RU2221882C1

RU2221882C1 - Method of extraction of cobalt from aqueous solutions

Info

Publication number: RU2221882C1
Application number: RU2002111626/02A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Воропанова; В.Д. Дударникова
Original assignee: Воропанова Лидия Алексеевна
Priority date: 2002-04-30
Filing date: 2002-04-30
Publication date: 2004-01-20

Abstract

FIELD: non-ferrous and ferrous metallurgy; treatment of industrial and domestic runoff. SUBSTANCE: proposed method includes bringing in contact solution and extractant, stirring this mixture, settling and separation of phases. Used as extractant is mixture of oleic acid and triethanol amine . Extraction is performed at pH=5-10 for no more than 5-10 min. EFFECT: increased extraction of cobalt in wide rang of pH; intensification of process. 1 tbl, 3 ex

Description

Способ извлечения кобальта из водных растворов относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. The method of extraction of cobalt from aqueous solutions relates to the field of extraction of substances with organic extractants 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 кобальта экстракцией с использованием в качестве экстрагентов производных фосфорной, фосфоновой и фосфиновой кислот [Preston J.S. Hydrometallurgy, 1982, V.9, 2, р.115-133. Reckelton W.A., Flett D.S. Solv. Extr. And Jan. Exch. 1984, v.2, 6, p.815-838]. Known methods for the extraction of cobalt by extraction using derivatives of phosphoric, phosphonic and phosphinic acids as extractants [Preston J.S. Hydrometallurgy, 1982, V.9, 2, p. 115-133. Reckelton W.A., Flett D.S. Solv. Extr. And Jan. Exch. 1984, v.2, 6, p. 815-838].

Недостатком способов является узкий интервал рН эффективной экстракции. The disadvantage of this method is a narrow pH range of effective extraction.

Наиболее близким техническим решением является экстракция кобальта из сульфатных и хлоридных растворов кислыми фосфорорганическими экстрагентами [Г.П. Гиганов, В.Ф. Травкин, С.Б. Котухов и др. Экстракция кобальта и никеля из сульфатных растворов кислыми фосфорорганическими реагентами. Цветные металлы. 1989, 7, с.58-62]. Экстракция кобальта растворами изододецилфосфетановой кислоты (ИДДФ) в керосине достигает максимума при рН 4-5. The closest technical solution is the extraction of cobalt from sulfate and chloride solutions with acidic organophosphorus extractants [G.P. Giganov, V.F. Travkin, S.B. Kotukhov et al. Extraction of cobalt and nickel from sulfate solutions with acidic organophosphorus reagents. Non-ferrous metals. 1989, 7, p. 58-62]. Extraction of cobalt with solutions of isododecylphosphetanoic acid (IDPF) in kerosene reaches a maximum at pH 4-5.

Недостатком способа является узкий интервал рН эффективной экстракции. The disadvantage of this method is the narrow pH range of effective extraction.

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

Технический результат, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, заключается в высокой степени экономичности, эффективности и селективности извлечения кобальта из водных растворов в широком диапазоне рН. The technical result that can be achieved by carrying out the invention consists in a high degree of economy, efficiency and selectivity of the extraction of cobalt from aqueous solutions in a wide pH range.

Этот технический результат достигается тем, что в известном способе извлечения кобальта из водного раствора, включающем контакт раствора и экстрагента, перемешивание смеси, отстаивание и разделение фаз, в качестве экстрагента используют смесь олеиновой кислоты и триэтаноламина, а экстракцию осуществляют при рН 5-10 в течение не более 5-10 мин. This technical result is achieved by the fact that in the known method for extracting cobalt from an aqueous solution, including contacting the solution and the extractant, mixing the mixture, settling and phase separation, a mixture of oleic acid and triethanolamine is used as the extractant, and the extraction is carried out at pH 5-10 for no more than 5-10 minutes

Сущность способа поясняется данными таблицы, в которой указаны время контакта фаз при заданной величине рН, концентрация кобальта и величина рН в осветленной водной фазе, коэффициент распределения D, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций кобальта 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 the table, which indicates the contact time of the phases at a given pH value, the cobalt concentration and the pH value in the clarified aqueous phase, the distribution coefficient D, calculated as the ratio of the equilibrium concentrations of cobalt in the organic and aqueous phases, also indicates the color of the organic and aqueous phases at the end of the process.

