[go: up one dir, main page]

RU2263718C1 - Method of joint or selective extraction of ions of heavy metals from aqueous solutions - Google Patents

Method of joint or selective extraction of ions of heavy metals from aqueous solutions Download PDF

Info

Publication number
RU2263718C1
RU2263718C1 RU2004111067/02A RU2004111067A RU2263718C1 RU 2263718 C1 RU2263718 C1 RU 2263718C1 RU 2004111067/02 A RU2004111067/02 A RU 2004111067/02A RU 2004111067 A RU2004111067 A RU 2004111067A RU 2263718 C1 RU2263718 C1 RU 2263718C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
extraction
joint
irlit
metal ions
heavy metal
Prior art date
Application number
RU2004111067/02A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2004111067A (en
Inventor
Л.Н. Величко (RU)
Л.Н. Величко
С.Г. Рубановска (RU)
С.Г. Рубановская
Е.Н. Козырев (RU)
Е.Н. Козырев
В.Б. Цогоев (RU)
В.Б. Цогоев
Original Assignee
Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ) filed Critical Северо-Кавказский горно-металлургический институт (государственный технологический университет) (СКГМИ (ГТУ)
Priority to RU2004111067/02A priority Critical patent/RU2263718C1/en
Publication of RU2004111067A publication Critical patent/RU2004111067A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2263718C1 publication Critical patent/RU2263718C1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

Landscapes

  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)

Abstract

FIELD: joint and selective extraction of heavy metal ions from aqueous solutions by clay minerals irlit-1 and irlit-7; non-ferrous and ferrous metallurgy; treatment of waste water.
SUBSTANCE: proposed method includes introducing the clay materials into starting solution followed by mixing and settling; used as clay-containing materials are hydromica clays of sea nature: irlit-1 and/or ielit-7 in the amount not exceeding 5 g/dm3; selective or joint extraction of heavy metal ions is performed at pH of starting solution equal to 3-6.5 or at adjustment of acid and basic characteristics of solution at pH=6.5-12.
EFFECT: enhanced efficiency; low cost of process; reduced consumption of reagents.
1 tbl, 5 ex

Description

Изобретение относится к совместному или селективному 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.The invention relates to the joint or selective extraction of heavy metal ions from aqueous solutions with clay minerals irlit-1 and irlit-7 and can be used in non-ferrous, ferrous metallurgy and for the treatment of industrial wastewater.

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%-ными растворами щелочи или кислоты при температуре 105-110°С. При этом расход бентонитовых глин составил 10-20 г/дм3 [см. Сборник трудов Водооборот, очистка промышленных сточных вод и эксплуатация хвостохранилищ. Алма-Ата, "Казмеханобр", с.91-97, 1983 г.].A known method of sorption extraction of metal ions from solutions with clay minerals, including the preparation of the initial solution and the sorbent, the contact of the solution and the sorbent, the preparation of the initial solution includes the creation of acid-base characteristics of the solution, and the preparation of the sorbent activation in hydrothermal conditions with 10% alkali solutions or acid at a temperature of 105-110 ° C. The consumption of bentonite clays was 10-20 g / dm 3 [see Proceedings Water circulation, industrial wastewater treatment and tailings operation. Alma-Ata, "Kazmekhanobr", p.91-97, 1983].

Недостатками способа является большой расход сорбента и реагентов, а также извлечение ионов тяжелых металлов только из малоконцентрированных растворов.The disadvantages of the method is the high consumption of sorbent and reagents, as well as the extraction of heavy metal ions only from low concentration solutions.

Наиболее близким к заявляемому техническому решению является очистка водных растворов от ионов тяжелых 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.].Closest to the claimed technical solution is the purification of aqueous solutions of heavy metal ions by bentonite clays, including the introduction of clay materials into the initial solution, followed by stirring and settling [see RF patent No. 2106415, IPC 7 C 22 V 3/44, 15/00, 19/00, publ. 03/10/98].

Недостатками прототипа являются извлечение ионов тяжелых металлов только из индивидуальных растворов и в большинстве случаев значительный расход реагентов за счет регулирования кислотно-основных характеристик исходного раствора и в процессе сорбции.The disadvantages of the prototype are the extraction of heavy metal ions only from individual solutions and, in most cases, a significant consumption of reagents due to the regulation of acid-base characteristics of the initial solution and during sorption.

