способ извлечения ионов металлов из водных растворов

Классы МПК:C22B3/24 адсорбцией на твердых веществах, например экстракцией твердыми смолами
C22B34/34 получение молибдена
C22B34/36 получение вольфрама
C22B15/00 Получение меди
Автор(ы):, , ,
Патентообладатель(и):Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ) (ГТУ) (RU)
Приоритеты:
подача заявки:
2004-03-31
публикация патента:

Изобретение относится к извлечению ионов металлов из водных растворов глинистыми минералами ирлитом-1 и ирлитом-7 и может быть использовано в цветной, черной металлургии и для очистки промышленных сточных вод. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности извлечения ионов металлов из водных растворов, снижение себестоимости процесса за счет использования легкодоступных и дешевых сорбентов и уменьшение расхода реагентов при расширении диапазона концентраций исходных растворов по ионам тяжелых металлов. Способ включает введение глинистых материалов в исходный раствор с последующим перемешиванием и отстаиванием. В качестве глинистых материалов используют гидрослюдистые глины морского происхождения, ирлит-1 и/или ирилит-7, при этом извлечение катионов осуществляют при рН, равном (2,6÷10), а анионов - при рН, равном (-1÷4). Извлечение катионов осуществляют в течение не более 120 минут, а анионов - не более 30 минут. 1 з.п. ф-лы, 3 табл.

Формула изобретения

1. Способ извлечения ионов металлов из их водных растворов, включающий введение глинистых материалов в исходный раствор, их сорбцию при перемешивании и отстаивание, отличающийся тем, что в качестве глинистых материалов используют гидрослюдистые глины морского происхождения ирлит-1 и/или ирлит-7, извлечение катионов тяжелых металлов осуществляют при рН, равном 2,6-10,0, а извлечение анионов осуществляют при рН, равном (-1,0÷4,0).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что извлечение катионов осуществляют в течение не более 120 мин, а анионов не более 30 мин.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к извлечению ионов тяжелых металлов из водных растворов глинистыми минералами ирлитом-1 и ирлитом-7 и может быть использовано в цветной, черной металлургии и для очистки промышленных сточных вод.

Известен способ сорбционного извлечения ионов металлов из растворов глинистыми минералами, включающий подготовку исходного раствора и сорбента, контакт раствора и сорбента, при этом подготовка исходного раствора включает создание кислотно-основных характеристик раствора, а подготовка сорбента - активирование в гидротермальных условиях 10% растворами щелочи или кислоты при температуре 105-110° С. При этом расход бентонитовых глин составил 10-20 г/дм3 [см. Сборник трудов “Казмеханобр”, Водооборот, очистка промышленных сточных вод и эксплуатация хвостохранилищ. Алма-Ата, опубл. 1983 г., с.91-97].

Недостатками способа является большой расход сорбента и реагентов, а также извлечение ионов тяжелых металлов из мало концентрированных растворов.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является очистка водных растворов от ионов металлов бентонитовыми глинами, включающий введение глинистых материалов в исходный раствор с последующим перемешиванием и отстаиванием [см. патент РФ №2106415, МПК7 С 22 В 3/44, 15/00, 19/00, опубл. 10.03.98 г.].

Недостатками прототипа являются извлечение ионов металлов только из мало концентрированных растворов, значительный расход реагентов за счет регулирования кислотно-основных характеристик исходного раствора и в процессе сорбции.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, снижение себестоимости процесса за счет использования легкодоступных и дешевых сорбентов и уменьшение расхода реагентов.

Технический результат заключается в расширении диапазона концентраций исходных растворов по ионам металлов.

Технический результат достигается тем, что в способе извлечения ионов металлов из их водных растворов, включающем введение глинистых материалов в исходный раствор, их сорбцию при перемешивании и отстаивание, согласно изобретению в качестве глинистых материалов используют гидрослюдистые глины морского происхождения, ирлит-1 и/или ирилит-7, извлечение катионов тяжелых металлов осуществляют при рН, равном (2,6÷ 10), а извлечение анионов - при рН, равном (-1÷ 4). Извлечение катионов осуществляют в течение не более 120 минут, а анионов - не более 30 минут.

Данный способ позволит повысить эффективность извлечения ионов металлов из исходных растворов широкого диапазона их концентраций, исключить расход реагентов, сократить время процесса сорбции и использовать более доступные и дешевые сорбенты.

Гидрослюдистые глины морского происхождения ирлит-1 и ирлит-7 содержат в своем составе глинистые минералы - каолинит, монтмориллонит, глауконит, гидромусковит и неглинистые минералы - кварц, полевые шпаты, рутил, фосфориты, карбонаты и др.; оксиды железа, алюминия, кремния, кальция, калия, магния, натрия и органические вещества.