Экстрагент добавляли к исходному раствору сульфата кобальта объемом 190 см³ в количестве 10 см³ (5 об.%). 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 кобальта. Для поддержания заданного значения рН раствора в процессе извлечения кобальта в качестве нейтрализаторов применяли растворы щелочи NaOH и кислоты H₂SO₄.The extractant was added to the initial solution of cobalt 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 cobalt concentration were determined. To maintain the specified pH value of the solution during the extraction of cobalt, alkali solutions of NaOH and acid H ₂ SO ₄ were used as neutralizers.

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

Примеры практического применения. Examples of practical application.

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

В рассматриваемых примерах исходный водный раствор содержал сульфат кобальта с концентрацией 300-500 мг/дм³ по кобальту, рН 4,84.In the considered examples, the initial aqueous solution contained cobalt sulfate with a concentration of 300-500 mg / dm ³ in cobalt, pH 4.84.

Заданное значение рН поддерживали в течение 5-10 мин, в дальнейшем величина рН изменялась незначительно. The set pH was maintained for 5–10 min; subsequently, the pH changed insignificantly.

Объемы органической и водной фаз изменяются по сравнению с исходными незначительно: объем органической - не изменяется, водной - в пределах 0,8-1,0. The volumes of the organic and aqueous phases change insignificantly compared to the initial ones: the volume of organic does not change, and that of water - in the range of 0.8-1.0.

Разбавитель - керосин. The diluent is kerosene.

Экстракция осуществляется при рН 3-10, при рН > 11 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило. The extraction is carried out at a pH of 3-10, at pH> 11, during the day, separation into the aqueous and organic phases did not occur.

Лучшие результаты экстракции Со(II) получены при рН 7-9 и времени экстракции 9-10 мин: максимальное значение коэффициента распределения D = 13-20. The best results of Co (II) extraction were obtained at a pH of 7–9 and an extraction time of 9–10 min: the maximum value of the distribution coefficient D = 13–20.

Разбавитель - бензин. The diluent is gasoline.

Экстракция осуществляется при рН 5-10, при рН > 11 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило. The extraction is carried out at a pH of 5-10, at pH> 11, during the day, separation into the aqueous and organic phases did not occur.

Лучшие результаты экстракции Со(II) получены при рН 5-10 и времени экстракции 5-8 мин: максимальное значение коэффициента распределения D = 17-65. The best results of Co (II) extraction were obtained at a pH of 5–10 and an extraction time of 5–8 min: the maximum value of the distribution coefficient D = 17–65.

Разбавитель - машинное масло. The diluent is engine oil.

Экстракция осуществляется при рН 5-8, при рН > 8 в течение суток разделения на водную и органическую фазу не происходило. Extraction is carried out at pH 5–8; at pH> 8, no separation into the aqueous and organic phases occurred during the day.

Лучшие результаты экстракции Со(II) получены при рН 8 и времени экстракции 5 мин: максимальное значение коэффициента распределения D = 16. The best results of Co (II) extraction were obtained at pH 8 and an extraction time of 5 min: the maximum value of the distribution coefficient D = 16.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом повышает извлечение кобальта из водного раствора в широком интервале рН раствора в процессе экстракции и ускоряет процесс экстракции. The proposed method in comparison with the prototype increases the extraction of cobalt from an aqueous solution in a wide range of pH of the solution during the extraction process and accelerates the extraction process.

Предлагаемый способ извлечения кобальта 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 cobalt can be applied in the processing of technological solutions, wastewater from industrial enterprises, sludges after deposition of heavy metals from galvanic plants, mine and mine waters, heap and underground leaching solutions, etc.

Claims

A method of extracting cobalt from an aqueous solution, including contacting the solution and the extractant, mixing the mixture, settling and phase separation, characterized in that a mixture of oleic acid and triethanolamine is used as the extractant, and the extraction is carried out at pH 5-10 for no more than 5-10 min