RU2233900C1

RU2233900C1 - Method of concentration of indium from sulfate solutions

Info

Publication number: RU2233900C1
Application number: RU2003119832/02A
Authority: RU
Inventors: Л.А. Казанбаев (RU); Л.А. Казанбаев; П.А. Козлов (RU); П.А. Козлов; А.В. Колесников (RU); А.В. Колесников; А.И. Скудный (RU); А.И. Скудный; А.П. Гиршенгорн (RU); А.П. Гиршенгорн; В.Ю. Несмелов (RU); В.Ю. Несмелов
Original assignee: Открытое Акционерное Общество "Челябинский цинковый завод"
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2004-08-10
Also published as: RU2003119832A

Abstract

FIELD: non-ferrous metallurgy; technology of trace rare elements; extraction of indium from sulfate zinc solutions at increased content of silica.

SUBSTANCE: proposed method includes stages of extraction of indium by organic phase containing di-2-ethyl hexyl phosphoric acid in diluent followed by stage of re-extraction of indium by sulfuric acid solution and chloride-containing agent; diluent contains 2-ethyl hexanoic acid of fraction C8 and oil paraffin of fraction C13 at the following relationship of components in organic phase, vol.-%: di-2ethyl hexyl phosphoric acid, 15-20; 2-ethyl hexanoic acid of fraction C8, 30-35; oil paraffin of fraction C13, 45-55.

EFFECT: reduced formation of difficultly breaking emulsions; increased extraction of indium at extraction stage.

1 tbl

Description

Изобретение относится к технологии редких и рассеянных элементов и может быть использовано при извлечении индия из сульфатных цинковых растворов с повышенным содержанием кремнезема.The invention relates to the technology of rare and trace elements and can be used to extract indium from zinc sulfate solutions with a high content of silica.

Известен способ концентрирования индия, включающий стадию экстракции индия из сульфатных цинковых растворов 0,3 н раствором ди-2-этилгексилфосфорной кислоты (Д2ЭГФК) и других компонентов в керосине (см. кн. А.Н.Зеликман и др. Металлургия редких металлов. М.: Металлургия, 1978 г., с.466).A known method of concentrating indium, comprising the step of extracting indium from zinc sulfate solutions with a 0.3 n solution of di-2-ethylhexylphosphoric acid (D2EHPA) and other components in kerosene (see pr. A.N. Zelikman and others. Rare metals metallurgy. M .: Metallurgy, 1978, p. 466).

Недостатком указанного способа является то, что процесс проводится с использованием горючего растворителя керосина с температурой вспышки 53-55°С, что требует дополнительных капитальных затрат на обеспечение пожаробезопасности участка экстракции.The disadvantage of this method is that the process is carried out using a combustible solvent of kerosene with a flash point of 53-55 ° C, which requires additional capital costs to ensure fire safety of the extraction section.

Известен способ концентрирования индия, включающий стадию экстракции индия из сульфатных цинковых растворов экстрагентом состава: ди-2-этилгексилфосфорной кислоты (Д2ЭГФК) - 0,7 М (18,5 об.%); триалкиламин (ТАА) - 0,2 М (4,4 об.%); растворитель (синтетические жирные кислоты (СЖК)) С₇-С₉ (ГОСТ 23239-78) - 77,1 об.% (см. Цветные металлы, 1992, №2, с.44-45).A known method of concentrating indium, comprising the step of extracting indium from zinc sulfate solutions with an extractant of the composition: di-2-ethylhexylphosphoric acid (D2EHPA) - 0.7 M (18.5 vol.%); trialkylamine (TAA) 0.2 M (4.4 vol.%); solvent (synthetic fatty acids (FFA)) C ₇ -C ₉ (GOST 23239-78) - 77.1 vol.% (see Non-ferrous metals, 1992, No. 2, p. 44-45).