Задачей изобретения является совместное или селективное извлечение ионов тяжелых металлов из водных растворов, снижение себестоимости процесса за счет использования легкодоступного и дешевого сорбента и уменьшение расхода реагентов.The objective of the invention is the joint or selective extraction of heavy metal ions from aqueous solutions, reducing the cost of the process through the use of readily available and cheap sorbent and reducing the consumption of reagents.

Технический результат, заключается в повышении эффективности совместного или селективного извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов.The technical result consists in increasing the efficiency of joint or selective extraction of heavy metal ions from aqueous solutions.

Этот технический результат достигается тем, что в предлагаемом способе извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, включающем введение глинистых материалов в исходный раствор с последующим перемешиванием и отстаиванием, в качестве глинистосодержащих материалов используют гидрослюдистые глины морского происхождения, ирлит-1 и/или ирилит-7, в количестве не более 5 г/дм3, при этом осуществляют селективное или совместное извлечение ионов тяжелых металлов при рН исходного раствора, равном 3-6,5, или регулированием кислотно-основных характеристик раствора при рН 6,5-12.This technical result is achieved in that in the proposed method for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions, including introducing clay materials into the initial solution, followed by mixing and settling, hydromica clays of marine origin, irlite-1 and / or irilite-7 are used as clay-containing materials. , in an amount of not more than 5 g / dm 3 , while selective or joint extraction of heavy metal ions is carried out at a pH of the initial solution of 3-6.5, or by regulation of acid-base x characteristics of the solution at pH 6.5-12.

Данный способ позволит повысить эффективность совместного или селективного извлечения ионов тяжелых металлов из растворов, исключить или уменьшить расход реагентов и использовать более доступные и дешевые сорбенты.This method will improve the efficiency of joint or selective extraction of heavy metal ions from solutions, eliminate or reduce the consumption of reagents, and use more affordable and cheap sorbents.

Сущность способа поясняется таблицей 1, в которой представлены результаты совместного или селективного извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов смеси их солей.The essence of the method is illustrated in table 1, which presents the results of joint or selective extraction of heavy metal ions from aqueous solutions of a mixture of their salts.

Для приготовления исходных растворов использовали соли марки хч. В качестве сорбента использовали ирлит-1 или ирлит-7. Результаты извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, приведенные в таблице 1, представлены: значениями рН исходных растворов и рН регулирования, коэффициентом распределения К, определяемым как отношение металла в сорбенте и в водной фазах, коэффициентом разделения между металлами Кd и извлечением Р.For the preparation of initial solutions, salts of the grade hc were used. Irlit-1 or irlit-7 was used as a sorbent. The results of the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions, are shown in table 1, are presented: the pH values of the initial solutions and the regulation pH, the distribution coefficient K, defined as the ratio of the metal in the sorbent and in the aqueous phases, the separation coefficient between metals K d and extraction R.

Извлечение осуществляли из водных сернокислых растворов систем Cu(II)-Zn(II), Cu(II)-Co(II) и азотнокислых растворов систем Pb(II)-Cu(II), Cu(II)-Pb(II)-Fe(III).Extraction was carried out from aqueous sulfate solutions of the systems Cu (II) -Zn (II), Cu (II) -Co (II) and nitric acid solutions of the systems Pb (II) -Cu (II), Cu (II) -Pb (II) - Fe (III).

Извлечение катионов металлов при рН<3,0 не происходит, а при рН>12,0 протекает только совместное их извлечение.Extraction of metal cations at pH <3.0 does not occur, and at pH> 12.0 only their joint extraction proceeds.

Введение глины ирлит-1 или ирлита-7 в количестве более 5 г/дм3 экономически не целесообразно.The introduction of clay irlit-1 or irlit-7 in an amount of more than 5 g / DM 3 is not economically feasible.

Примеры конкретного выполнения способа.Examples of specific performance of the method.

Пример 1. Для селективного извлечения катионов металлов с использованием ирлита-1 при рН исходного раствора (без регулирования).Example 1. For the selective extraction of metal cations using irlite-1 at a pH of the initial solution (without regulation).

