RU2186136C1

RU2186136C1 - Method of recovering nickel from aqueous solutions

Info

Publication number: RU2186136C1
Application number: RU2001101960/02A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Воропанова; В.Н. Титухина; Ю.Е. Крутских
Original assignee: Воропанова Лидия Алексеевна
Priority date: 2001-01-23
Filing date: 2001-01-23
Publication date: 2002-07-27

Abstract

FIELD: hydrometallurgy and waste water treatment. SUBSTANCE: method involves, as reagent, CYANEX 272, whose active component is di(2,4,4- trimethylpentyl)phosphinic acid, nickel is recovered by extraction at pH > 5, in particular at 6 ≤ pH <10, extraction pH being controlled for no longer than 1.5 h, whereas precipitation of nickel from aqueous solution with reagent is performed at pH ≥ 10. EFFECT: increased degree of nickel recovery within a wide pH range. 3 cl, 3 tbl

Description

Изобретение относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами и реагентами из водных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. The invention relates to the field of extraction of substances with organic extractants and reagents from aqueous solutions and can be used in non-ferrous and ferrous metallurgy, as well as for the treatment of industrial and domestic wastes.

Известны способы извлечения никеля экстракцией с использованием в качестве экстрагентов ароматических карбоновых кислот [С.И. Хита, Я.М. Васютин, Я. Н. Пирогин и др. Извлечение ионов никеля из водной среды ароматическими карбоновыми кислотами. ЖПХ, т. 67, вып. 2, 1994, с.332-336], в частности салициловой кислотой (HSal) с трибутилфосфатом в качестве разбавителя и с добавкой триэтаноламина, оптимальная величина рН 6,5. Known methods for the extraction of Nickel by extraction using aromatic carboxylic acids as extractants [S.I. Hita, Y.M. Vasyutin, Ya. N. Pirogin et al. Extraction of nickel ions from an aqueous medium by aromatic carboxylic acids. Housing and communal services, vol. 67, no. 2, 1994, S. 323-336], in particular salicylic acid (HSal) with tributyl phosphate as a diluent and with the addition of triethanolamine, the optimum pH value is 6.5.

Недостатком способов является низкая эффективность экстракции. The disadvantage of this method is the low extraction efficiency.

Наиболее близким техническим решением является экстракция никеля растворами LIX 34, LIX 65 N и LIX 70 в керосине из аммиачных растворов с добавками сульфата или карбоната аммония [Prztszlakowski S. Rudy i metalt miezel. 1980. 25. 12. Р.568-573]. Наиболее приемлем LIX 65 N из-за малого времени достижения равновесия при рН 8,5-9,7. The closest technical solution is the extraction of nickel with solutions of LIX 34, LIX 65 N and LIX 70 in kerosene from ammonia solutions with additives of ammonium sulfate or carbonate [Prztszlakowski S. Rudy i metalt miezel. 1980. 25. 12. P.568-573]. LIX 65 N is most acceptable due to the short time it takes to reach equilibrium at pH 8.5-9.7.

Недостатком способа является низкая эффективность экстракции. The disadvantage of this method is the low extraction efficiency.

Задачей изобретения является создание эффективного и селективного способа извлечения никеля из водных растворов в широком диапазоне рН. The objective of the invention is to provide an effective and selective method for the extraction of Nickel from aqueous solutions in a wide pH range.