Сущность способа поясняется: таблицей 1, в которой представлены результаты извлечения ионов металлов из растворов их солей; таблицей 2, в которой приведены значения рН водного раствора, полученные при контакте дистиллированной воды с ирлитами с концентрацией 0,5 г/дм3, и таблицей 3, в которой приведен химический состав ирлитов.

Сорбцию осуществляли из водных растворов солей тяжелых металлов: сульфатов, хлоридов, нитратов, уксуснокислых, вольфраматов, молибдатов с исходной концентрацией раствора до 1,5 г/дм3. Для приготовления исходных растворов использовали соли марки хч. В качестве сорбента использовали ирлит-1 и/или ирлит-7. Результаты извлечения ионов металлов из водных растворов, приведенные в таблице 1, представлены величинами рН исходных растворов, коэффициентом распределения К, определяемым как отношение металла в сорбенте и в водной фазах и извлечением Р.

Извлечение катионов металлов при рН<2,6 не происходит, а при рН>10,0 их извлечение значительно ухудшается.

Примеры конкретного выполнения способа

Пример 1 для катионов меди с использованием ирлита-1. В исходный раствор сульфата меди (II) с концентрацией 0,689 г/дм3 по иону меди (II) при рН=6 вводили 2,5 г/дм3 ирлита-1, раствор перемешивали 60 мин. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию иона меди (II), которая составила 0,0001 г/дм3, коэффициент распределения К=55120, извлечение Р=100%.

Пример 2 для анионов вольфрамат-ионов (VI) с использованием ирлита-1. В исходный раствор вольфрамата натрия с концентрацией 0,184 г/дм3 по иону вольфрама (VI) при рН=2 вводили 5 г/дм3 ирлита-1, раствор перемешивали 30 мин. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию иона вольфрама (VI), которая составила 0,024 г/дм3, коэффициент распределения К=266,67, извлечение Р=86,96%.

Пример 3 для катионов свинца (II) с использованием ирлита-7.

В исходный раствор нитрата свинца (II) с концентрацией 0,570 г/дм3 по иону свинца (II) при рН=5 вводили 5 г/дм3 ирлита-7, раствор перемешивали 30 мин. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию иона свинца (II), которая составила 0,365 г/дм3, коэффициент распределения К=22,47, извлечение Р=35,96%.

Пример 4 для анионов вольфрамат-ионов (VI) с использованием ирлита-7. В исходный раствор вольфрамата натрия с концентрацией 0,230 г/дм3 по иону вольфрама (VI) при рН=3 вводили 5 г/дм3 ирлита-7, раствор перемешивали 15 мин. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию иона вольфрама (VI), которая составила 0,106 г/дм3, коэффициент распределения К=46,79, извлечение Р=53,91%.

Пример 5 для катионов меди (II) с использованием ирлита-1 и ирлита-7. В исходный раствор сульфата меди (II) с концентрацией 1,370 г/дм3 по иону меди (II) при рН=4,9 вводили г/дм3 смеси ирлита-1 и ирлита-7 в соотношении 1:1, раствор перемешивали 120 мин. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию иона меди (II), которая составила 0,554 г/дм3, коэффициент распределения К=58,92, извлечение Р=59,56%.

Использование предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом позволит:

- извлекать ионы металлов из растворов с широким диапазоном концентраций ионов металлов 0,10способ извлечения ионов металлов из водных растворов, патент № 2256710 Сисхспособ извлечения ионов металлов из водных растворов, патент № 2256710 1,5 г/дм3;

- осуществлять извлечение ионов металлов в большом интервале рН исходных растворов -1способ извлечения ионов металлов из водных растворов, патент № 2256710 рНспособ извлечения ионов металлов из водных растворов, патент № 2256710 10;

- проводить процесс сорбции без регулирования величины рН раствора;

- осуществлять нейтрализацию кислых и щелочных растворов при использовании ирлита-1 и/или ирлита-7.

Все это приводит к повышению эффективности извлечения ионов металлов из водных растворов, снижению себестоимости процесса за счет использования легкодоступного и дешевого сорбента и уменьшению расхода реагентов.

способ извлечения ионов металлов из водных растворов, патент № 2256710

способ извлечения ионов металлов из водных растворов, патент № 2256710

способ извлечения ионов металлов из водных растворов, патент № 2256710

способ извлечения ионов металлов из водных растворов, патент № 2256710

способ извлечения ионов металлов из водных растворов, патент № 2256710

Способ извлечения ионов тяжелых металлов...

Значения рН водного раствора при контакте с ирлитами с концентрацией 0,5 г/дм3.