В исходный раствор, содержащий сульфат меди (II) и сульфат кобальта (II) с концентрацией 0,148 г/дм3 по иону меди (II) и 0,279 г/дм3 по иону кобальта (II), при рН=4,83 вводили 5,0 г/дм3 ирлита-1, раствор перемешивали. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию ионов металлов: меди (II) CCu=0,0001 г/дм3, коэффициент распределения К=5,9·104, извлечение Р=99,9% и кобальта (II) СCo=0,256 г/дм3, коэффициент распределения К=3,6, извлечение Р=8,2%. Коэффициент разделения меди и цинка: KdCu/Zn=1,6·104.In the initial solution containing copper (II) sulfate and cobalt (II) sulfate with a concentration of 0.148 g / dm 3 for copper (II) ion and 0.279 g / dm 3 for cobalt (II) ion, 5 were introduced at pH = 4.83 , 0 g / dm 3 irlit-1, the solution was stirred. In the clarified aqueous phase, the residual concentration of metal ions was determined: copper (II) C Cu = 0.0001 g / dm 3 , distribution coefficient K = 5.9 · 10 4 , recovery P = 99.9% and cobalt (II) C Co = 0.256 g / dm 3 , distribution coefficient K = 3.6, recovery P = 8.2%. The separation coefficient of copper and zinc: K dCu / Zn = 1.6 · 10 4 .

Пример 2. Для совместного извлечения катионов металлов с использованием ирлита-1 при рН исходного раствора.Example 2. For the joint extraction of metal cations using irlite-1 at a pH of the initial solution.

В исходный раствор, содержащий нитраты меди (II), свинца (II) и железа (III) с концентрацией 0,087 г/дм3 по иону меди (II), и 0,054 по иону свинца (II) и 0,036 г/дм3 по иону железа (III), при рН=3,25 вводили 1,5 г/дм3 ирлита-1, раствор перемешивали. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию ионов металлов: меди (II) CCu=0,008 г/дм3, коэффициент распределения К=1313,4, извлечение Р=90,4%, свинца (II) СPb=0,004 г/дм3, коэффициент распределения К=1662,5, извлечение Р=92,6%, СFe=0,0005 г/дм3, коэффициент распределения К=9443,0, извлечение Р=98,6%.In the initial solution containing copper (II) nitrates, lead (II) and iron (III) with a concentration of 0.087 g / dm 3 for copper (II) ion, and 0.054 for lead (II) ion and 0.036 g / dm 3 for ion iron (III), at pH = 3.25, 1.5 g / dm 3 of irlite-1 was introduced, the solution was stirred. In the clarified aqueous phase, the residual concentration of metal ions was determined: copper (II) C Cu = 0.008 g / dm 3 , distribution coefficient K = 1313.4, recovery P = 90.4%, lead (II) C Pb = 0.004 g / dm 3 , distribution coefficient K = 1662.5, extraction P = 92.6%, C Fe = 0.0005 g / dm 3 , distribution coefficient K = 9443.0, extraction P = 98.6%.

Пример 3. Для селективного извлечения катионов металлов с использованием ирлита-1 при регулировании рН раствора.Example 3. For the selective extraction of metal cations using irlite-1 when adjusting the pH of the solution.

В исходный раствор, содержащий сульфат меди (II) и сульфат цинка (II) с концентрацией 0,792 г/дм3 по иону меди (II) и 0,028 по иону цинка (II), при рН=4,8 вводили 1,5 г/дм3 ирлита-1 и добавляли раствор NaOH до рН=7,2, и осуществляли перемешивание. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию ионов металлов: меди (II) СCu=0,00001 г/дм3, коэффициент распределения К=1,1·107, извлечение Р=99,9% и цинка (II) CZn=0,012 г/дм3, коэффициент распределения К=177,3, извлечение Р=57,1%. Коэффициент разделения меди и цинка: KdCu/Zn=5,9·104.1.5 g were added to the initial solution containing copper (II) sulfate and zinc (II) sulfate with a concentration of 0.792 g / dm 3 for copper (II) ion and 0.028 for zinc (II) ion, at pH = 4.8 dm 3 of irlit-1, and a NaOH solution was added to pH = 7.2, and stirring was carried out. In the clarified aqueous phase, the residual concentration of metal ions was determined: copper (II) C Cu = 0.00001 g / dm 3 , distribution coefficient K = 1.1 · 10 7 , recovery P = 99.9% and zinc (II) C Zn = 0.012 g / dm 3 , distribution coefficient K = 177.3, recovery P = 57.1%. The separation coefficient of copper and zinc: K dCu / Zn = 5.9 · 10 4 .