Недостатком указанного способа является то, что составе экстрагента используется триалкиламин, который частично попадает в основной гидрометаллургический цикл завода и отрицательно влияет на показатели электролиза.The disadvantage of this method is that the composition of the extractant uses trialkylamine, which partially falls into the main hydrometallurgical cycle of the plant and adversely affects the electrolysis performance.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ концентрирования индия из сульфатных цинковых растворов, включающий стадии экстракции органической фазой состава: ди-2-этилгексилфосфорная кислота (Д2ЭГФК) - 0,7 М (19,4 об.%); растворитель (синтетические жирные кислоты (СЖК)) С₇-С₉ (ГОСТ 23239-78) - 80,6 об.% с последующей реэкстракцией индия раствором серной кислоты и хлорсодержащим реагентом (см. патент №2048563, кл. С 22 В 58/00, опубл. 20.11.95 г., Бюл. №32).The closest in technical essence and the achieved result is a method for concentrating indium from zinc sulfate solutions, which includes the stages of extraction with the organic phase of the composition: di-2-ethylhexylphosphoric acid (D2EGFK) - 0.7 M (19.4 vol.%); solvent (synthetic fatty acids (FFA)) C ₇ -C ₉ (GOST 23239-78) - 80.6 vol.% followed by reextraction of indium with a solution of sulfuric acid and a chlorine-containing reagent (see patent No. 2048563, class C 22 V 58 / 00, published on November 20, 1995, Bull. No. 32).

Недостатком указанного способа является высокая вязкость (выше 12-15 мм²/с) и плотность (выше 0,92-0,94 г/см³) органической фазы, что затрудняет переработку сульфатных цинковых растворов с повышенным содержанием растворимого кремнезема до 300-500 мг/дм (норма для экстракции 50-150 мг/дм³ кремнезема в растворе) в связи с интенсивным образованием труднорасслаивающихся эмульсий фазы, что затрудняет переработку сульфатных цинковых растворов с повышенным содержанием растворимого кремнезема до 300-500 мг/дм³ (норма для экстракции 50-150 мг/дм³ кремнезема в растворе) в связи с интенсивным образованием труднорасслаивающихся эмульсий.The disadvantage of this method is the high viscosity (above 12-15 mm ² / s) and density (above 0.92-0.94 g / cm ³ ) of the organic phase, which complicates the processing of zinc sulfate solutions with a high soluble silica content up to 300-500 mg / dm (the norm for extraction is 50-150 mg / dm ^{3 of} silica in solution) due to the intensive formation of hard-phase phase emulsions, which complicates the processing of zinc sulfate solutions with a high content of soluble silica up to 300-500 mg / dm ³ (norm for extraction 50-150 mg / dm ³ silica in races creator) due to the intense formation of hard-to-delaminate emulsions.

Техническим результатом данного изобретения является снижение образования труднорастворимых эмульсий при переработке растворов с высоким содержанием растворимого кремнезема, снижение потерь индия с рафинатом и эмульсиями и тем самым повышение извлечения индия на стадии экстракции. Указанный результат достигается тем, что в способе концентрирования индия из сульфатных цинковых растворов, включающем стадию экстракции индия органической фазой, содержащей ди-2-этилгексилфосфорную кислоту (Д2ЭГФК) в разбавителе и последующую стадию реэкстракции индия раствором серной кислоты и хлоридсодержащим реагентом, в состав разбавителя входят 2-этилгексановая кислота фракции С₈ и нефтяной парафин фракции С₁₃ при следующем соотношении компонентов в органической фазе, об.%:The technical result of this invention is to reduce the formation of sparingly soluble emulsions in the processing of solutions with a high content of soluble silica, to reduce the loss of indium with raffinate and emulsions, and thereby increase the extraction of indium at the extraction stage. This result is achieved by the fact that in the method of concentrating indium from zinc sulfate solutions, which includes the step of extracting indium with an organic phase containing di-2-ethylhexylphosphoric acid (D2EHPA) in a diluent and the subsequent stage of re-extraction of indium with a solution of sulfuric acid and a chloride-containing reagent, the diluent is 2-ethylhexanoic acid fraction C ₈ and petroleum paraffin fraction C ₁₃ in the following ratio of components in the organic phase, vol.%:

Ди-2-этилгексилфосфорной кислоты (Д2ЭГФК) 15-20Di-2-ethylhexylphosphoric acid (D2EGFK) 15-20

2-этилгексановая кислота 30-352-ethylhexanoic acid 30-35

Нефтяной парафин фракции С₁₃ 45-55Petroleum paraffin fraction C ₁₃ 45-55

Способ осуществляется следующим образом.The method is as follows.

