 100.

Екстракт з вмістом молібдену приблизно 30 г / л (насичення 90-95% від теоретичного, отримане шляхом додаткового контактування з вихідним розчином) промивали при відношенні органічної і водної фаз В: В = 5: 1 спочатку на одному щаблі розчином 0,5 моль / л сірчаної кислоти з метою додаткового очищення молібдену від домішок, потім на одному щаблі сульфатно-аміачним розчином з рН 5-8 до створення в рівноважному промивному розчині рН 1-2 з метою створення сприятливих умов для здійснення процесу реекстракції молібдену.

Після цього проводили реекстракції молібдену в протівоточном режимі за схемою Альдерса на чотирьох ступенях при відношенні органічної і водної фаз В: В = 5: 1.

Як реекстрагента застосовували розчин, що містить 3 мас.% Аміаку і 5 мас.% Сульфату амонію (рН 12).

Не менш ефективний для здійснення процесу реекстракції і розчин, що містить 1 мас.% Аміаку і 9 мас.% Карбаміду.

Для порівняння було проведено два експерименти по реекстракції. Перший - за традиційною схемою з одним вводом реекстрагента. У другому, відповідно до запропонованим способом, додатково вводили реекстрагент в третю сходинку (дрібна реекстракції), в результаті чого відношення органічної та водної фаз в ступенях 3 і 4 склало Про: У = 3: 1.

Результати дослідів по реекстракції наведені в табл. 2.

З наведених у табл. 2 даних видно, що при традиційній противоточной схемою (досвід 1) вже після другого ступеня відбувалося підвищення кислотності водної фази (рН 1 в ступенях 3 і 4) і, як наслідок, припинення подальшого вилучення молібдену.

При додатковому введенні реекстрагента в третю сходинку (досвід 2) була стабілізована оптимальна кислотність у всіх реекстракціонних щаблях (рН 4-6), що зумовило збільшення повноти реекстракції до 75% (на чотирьох ступенях).

Для оцінки ступеня очищення молібдену і придатності отриманого продукту (реекстракт молібдену) для подальшого отримання парамолібдата амонію, в реекстракт з концентрацією молібдену 42 г / л (ступінь 4 в досвіді 2) спектральним методом визначили вміст домішок. Склад реекстракт зіставили зі складом вихідного розчину за змістом домішок, а й з граничним їх змістом в парамолібдат амонію по ГОСТ 2677-78.

Результати цього зіставлення і коефіцієнти очищення молібдену від домішок за пропонованим способом вилучення наведені в табл. 3.

Як випливає з наведених даних, після чотириступінчастою противоточной реекстракції забезпечувалася висока ступінь очищення молібдену від домішок. Отримано кондиційний реекстракт, який може бути використаний для отримання парамолібдата амонію, оскільки концентрація домішок в ньому нижче, ніж допускається за ГОСТ 2677-78.

Пропонований спосіб отримання молібдену з кислих розчинів може бути реалізований за допомогою установки, принципова аппаратурно-технологічна схема якої стосовно переробки молибденсодержащих суміші кислот за технічними умовами ЖІЦУ. 670308.026 ТУ, наведена на кресленні. Напрямок руху органічної і водної фаз на схемі позначено стрілками: ---> - Органічна фаза; ---> - Водна фаза. Номери ступенів прийняті по ходу органічної фази.

СПОСІБ ЗДІЙСНЮЄТЬСЯ наступним чином

На екстракцію, в щабель 5, подається вихідний розчин - суміш сірчаної та азотної кислот, що містить 30 г / л молібдену і домішки заліза, алюмінію, нікелю, вольфраму, кремнію, магнію, марганцю та ін. (Водна фаза).

Екстрагент - 15 об.% Розчин П2ЕГФНК в нормальних парафін (органічна фаза) - вводиться в ступінь 1.

Екстракція проводиться на ступенях 1-5 при відношенні потоків органічної і водної фаз В: В = 1: 1, що забезпечує відповідно витяг більше 99% молібдену (залишковий вміст в рафінаті менше 0,05 г / л) і концентрацію молібдену в екстракті 30 г / л (насичення на 90-95% від теоретичного).

Рафінат (суміш сірчаної та азотної кислот) виводиться з екстракційної ступені 1 і направляється для подальшого використання, наприклад для підземного вилуговування металів при розробці корисних копалин.

Екстракт молібдену промивається на щаблях 6 і 7 і надходить на реекстракції в ступінь 1.

Реекстракції молібдену проводиться на ступенях 1-10 водним розчином, що містить 3 мас.% Аміаку і 5 мас.% Сульфату амонію (реекстрагент), який дозується частинами в п'ять ступенів (дрібна реекстракцйя) з метою досягнення в зоні реекстракції оптимального рівноважного рН 4-6 .

Реекстракт молібдену з вмістом молібдену приблизно 40 г / л видається з реекстракціонной ступені 1 і направляється на отримання парамолібдата амонію.

Після реекстракції здійснюється промивка екстрагента на двох ступенях розчином 0,5 моль / л сірчаної кислоти.

Розчин сірчаної кислоти після промивання екстрагента і проміжний реекстракт з реекстракціонной ступені 9 з концентрацією 1-3 г / л молібдену і рН 5-8 використовуються послідовно в якості промивних розчинів для промивання екстракту, в результаті чого здійснюється відповідно додаткове очищення молібдену від домішок і створюються сприятливі умови (відмивання до рН 1-2 рівноважного промивного розчину) для процесу реекстракції.

При описаному аппаратурном оформленні пропонованого способу вилучення молібдену відсутні рідкі відходи. Обидва отриманих на установці продукту використовуються за своїм призначенням в інших технологічних процесах: рафінат - для підземного вилуговування металів при розробці корисних копалин, а реекстракт молібдену - для отримання парамолібдата амонію.

Таким чином, заявляється спосіб дозволяє досягти високого ступеня вилучення і очищення молібдену від домішок.

Для реалізації запропонованого способу не потрібно рішення складних технічних завдань. Він здійснюється з використанням типового хімічного обладнання і з застосуванням відомого, що випускається вітчизняною промисловістю екстрагента. Перелік витратних матеріалів при проведенні процесу, крім компенсації незначних природних втрат екстрагента, обмежений сірчаної кислотою і розчином аміаку.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Спосіб вилучення молібдену з кислих розчинів, що включає багатоступеневу екстракцію органічним екстрагентом і багатоступеневу реекстракції аммонійсодержащім розчином, який відрізняється тим, що екстракцію проводять при насиченні екстрагента молібденом на 90-95% від теоретичного з подальшою двухстадийной промиванням екстракту, а реекстракції ведуть сульфатно-амонійний розчином при рівноважному рН 4-6, регульованому шляхом подачі реекстрагента частинами в кілька ступенів реекстракції.

2. Спосіб вилучення молібдену з п. 1, який відрізняється тим, що промивку ведуть розчином сірчаної кислоти з концентрацією 0,3-0,5 моль / л, а реекстракції - сульфатно-аміачним розчином до створення в рівноважному промивному розчині рН 1-2.

3. Спосіб вилучення молібдену з п. 1 або 2, який відрізняється тим, що після реекстракції здійснюють промивку екстрагента розчином сірчаної кислоти з концентрацією 0,3-0,5 моль / л, які направляються потім на промивку екстракту.

Версія для друку
Дата публікації 14.03.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів