способ очистки водных растворов от взвешенных твердых частиц

Формула изобретения

СПОСОБ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ОТ ВЗВЕШЕННЫХ ТВЕРДЫХ ЧАСТИЦ, включающий рециркуляцию органического экстрагента на основе углеводородного сырья через обновляемую водную фазу, расслаивание под действием гравитационных сил на очищенную водную фазу и экстрагент с диспергированными в нем взвешенными частицами до образования поверхности раздела фаз и последующее разделение жидкостей, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности процесса очистки, сокращения потерь экстрагента и соли и упрощения процесса, в качестве экстрагента используют состав, содержащий, мас.

Трибутилфосфат 2-17

Ди-2-этилгексилфосфорная кислота 0,7-5,0

Углеводородное сырье Остальное

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к способам очистки водных растворов от взвешенных веществ, которые являются эмульгаторами при экстракции солей металлов органическими экстрагентами, и может быть использовано в гидрометаллургии цветных и редких металлов.

Цель изобретения повышение эффективности процесса очистки, сокращение потерь экстрагента и соли, а также упрощение процесса.

Пример осуществления способа.

В длительную воронку вводят экстрагент и водный раствор с известной концентрацией твердой фазы (углеграфитовые частицы) при соотношении органической и водной фаз, равном 1:10. При интенсивном перемешивании органическая фаза диспергируется в объеме водной фазы. Затем перемешивание прекращают и после отстаивания достигается полное расслаивание фаз.

Водную фазу сливают через кран делительной воронки и анализируют на содержание остаточной твердой фазы. В делительную воронку вводят свежую порцию водного раствора со взвесями и повторяют контактирование в тех же условиях.

Необходимо число контактов определяют визуально по степени осветления водной фазы после отстаивания.

Результаты экспериментов сведены в табл. 1.

В качестве экстрагентов взвешенных твердых частиц использовали: углеводородное сырье (ТУ-38.101-845-80) (УВС) прототип; смесь, содержащую 2% трибутилфосфата (ТБФ), 0,7% ди-2-этилгексилфосфорной кислоты (Д2ЭГФК), остальное УВС; смесь, содержащую 15-17% ТБФ, 5% Д2ЭГФК, остальное УВС.

Сопоставление полученных результатов показывает различную собирающую способность исследованных органических жидкостей по отношению к взвесям. Во всех 3 случаях можно выделить область контактирования, когда в органическую фазу переходит почти вся масса взвесей (не менее 90%) и УВС до 20-25 контактов в растворе 2% ТБФ + 0,7% Д2ЭГФК в УВС до 50 контактов, в растворе 15-17% ТБФ + 5% Д2ЭГФК до 150 контактов.

Таким образом для более эффективной очистки предлагается использование УВС с добавкой от 2 до 17% ТБФ и от 0,7 до 5% Д2ЭГФК, лучше 15-17% ТБФ 5% Д2ЭГФК. Извлечение твердого в органическую фазу 90-95% Результаты с составами менее концентрированными по ТБФ (< 2%) и Д2ЯЭГФК (< 0,7%) незначительно отличались от результатов с УВС.

Использование предложенного способа очистки исключает эмульгирование в процессе экстракции азотнокислой соли, в связи с этим повышается качество конечного продукта, снижаются потери азотнокислой соли и экстрагента. Сравнение результатов при одинаковом количестве циклов показывает, что в предложенном варианте улавливание твердых частиц будет выше, чем по прототипу, а следовательно, и потери экстрагента и соли с прошедшим обработку водным раствором будут меньше (захват органической фазы твердыми частицами). Например, после 29-го цикла по прототипу оставшаяся в водном растворе твердая фаза составит 14,9% т.е. это количество уйдет на дальнейшую экстракцию и вызовет потери экстрагента и соли, по предложенному варианту после 27-го цикла в водном растворе твердой фазы не останется, т.е. практически чистый раствор.

По прототипу нецелесообразно проводить более 30 циклов контактирования, так как далее резко снижается степень улавливания (становится менее 90%), по предложенному варианту этой границей являются 150 циклов при одинаковом объеме органической фазы. Таким образом, по предложенному варианту через органическую фазу можно пропустить в 150/30 5 раз больше водной фазы при одинаковой с прототипом степени улавливания, при этом условится в 5 раз больше твердого. В обоих вариантах насыщенная твердым жидкая (органическая + водная) фаза направляется на фильтрацию, только по прототипу в 5 раз чаще, т.е. наблюдается упрощение процесса.

При каждой фильтрации неизбежны потери в основном от накопления соли на полотне и замасливания полотна. Результаты анализа потерь поставлены в табл. 2.

Из табл. 2 видно, что потери экстрагента снижаются в 145/42 3,5 раза, потери водной фазы в 105/28 3,8 раза. С учетом разницы в концентрации экстрагента и соли в жидкой фазе, захваченной осадком, были определены потери по предлагаемому способу в сравнении с прототипом. В результате снижения потерь со шламами общие потери экстрагента уменьшаются на 10% а соли на 3%