[go: up one dir, main page]

RU2383380C1 - Способ выделения хрома ( vi ) из водных растворов - Google Patents

Способ выделения хрома ( vi ) из водных растворов Download PDF

Info

Publication number
RU2383380C1
RU2383380C1 RU2008135870/15A RU2008135870A RU2383380C1 RU 2383380 C1 RU2383380 C1 RU 2383380C1 RU 2008135870/15 A RU2008135870/15 A RU 2008135870/15A RU 2008135870 A RU2008135870 A RU 2008135870A RU 2383380 C1 RU2383380 C1 RU 2383380C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mol
chromium
extraction
concentration
acid
Prior art date
Application number
RU2008135870/15A
Other languages
English (en)
Inventor
Татьяна Дмитриевна Батуева (RU)
Татьяна Дмитриевна Батуева
Александр Васильевич Радушев (RU)
Александр Васильевич Радушев
Михаил Иванович Дегтев (RU)
Михаил Иванович Дегтев
Original Assignee
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный университет"
Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук
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 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный университет", Институт технической химии Уральского отделения Российской академии наук filed Critical Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Пермский государственный университет"
Priority to RU2008135870/15A priority Critical patent/RU2383380C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2383380C1 publication Critical patent/RU2383380C1/ru

Links

Landscapes

  • Production Of Liquid Hydrocarbon Mixture For Refining Petroleum (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

Изобретение может быть использовано в химической технологии. Ионы хрома (VI) экстрагируют из кислых водных растворов протонированной формой N′,N'-дипентилгидразида 2-этилгексановой кислоты в виде его солей с серной или соляной кислотами в керосине. При концентрации серной кислоты более 3,5 моль/л и концентрации соляной кислоты более 4 моль/л для подавления образования третьей фазы используют модификатор - 0,04% раствор 2-этилгексанола. Изобретение позволяет повысить эффективность извлечения хрома (VI) в сильнокислых средах, упростить процесс и расширить ассортимент экстракционных реагентов. 1 з.п. ф-лы, 5 табл.