Исходный сульфатный цинковый раствор проходит стадию восстановления железа, затем пульпа фильтруется на фильтр-прессах, и отфильтрованный раствор состава, г/л: индий 0,2-1,0; цинк 80-120; железо (+3) менее 0,1; медь 3-10; кремнезем 0,2-0,5, поступает на экстракцию. Экстракция проходит при использовании органической фазы, включающей в себя Д2ЭГФК (ТУ 06-02-1047-78), 2-этилгексановую кислоту фракция С₈ (ТУ 2431-03-53525700-01) и нефтяной парафин фракции С₁₃ (ТУ 0255-042-04689375-95) в соотношениях, соответственно, об.%: 15-20, 30-35 и 45-55. Соотношение органической и водной фазы (о:в) на стадии экстракции 1:3. Реэкстракцию индия проводят раствором состава: H₂SO₄ - 300-400 г/л и хлористого натрия - 25-35 г/л при соотношении (о:в) на стадии реэкстракции=15-20 : 1. Полученный реэкстракт с содержанием индия 30-40 г/л направляют на последующие стадии очистки, цементации и т.д.The initial zinc sulfate solution passes the stage of iron reduction, then the pulp is filtered on filter presses, and the filtered solution of the composition, g / l: indium 0.2-1.0; zinc 80-120; iron (+3) less than 0.1; copper 3-10; silica 0.2-0.5, goes to the extraction. Extraction takes place using an organic phase, including D2EGFK (TU 06-02-1047-78), 2-ethylhexanoic acid fraction C ₈ (TU 2431-03-53525700-01) and petroleum paraffin fraction C ₁₃ (TU 0255-042 -04689375-95) in ratios, respectively, vol.%: 15-20, 30-35 and 45-55. The ratio of the organic and aqueous phases (o: c) at the extraction stage is 1: 3. Re-extraction of indium is carried out with a solution of the composition: H ₂ SO ₄ - 300-400 g / l and sodium chloride - 25-35 g / l with a ratio (o: c) at the stage of re-extraction = 15-20: 1. The resulting re-extract with an indium content of 30 -40 g / l is sent to the subsequent stages of cleaning, cementation, etc.

Предложенный способ испытан в промышленных условиях.The proposed method is tested in an industrial environment.

Испытания показали, что экстракция индия органической фазой состава, об.%: Д2ЭГФК - 15-20; 2-этилгексановая кислота фракции C₈ - 30-35; нефтяной парафин фракции С₁₃ - 45-55 позволяет практически исключить образование труднорасслаивающихся эмульсий, уменьшить потери индия с эмульсиями и рафинатами, что увеличивает его извлечение на стадии экстракции. Пределы изменения компонентов в органической фазе связаны с оптимальной величиной ее вязкости 6-9 мм²/с для ведения процесса экстракции индия из растворов с высоким содержанием кремнезема, эффективностью и избирательностью экстрагента. Так, при увеличении количества 2-этилгексановой кислоты более 35% возрастает вязкость органической фазы выше оптимальной (6-9 мм²/с) и приводит к увеличению образования эмульсий. При повышении содержания парафина выше 55% уменьшается вязкость органической фазы менее 6 мм²/с, что ухудшает разделение фаз и повышает потери индия с рафинатом. При снижении количества Д2ЭГФК ниже 15% повышаются потери индия с рафинатом и уменьшается производительность установки. При содержании Д2ЭГФК более 20% и при дозировке 2-этилгексановой кислоты менее 30%, а нефтяного парафина менее 45% показатели извлечения индия не увеличиваются, однако, возрастают затраты на экстрагент и повышается вязкость раствора, что сказывается на увеличении образования эмульсий.Tests have shown that the extraction of indium by the organic phase of the composition, vol.%: D2EGFK - 15-20; 2-ethylhexanoic acid fraction C ₈ - 30-35; Petroleum paraffin fraction C ₁₃ - 45-55 allows to practically eliminate the formation of hard-separable emulsions, to reduce the loss of indium with emulsions and raffinates, which increases its extraction at the extraction stage. The limits of variation of the components in the organic phase are associated with the optimum value of its viscosity of 6-9 mm ² / s for conducting the process of extraction of indium from solutions with a high content of silica, the efficiency and selectivity of the extractant. So, with an increase in the amount of 2-ethylhexanoic acid over 35%, the viscosity of the organic phase increases above the optimum (6-9 mm ² / s) and leads to an increase in the formation of emulsions. With an increase in paraffin content above 55%, the viscosity of the organic phase decreases to less than 6 mm ² / s, which worsens the phase separation and increases the loss of indium with raffinate. With a decrease in the amount of D2EHPA below 15%, the losses of indium with raffinate increase and the productivity of the plant decreases. When the content of D2EHPA is more than 20% and at a dosage of 2-ethylhexanoic acid less than 30%, and oil paraffin less than 45%, indium extraction rates do not increase, however, the costs of the extractant increase and the viscosity of the solution increases, which affects the increase in the formation of emulsions.