способ извлечения ионов металлов из водных растворов, патент № 2256710

способ извлечения ионов металлов из водных растворов, патент № 2256710

Класс C22B3/24 адсорбцией на твердых веществах, например экстракцией твердыми смолами

способ разделения платины (ii, iv), родия (iii) и никеля (ii) в хлоридных растворах -  патент 2527830 (10.09.2014)
способ извлечения редкоземельных элементов из экстракционной фосфорной кислоты -  патент 2525947 (20.08.2014)
способ извлечения тонкодисперсного золота из глинистых отложений -  патент 2525193 (10.08.2014)
способ извлечения ионов серебра из низкоконцентрированных растворов азотнокислого серебра -  патент 2524038 (27.07.2014)
способ извлечения рения из урансодержащих растворов -  патент 2523892 (27.07.2014)
способ переработки фосфогипса для производства концентрата редкоземельных металлов и гипса -  патент 2520877 (27.06.2014)
способ извлечения урана из маточных растворов -  патент 2516025 (20.05.2014)
способ получения пентаоксида ванадия из ванадийсодержащего шлака. -  патент 2515154 (10.05.2014)
сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов -  патент 2514244 (27.04.2014)
сорбционное извлечение ионов кобальта из кислых хлоридных растворов -  патент 2514242 (27.04.2014)

Класс C22B34/34 получение молибдена

способ извлечения молибдена из техногенных минеральных образований -  патент 2529142 (27.09.2014)
устройство для производства мо-99 -  патент 2516111 (20.05.2014)
способ комплексной переработки хвостов флотационного обогащения молибденовольфрамовых руд -  патент 2509168 (10.03.2014)
способ извлечения молибдена из вольфрамсодержащих растворов -  патент 2505612 (27.01.2014)
способ извлечения молибдена и церия из отработанных железооксидных катализаторов дегидрирования олефиновых и алкилароматических углеводородов -  патент 2504594 (20.01.2014)
способ рекуперации молибдата или вольфрамата из водных растворов путем адсорбции -  патент 2501872 (20.12.2013)
способ переработки молибденитовых концентратов -  патент 2493280 (20.09.2013)
способ извлечения ценных компонентов из продуктивных растворов переработки черносланцевых руд -  патент 2493279 (20.09.2013)
способ переработки черносланцевых руд с извлечением редких металлов -  патент 2493272 (20.09.2013)
способ извлечения молибдена из кислых разбавленных растворов сложного состава -  патент 2477329 (10.03.2013)

Класс C22B34/36 получение вольфрама

способ комплексной переработки хвостов флотационного обогащения молибденовольфрамовых руд -  патент 2509168 (10.03.2014)
способ получения вольфрамата аммония -  патент 2506331 (10.02.2014)
способ вскрытия вольфрамитовых концентратов -  патент 2506330 (10.02.2014)
способ получения вольфрамата натрия -  патент 2504592 (20.01.2014)
способ рекуперации молибдата или вольфрамата из водных растворов путем адсорбции -  патент 2501872 (20.12.2013)
способ утилизации отходов твердых сплавов, содержащих карбид вольфрама и кобальт в качестве связующего -  патент 2489504 (10.08.2013)
способ электрохимической переработки металлических отходов сплавов вольфрам-медь -  патент 2479652 (20.04.2013)
способ переработки вольфрамитового концентрата -  патент 2465357 (27.10.2012)
способ получения порошка вольфрама -  патент 2448809 (27.04.2012)
способ получения высокочистого вольфрама для распыляемых мишеней -  патент 2434960 (27.11.2011)

Класс C22B15/00 Получение меди

способ получения металлической меди и устройство для его осуществления -  патент 2528940 (20.09.2014)
способ переработки медно-ванадиевых отходов процесса очистки тетрахлорида титана -  патент 2528610 (20.09.2014)
способ переработки электронного лома -  патент 2521766 (10.07.2014)
способ переработки сульфидных медно-свинцово-цинковых материалов -  патент 2520292 (20.06.2014)
реагенты для экстрации металлоb, обладающие повышенной стойкостью к деградации -  патент 2518872 (10.06.2014)
способ получения черновой меди непосредственно из медного концентрата -  патент 2510419 (27.03.2014)
способ переработки смешанных медьсодержащих руд с предварительным гравитационным концентрированием и биовыщелачиванием цветных металлов -  патент 2501869 (20.12.2013)
способ разделения медно-никелевого файнштейна -  патент 2495145 (10.10.2013)
способ извлечения меди из растворов -  патент 2493278 (20.09.2013)
способ переработки палладиевых отработанных катализаторов -  патент 2493275 (20.09.2013)
Наверх