способ извлечения рения из кислых растворов

Формула изобретения

Способ извлечения рения из кислых растворов, включающий осаждение сульфидов рения обработкой сульфидсодержащим осадителем в присутствии реагента-восстановителя в виде гидразинсодержащего соединения и прогревание реакционной смеси, отличающийся тем, что осаждение сульфидов рения проводят из солянокислого раствора, содержащего хлорид железа, при этом в раствор сначала вводят гидразинсодержащее соединение в виде гидразин-хлорида, гидразин-сульфата или гидразин-гидрата из расчета 2-4 г/л в пересчете на чистый гидразин, реакционную смесь прогревают при температуре 60-90°C в течение 20-40 минут, затем вводят расчетную массу сульфидсодержащего реагента и прогревают образовавшуюся пульпу при заданной температуре.

Описание изобретения к патенту

Способ извлечения рения из кислых растворов относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности к способам получения концентратов этих металлов из содержащих их растворов.

Известен способ извлечения рения из кислых растворов, включающий осаждение сульфидов рения обработкой сульфидсодержащим осадителем в присутствии реагента-восстановителя в виде гидразинсодержащего соединения и прогревание реакционной смеси (А.А. Палант, И.Д. Трошкина, A.M. Чекмарев. Металлургия рения. - М.: «Наука», 2007. С.111). Данный способ является наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому и принят в качестве прототипа.

Недостатки известного способа: большой расход реагента-восстановителя, не указана последовательность ввода реагентов и параметры ведения процесса при осаждении сульфидов рения, нет информации о возможности осаждения сульфидов рения из солянокислых растворов, содержащих соли железа.

Технический результат, на достижение которого направлен предлагаемый способ, заключается в сокращении расхода реагента-восстановителя и определении оптимальных параметров, при которых достигается высокое извлечение рения в осадок сульфидов из солянокислых растворов, содержащих соли железа.

Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения рения из кислых растворов, включающем осаждение сульфидов рения обработкой сульфидсодержащим осадителем в присутствии реагента-восстановителя в виде гидразинсодержащего соединения и прогревание реакционной смеси, осаждение сульфидов рения проводят из солянокислого раствора, содержащего хлорид железа, при этом в раствор сначала вводят гидразинсодержащее соединение в виде гидразин-хлорида, гидразин-сульфата или гидразин-гидрата из расчета 2-4 г/л в пересчете на чистый гидразин, реакционную смесь прогревают при температуре 60-90°C в течение 20-40 минут, затем вводят расчетную массу сульфидсодержащего реагента и прогревают образовавшуюся пульпу при заданной температуре.

Сущность способа заключается в следующем. Специально проведенные исследования показали, что если в солянокислом растворе рения присутствует железо, то достигнуть высокого извлечения рения при обработке сульфидсодержащими реагентами не удается. Причем чем выше концентрация железа в растворе, тем ниже извлечение рения в осадок. Если же в раствор сначала ввести гидразинсодержащее соединение, прогреть реакционную смесь, а затем обработать сульфидсодержащим реагентом, то рений переходит в осадок сульфидов значительно полнее. Объяснить это можно следующим образом. Из литературных источников (Краткая химическая энциклопедия. - М.: Советская энциклопедия, т.4, с.650) известно, что рений образует практически не растворимые в воде сульфиды, находясь в степенях окисления Re (VII) и Re (IV). Описаны также низшие сульфиды Re₂ S₃ и ReS, которые получают восстановлением сульфохлоридов водородом при температуре 350-500°C.

Если исходный солянокислый раствор содержит железо, то при введении сульфидсодержащего реагента, например тиосульфата натрия, оно переходит в степень окисления Fe (II). В свою очередь, Fe (II) восстанавливает Re (VII) до Re (V) или Re (VI), которые не образуют сульфиды и остаются в растворе. Не достигается также желаемый эффект полноты осаждения рения и в том случае, если гидразинсодержащее соединение и сульфидсодержащий реагент ввести в раствор одновременно, или гидразинсодержащее соединение ввести последним. Если же в солянокислый раствор ввести сначала гидразинсодержащее соединение и прогреть реакционную смесь, то, являясь более сильным восстановителем, чем Fe (II), он восстанавливает Re (VII) до Re (IV) и при последующей обработке сульфидсодержащим реагентом рений переходит в осадок сульфидов. Опытным путем установлено, что необходимый расход гидразинасодержащего соединения, в пересчете на чистый гидразин, составляет 2-4 г/л. При меньшем расходе показатели извлечения рения в осадок ухудшаются, а больший расход ведет к непроизводительному расходу реагента. Оптимальными являются температура прогревания раствора с добавкой гидразинсодержащего соединения, составляющая 60-90°C, и продолжительность этого процесса 20-40 минут. При меньших температуре и времени прогревания не достигается высокое извлечение рения в осадок при последующем введении сульфидсодержащего реагента, а повышение температуры больше 90°C и времени прогрева, превышающем 40 минут, не улучшают показатели извлечения, но в то же время материальные затраты значительно возрастают.

Примеры

Для получения сульфидного концентрата рения использовали солянокислый раствор, содержащий 52 г/л HCl, 0.348 г/л рения и 7.6 г/л железа.

500 мл раствора залили в стеклянный реактор объемом 1.0 л, снабженный мешалкой и обратным холодильником, нагрели до температуры 80°C и при перемешивании ввели 4.1 г гидразина-солянокислого (N ₂H₄·2HCl), что в пересчете на чистый гидразин составляет 1.25 г. Реакционную смесь прогрели при заданной температуре в течение 30 минут, после этого ввели 2.7 г тиосульфата натрия в виде его 20-% водного раствора, прогрели образовавшуюся пульпу в течение 30 минут при температуре 80-85°C, охладили и отфильтровали осадок сульфидов рения. По остаточной концентрации рения в маточном растворе, которую определили методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP), определили степень извлечения рения в осадок. Результаты представлены в таблице.

Таблица
Концентрация Re в исходном растворе, мг/л	Объем раствора, мл	Концентрация Re в маточном растворе, мг/л	Объем раствора, мл	Извлечение Re в осадок, %
348	500	12	480	96.7