Проверку способа осуществляли следующим образом.The verification of the method was carried out as follows.

Сульфатный цинковый раствор с повышенным содержанием кремнезема состава, г/л: индий 0,55; цинк 105; кремнезем 0,4, подавали на экстракцию вместе с органической фазой состава, об.%: Д2ЭГФК - 15-20; 2-этилгексановая кислота фракции C₈ - 30-35; нефтяной парафин фракции С₁₃ - 45-55. Вязкость органической смеси составляла 7,5 мм²/с. Производительность установки по цинковому раствору составляла 5 м³/ч, а соотношение органической и водной фазы (о:в) на стадии экстракции составляло 1:3. В аналогичных условиях был проверен известный способ.Sulphate zinc solution with a high content of silica composition, g / l: indium 0.55; zinc 105; silica 0.4, filed for extraction together with the organic phase of the composition, vol.%: D2EGFK - 15-20; 2-ethylhexanoic acid fraction C ₈ - 30-35; petroleum paraffin fraction C ₁₃ - 45-55. The viscosity of the organic mixture was 7.5 mm ² / s. The productivity of the installation in the zinc solution was 5 m ³ / h, and the ratio of the organic and aqueous phases (o: c) at the extraction stage was 1: 3. In similar conditions, a known method was tested.

В таблице приведены сравнительные данные проверки известного и предлагаемого способа концентрирования индия из сульфатных цинковых растворов.The table shows comparative verification data of the known and proposed method for the concentration of indium from zinc sulfate solutions.

Как видно из полученных данных, при использовании предлагаемого способа переработка цинксульфатных растворов с повышенным содержанием кремнезема практически исключается образование труднорасслаивающихся эмульсий, снижаются потери индия с рафинатом и эмульсиями, что увеличивает извлечение индия на стадии экстракции на 4,0%.As can be seen from the data obtained, when using the proposed method, the processing of zinc sulfate solutions with a high content of silica practically eliminates the formation of hard-to-separate emulsions, and the loss of indium with raffinate and emulsions decreases, which increases the extraction of indium at the extraction stage by 4.0%.

Claims

A method of concentrating indium from zinc sulfate solutions, comprising the steps of extracting indium with an organic phase containing di-2-ethylhexylphosphoric acid in a diluent and the subsequent step of stripping indium with a solution of sulfuric acid and a chloride-containing agent, characterized in that the diluent contains 2-ethylhexanoic acid of fraction C ₈ and petroleum paraffin fraction C ₁₃ in the following ratio of components in the organic phase, vol.%:

Di-2-ethylhexylphosphoric acid 15-20

2-ethylhexanoic acid fraction C ₈ 30-35

Petroleum paraffin fraction C ₁₃ 45-55