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в высокой степени эффективности и селективности извлечения никеля из водных растворов. The technical result that can be achieved by carrying out the invention is a high degree of efficiency and selectivity for the extraction of nickel from aqueous solutions.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения никеля из водного раствора, включающем контакт реагента и раствора, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, в качестве реагента используют CYANEX 272, активным компонентом которого является ди(2,4,4-триметилпентил)фосфиновая кислота, извлечение никеля осуществляют при рН>5, причем извлечение экстракцией экстрагентом осуществляют в интервале 6≤рН<10 и регулированием величины рН в процессе экстракции не более 1,5 ч, а извлечение никеля осаждением реагентом CYANEX 272 осуществляется при рН≥10. This technical result is achieved by the fact that in the known method for extracting nickel from an aqueous solution, including contacting the reagent and the solution, mixing the mixture, settling and phase separation, CYANEX 272 is used as the reagent, the active component of which is di (2,4,4-trimethylpentyl ) phosphinic acid, the extraction of nickel is carried out at pH> 5, and extraction by extraction with an extractant is carried out in the range of 6≤pN <10 and the regulation of the pH during extraction is not more than 1.5 hours, and the extraction of nickel by precipitation with a reagent CY ANEX 272 is carried out at pH≥10.

Сущность способа поясняется данными табл.3, в которой указаны время контакта фаз при заданной величине рН, концентрация никеля и величина рН в осветленной водной фазе, коэффициент распределения, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций никеля в органической и водной фазах, указана также окраска органической и водной фаз по окончании процесса. The essence of the method is illustrated by the data in table 3, which indicates the contact time of the phases at a given pH value, the nickel concentration and the pH value in the clarified aqueous phase, the distribution coefficient calculated as the ratio of equilibrium nickel concentrations in the organic and aqueous phases, the color of organic and aqueous phases at the end of the process.

Реагент добавляли к исходному раствору сульфата никеля объемом 190 см³ в количестве 10 см³ (5% объемн.). Перемешивание и поддержание заданного значения рН осуществляли до тех пор, пока в дальнейшем кислотно-основные характеристики системы изменялись незначительно. Однако для большей гарантии достижения равновесия контакт органической и водной фаз осуществляли не менее суток. По достижении равновесия между органической и осветленной водной фазами органическую фазу отделяли от водной, в последней определяли величину рН и остаточную концентрацию никеля. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе извлечения никеля в качестве нейтрализаторов применяли растворы щелочи NaOH и кислоты H₂SO₄.The reagent was added to the initial solution of Nickel sulfate with a volume of 190 cm ³ in an amount of 10 cm ³ (5% vol.). Stirring and maintaining the desired pH value was carried out until in the future, the acid-base characteristics of the system changed slightly. However, for a greater guarantee of achieving equilibrium, the contact of the organic and aqueous phases was carried out for at least a day. Upon reaching equilibrium between the organic and clarified aqueous phases, the organic phase was separated from the aqueous phase; in the latter, the pH value and residual nickel concentration were determined. In order to maintain the preset pH of the solution during nickel extraction, alkali solutions of NaOH and acid H ₂ SO ₄ were used as neutralizers.

Используя значения концентраций никеля в водном растворе исходном и после экстракции, рассчитывали коэффициент распределения никеля между органической и водной фазами. Using the values of nickel concentrations in the initial aqueous solution and after extraction, the distribution coefficient of nickel between the organic and aqueous phases was calculated.

Примеры практического применения. Examples of practical application.

Экспериментальные данные, полученные при комнатной температуре, представлены в табл.3. The experimental data obtained at room temperature are presented in table.3.

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал сульфат никеля с концентрацией 533 мг/дм³ по никелю и рН 5,6.In the considered examples, the initial aqueous solution contained nickel sulfate with a concentration of 533 mg / dm ³ for nickel and a pH of 5.6.

Заданное значение рН поддерживали в течение 0,1-1,5 ч, в дальнейшем величина рН изменялась незначительно. The set pH value was maintained for 0.1-1.5 h; subsequently, the pH value changed insignificantly.

Лучшие результаты экстракции получены при рН 6-9 при времени экстракции не более 1,5 ч, максимальное значение коэффициента распределения D=10108,0 и минимальная остаточная концентрация С=1 мг/дм³ Ni(II) получены при рН 6,95 и времени экстракции не более 0,5 ч.The best extraction results were obtained at pH 6–9 with an extraction time of not more than 1.5 h, the maximum distribution coefficient D = 10108.0 and the minimum residual concentration C = 1 mg / dm ³ Ni (II) were obtained at pH 6.95 and extraction time not more than 0.5 hours

При рН 6,95; 8,26; 9,20 органическая фаза принимала вид сгустка с большей плотностью и вязкостью, при этом раствор подвергали фильтрации для удаления слабой мути. At a pH of 6.95; 8.26; 9.20, the organic phase took the form of a clot with a higher density and viscosity, while the solution was filtered to remove weak turbidity.