Пример 4. Для совместного извлечения катионов металлов с использованием ирлита-1 при регулировании рН раствора.Example 4. For the joint extraction of metal cations using irlite-1 when adjusting the pH of the solution.

В исходный раствор, содержащий нитраты меди (II), свинца (II) с концентрацией 0,087 г/дм3 по иону меди (II), и 0,054 по иону свинца (II), при рН=5,45 вводили 0,5 г/дм3 ирлита-1 и добавляли раствор NaOH до рН=7,9, раствор перемешивали. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию ионов металлов: меди (II) CCu=0,0004 г/дм3, коэффициент распределения К=8,6·104, извлечение Р=99,5%, свинца (II) СPb=0,006 г/дм3, коэффициент распределения К=3200,0, извлечение Р=88,9%.In the initial solution containing copper (II) nitrates, lead (II) with a concentration of 0.087 g / dm 3 for copper (II) ion, and 0.054 for lead (II) ion, at pH = 5.45 0.5 g / dm 3 of irlit-1 and NaOH solution was added to pH = 7.9, the solution was stirred. In the clarified aqueous phase, the residual concentration of metal ions was determined: copper (II) C Cu = 0.0004 g / dm 3 , distribution coefficient K = 8.6 · 10 4 , recovery P = 99.5%, lead (II) C Pb = 0.006 g / dm 3 , distribution coefficient K = 3200.0, recovery P = 88.9%.

Пример 5. Для совместного извлечения катионов металлов с использованием ирлита-7 при регулировании рН раствора.Example 5. For the joint extraction of metal cations using irlite-7 when adjusting the pH of the solution.

В исходный раствор, содержащий нитраты меди (II), свинца (II) с концентрацией 0,087 г/дм3 по иону меди (II) и 0,054 по иону свинца (II), при рН=5,45 вводили 1,5 г/дм3 ирлита-1 и добавляли раствор NaOH до рН=7,9, раствор перемешивали. В осветленной водной фазе определяли остаточную концентрацию ионов металлов: меди (II) CCu=0,0001 г/дм3, коэффициент распределения К=1,2·105, извлечение Р=99,9%, свинца (II) СPb=0,005 г/дм3, коэффициент распределения К=1303,4, извлечение Р=90,7%.1.5 g / dm was introduced into the initial solution containing copper (II) nitrate, lead (II) nitrates with a concentration of 0.087 g / dm 3 by copper (II) ion and 0.054 by lead (II) ion, at pH = 5.45 3 irlit-1 and NaOH solution was added to pH = 7.9, the solution was stirred. In the clarified aqueous phase, the residual concentration of metal ions was determined: copper (II) C Cu = 0.0001 g / dm 3 , distribution coefficient K = 1.2 · 10 5 , recovery P = 99.9%, lead (II) C Pb = 0.005 g / dm 3 , distribution coefficient K = 1303.4, recovery P = 90.7%.

Использование способа позволяет исключить расход реагента, расширить область рН селективного извлечения и сократить время процесса.Using the method allows to eliminate the consumption of reagent, expand the pH range of selective extraction and reduce the process time.

Использование предлагаемого способа по сравнению с прототипом позволит повысить эффективность совместного или селективного извлечения ионов тяжелых металлов растворов, исключить или уменьшить расход реагентов и использовать более доступные и дешевые сорбенты.Using the proposed method in comparison with the prototype will improve the efficiency of joint or selective extraction of heavy metal ions of solutions, eliminate or reduce the consumption of reagents and use more affordable and cheap sorbents.

Figure 00000001
Figure 00000001

Figure 00000002
Figure 00000002

Claims (1)

Способ извлечения ионов тяжелых металлов из водных растворов, включающий введение глинистых материалов в исходный раствор с последующим перемешиванием и отстаиванием, отличающийся тем, что в качестве глинистосодержащих материалов используют гидрослюдистые глины морского происхождения ирлит-1 и/или ирлит-7 в количестве не более 5 г/дм3, при этом осуществляют селективное или совместное извлечение ионов тяжелых металлов при рН исходного раствора, равном 3-6,5, или с регулированием кислотно-основных характеристик раствора при рН 6,5-12.A method for the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions, including introducing clay materials into the initial solution, followed by stirring and settling, characterized in that hydromica clays of marine origin, irlit-1 and / or irlit-7, in an amount of not more than 5 g are used as clay-containing materials / dm 3 , while carrying out selective or joint extraction of heavy metal ions at a pH of the initial solution equal to 3-6.5, or with the regulation of acid-base characteristics of the solution at pH 6.5-12.
RU2004111067/02A 2004-04-12 2004-04-12 Method of joint or selective extraction of ions of heavy metals from aqueous solutions RU2263718C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004111067/02A RU2263718C1 (en) 2004-04-12 2004-04-12 Method of joint or selective extraction of ions of heavy metals from aqueous solutions

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004111067/02A RU2263718C1 (en) 2004-04-12 2004-04-12 Method of joint or selective extraction of ions of heavy metals from aqueous solutions

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004111067A RU2004111067A (en) 2005-10-20
RU2263718C1 true RU2263718C1 (en) 2005-11-10

Family

ID=35862656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004111067/02A RU2263718C1 (en) 2004-04-12 2004-04-12 Method of joint or selective extraction of ions of heavy metals from aqueous solutions

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2263718C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3516822A (en) * 1966-04-29 1970-06-23 Rech Geolog Miniere Separation process for nickel and cobalt
US4042665A (en) * 1976-09-27 1977-08-16 Falconbridge Nickel Mines Limited Cobalt ion exchange process
RU2106415C1 (en) * 1996-08-27 1998-03-10 Воропанова Лидия Алексеевна Method for withdrawal of ions of heavy metals from aqueous solutions
WO2002077301A1 (en) * 2001-03-23 2002-10-03 Oretek Limited Metal ion extraction materials and processes using same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3516822A (en) * 1966-04-29 1970-06-23 Rech Geolog Miniere Separation process for nickel and cobalt
US4042665A (en) * 1976-09-27 1977-08-16 Falconbridge Nickel Mines Limited Cobalt ion exchange process
RU2106415C1 (en) * 1996-08-27 1998-03-10 Воропанова Лидия Алексеевна Method for withdrawal of ions of heavy metals from aqueous solutions
WO2002077301A1 (en) * 2001-03-23 2002-10-03 Oretek Limited Metal ion extraction materials and processes using same

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
КОКОТОВ Ю.А. Иониты и ионный обмен. Ленинград, Химия, 1980, с.109-114. *

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004111067A (en) 2005-10-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Peng et al. Removal of arsenic from aqueous solution by adsorbing colloid flotation
CN102234161B (en) Treatment method of high-concentration arsenic-containing wastewater
US8920655B2 (en) Method for organics removal from mineral processing water using a zeolite
US4250030A (en) Process for the removal of cyanides from effluent
Ghazy et al. Removal of copper (II) from aqueous solutions by flotation using limestone fines as the sorbent and oleic acid as the surfactant
RU2176677C2 (en) Method of extraction of tungsten (vi) from aqueous solution
RU2424192C1 (en) Method of purifying waste water from chromium (iii) ions
RU2263718C1 (en) Method of joint or selective extraction of ions of heavy metals from aqueous solutions
RU2125972C1 (en) Method of treating sewage waters to remove ions of heavy metals
RU2145942C1 (en) Method of purification of sewage
RU2256710C1 (en) Method of recovering metal ions from aqueous solutions
CA1087329A (en) Process for the removal of metals from solutions
RU2601333C1 (en) Method for deposition of heavy nonferrous metals from industrial solutions and/or wastes
RU2106415C1 (en) Method for withdrawal of ions of heavy metals from aqueous solutions
Dzhevaga et al. Separation of the rare-earth elements (REE) by flotation approaches
WO1992022504A1 (en) Treatment of waste water
Korte et al. Evaluation of three different purities of crab-shell for the remediation of mine impacted water
RU2104316C1 (en) Method for precipitation of ions of heavy metals from industrial sewage waters
Bulai et al. Iron removal from wastewater using chelating resin purolite S930
RU2792510C1 (en) Method for purification of multicomponent industrial wastewater containing zinc and chromium
RU2742757C1 (en) Method for reducing emission into aquatic medium of chemical elements from galvanic sludge
RU2465215C2 (en) Method of purifying acidic multicomponent drainage solutions from copper and concomitant ions of toxic metals
RU2228797C2 (en) Method of flotation of ions of cadmium from deluted water solutions using the carrying agent
RU2767893C1 (en) Method of decontaminating waste solutions
Luo et al. Removal of Copper from Aqueous Amminecopper (II) Solution by Foam Flotation

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20060413