Объемы органической и водной фаз изменяются по сравнению с исходными незначительно: объем органической - не изменяется, водной - в пределах 0,8-1,0 (см. табл.1). The volumes of the organic and aqueous phases change insignificantly in comparison with the initial ones: the volume of the organic phase does not change, and the aqueous phase varies between 0.8-1.0 (see Table 1).

При рН 10,09; 10,76; 11,64 в системе заметно образование гелеобразного осадка. При отстаивании больше суток соотношение между объемами осветленной водной фазой и осадком составило 2:1. Такую систему фильтровали через фильтр средней плотности, при этом фильтрация осуществлялась быстро, а фильтрат анализировали на содержание никеля. Объемы фильтрата имели значение, приведенные в табл.2
Лучшие результаты осаждения получены при рН 11,64: минимальная остаточная концентрация С=1 мг/дм³ Ni(II).At pH 10.09; 10.76; 11.64 a gel-like precipitate is noticeable in the system. When settling for more than a day, the ratio between the volumes of the clarified aqueous phase and the precipitate was 2: 1. Such a system was filtered through a medium density filter, while the filtration was carried out quickly, and the filtrate was analyzed for nickel content. The filtrate volumes had the values given in table 2
The best deposition results were obtained at pH 11.64: the minimum residual concentration C = 1 mg / dm ³ Ni (II).

Экспериментальные данные свидетельствуют о том, что извлечение ионов никеля с использованием в качестве реагента ди(2,4,4-триметилпентил)фосфиновой кислоты осуществляется за счет образования фосфорорганического комплекса в широком диапазоне рН>5, причем при рН 6-9 никель экстрагируется органической фазой, а при рН≥10 никель осаждается в составе фосфорорганического соединения. Experimental data indicate that the extraction of nickel ions using di (2,4,4-trimethylpentyl) phosphinic acid as a reagent is carried out due to the formation of an organophosphorus complex in a wide range of pH> 5, and at pH 6-9, nickel is extracted with an organic phase and at pH≥10, nickel precipitates in the composition of the organophosphorus compound.

Предлагаемый способ извлечения никеля может быть применен при обработке технологических растворов, сточных вод промышленных предприятий, шламов после осаждения тяжелых металлов гальванических производств, шахтных и рудничных вод, растворов кучного и подземного выщелачивания и т.п. The proposed method for the extraction of Nickel can be applied in the processing of technological solutions, wastewater of industrial enterprises, sludge after deposition of heavy metals from galvanic plants, mine and mine waters, solutions of heap and underground leaching, etc.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом повышает извлечение никеля из водного раствора в широком интервале рН раствора в процессе экстракции, а также осаждением в составе фосфорорганического соединения. The proposed method in comparison with the prototype increases the extraction of Nickel from an aqueous solution in a wide range of pH of the solution during the extraction process, as well as by precipitation in the composition of organophosphorus compounds.

Claims

1. A method of extracting nickel from an aqueous solution, comprising contacting a phosphorus-containing reagent and a solution, mixing the mixture, settling and phase separation, characterized in that CYANEX 272 is used as a reagent, the active component of which is di (2,4,4-trimethylpentyl) phosphinic acid, nickel recovery is carried out at pH> 5.

2. The method according to p. 1, characterized in that the extraction of Nickel is carried out by extraction with the extractant CYANEX 272 in the range of 6 ≤ pH <10 and by adjusting the pH during extraction no more than 1.5 hours

3. The method according to p. 1, characterized in that the extraction of Nickel is carried out by deposition of the reagent CYANEX 272 at pH ≥ 10.