Description

Изобретение относится к экстракционным методам извлечения анионов металлокислот из водных растворов и может быть использовано для выделения хрома(VI) из кислых сред.
Ассортимент экстрагентов для извлечения хрома(VI) ограничен.
Известно извлечение хрома(VI) ионами четвертичного аммония в узком интервале кислотности (0,1 М HNO3) (Venkateswaran P., Palanivelu K. // Solvent extraction of hexavalent chromium with tetrabutyl ammonium bromide from aqueous solution. / Separ. And Purif. Technol. - 40, № 3. - С.279-284).
Наиболее широко для экстракции хрома(VI) из солянокислых и сернокислых сред применяют триалкиламины, с добавлением модификатора (Someda H.H., El-Shazly E.A., Sheha R.R. // The role of some compounds on extraction of chromium(VI) by amine extractants. J. Hazardous Mater. 2005. - 117, № 2-3. - С.213-219). Процесс происходит в узком интервале кислотности - из 1 моль/л водного раствора HCl, а добавление фенольных соединений сильно снижает экстракцию. Недостатком использования в качестве экстрагента смеси триалкиламина и 1-октанола является добавление 6 об.% модификатора и интервалом кислотности - 2 моль/л концентрации серной кислоты (Piao Xianglan, Zhao Huiyi, Zhu Shenlin // Removing Cr(VI) from wastewater by reactive extraction. / Tsinghua Sci. And Technol. 2002.7. №1, с.56-59).
Ближайшим аналогом является Способ экстракции ионов хрома(VI) из кислых сред 0,025-0,5 М растворами ТОА(триактинамина) в бензоле (Межов Э.А. Справочник по экстракции. Т.2. Экстракция аминами, солями аминов и четвертичных аммониевых оснований. - М.: Атомиздат.1977. - 304 с.). Недостатками прототипа являются плохая совместимость с углеводородными растворителями, относительно узкий интервал кислотности без образования 3-й фазы (<3 М HCl или H2SO4), невысокий коэффициент распределения в средах H2SO4 (α≈10 в 3 М H2SO4).
Задачей создания изобретения является разработка способа извлечения хрома(VI) из кислых растворов, с помощью экстрагента, хорошо совместимого с углеводородными растворителями, повышение эффективности извлечения хрома(VI) в более широком диапазоне кислотности, упрощение процесса и расширения ассортимента экстракционных реагентов.
Для решения поставленной задачи предлагается способ для выделения ионов хрома из водных сульфатных и хлоридных растворов, где в качестве реагента используют соли N',N'-дипентилгидразид 2-этилгексановой кислоты в протонированной форме в виде солей с H2SO4 или HCl, в общем виде {(H2L)+nXn-}, где Xn- - анионы
Figure 00000001
или Cl- в керосине.
При концентрации серной кислоты более 3,5 моль/л и при концентрации хлороводородной кислоты более 4 моль/л используют модификатор - 0,04% раствор 2-этилгексанола.
N',N'-дипентилгидразид 2-этилгексановой кислоты (С4Н9СН(С2Н5) CONHN(C5H11)2) (HL) является амфотерным бидентатным лигандом. В кислых средах (при pH<2) ДПГ-2-ЭГК протонируется, образуя соли с H2SO4 или HCl
Figure 00000002
Figure 00000003
Образующиеся соли становятся способны к экстракции анионов металлокислот по типу анионного обмена с ионами хрома(УТ), например
Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000006
Кислые растворы, содержащие ионы хрома(VI), перемешивали с 0.05 -0.1 моль/л растворами ДПГ-2-ЭГК в керосине, или в керосине с добавкой модификатора (высших спиртов); ДПГ-2-ЭГК при pH<2-3 переходили в соли (H2L)+nXn-, (где Xn- - анионы
Figure 00000007
или Cl-). При этом извлекаемые анионы хрома(VI) переходили в органическую фазу.
Из экстрактов, полученных в сернокислых и хлороводородных средах, анионы хрома(VI) переводили в водную фазу, перемешивая с водными растворами аммиака,
Описание способа для выделения ионов хрома(VI) из сернокислых и солянокислых растворов, характеризующегося признаками, идентичными всем признакам заявляемого решения, в источниках информации не обнаружено. Предлагаемый способ отличается от выбранного прототипа тем, что для выделения ионов хрома(VI) из кислых растворов в качестве реагента используют N',N'-дипентилгидразид 2-этилгексановой кислоты в протонированной форме (в виде солей с H2SO4 или HCl) в керосине, а в качестве модификатора при концентрации серной кислоты 3,5 моль/л и при концентрации хлороводородной кислоты >4 моль/л использовали 0,04% раствор 2-этилгексанола.
Использование протонированной формы N',N'-дипентилгидразида 2-этилгексановой кислоты в источниках информации также не обнаружено. Достижение заявляемого технического эффекта возможно только при использовании всех существенных признаков предлагаемого решения в совокупности, что обеспечивает соответствие его критерию изобретения «изобретательский уровень».
Пример 1. Приготовление протонированной формы N',N'-дипентилгидразида 2-этилгексановой кислоты
В делительную воронку помещали определенное количество реагента в керосине (от 0,001 до 0,1 моль/л) и кислоту (0,4 моль/л HCl или 0,75 моль/л H2SO4) в соотношении 1:1, встряхивали 10 минут и оставляли до полного разделения фаз (табл.1).
Таблица 1
№ опыта Концентрация ДПГ-2-ЭГК,моль/л HCl=0,4 моль/л H2SO4=0,75 моль/л
конц-я соли, % конц-я соли, %
1. 0,001 100,0 100,0
2. 0,01 100,0 100,0
3. 0,05 100,0 100,0
4. 0,1 осадок Осадок
Пример 2. Кинетика экстракции хрома(VI) солью реагента и его основанием. В делительную воронку емкостью 100 мл помещали 5 мл 0,0016 и 0,05 моль/л раствора соли металла, соответствующее количество HCl или H2SO4 для создания необходимой кислотности и доводили дистиллированной водой до объема 25 мл. Добавляли 5 мл ДПГ-2-ЭГК в керосине в нейтральной (HL) или протонорованной (H2L+) формах и экстрагировали 1,3, 5. 10 мин. После расслаивания водную фазу фильтровали и измеряли величину pH. Остаточное содержание ионов хрома(VI) в водной фазе находили фотометрическим методом
Таблица 2
Кинетика экстракции
№ опыта Vo:Vв τ, мин
Figure 00000008
, % (HL)
Figure 00000009
, %
(H2L+)
1 1:5 1 30 100
2 1:5 3 80 100
3 1:5 5 95 100
4 1:5 10 95 100
5 1:2 1 30 100
Максимальная степень извлечения Cr(VI) нейтральной формой ДПГ-2-ЭГК (HL) достигается при встряхивании водной и органической фазы в течение 5 мин, а протонированной формой ДПГ-2-ЭГК (H2L+) - происходит практически мгновенно при отношении Vo:Vв=1:5 и 1:2.
Пример 3. Исследование экстракции ионов хрома(VI) N',N'-дипентилгидразидом 2-этилгексановой кислоты.
В делительную воронку емкостью 100 мл помещали 5 мл 0,0016 и 0,05 моль/л раствора соли металла, соответствующее количество HCl, H2SO4, КОН для создания необходимой кислотности и доводили дистиллированной водой до объема 25 мл. Добавляли 5 мл ДПГ-2-ЭГК в керосине в нейтральной (HL) или протонорованной (H2L+) формах и экстрагировали 5 или 1 мин соответственно. После расслаивания водную фазу фильтровали и измеряли величину pH. Остаточное содержание ионов хрома(VI) в водной фазе находили фотометрическим методом.
Таблица 3
Эффективность извлечения хрома(VI) 0,05 моль/л нейтральным раствором N',N'-дипентилгидразида 2-этилгексановой кислоты (HL) в керосине из сернокислых растворов;
Figure 00000010
№ опыта
Figure 00000011
Оптимальные условия экстракции
Figure 00000009
, %
1 0,0016 0,5-1,5 моль/л H2SO4 90-95
2 0,05 0,5-1,5 моль/л H2SO4 90-95
Таблица 4
Эффективность извлечения хрома(VI) 0,05 моль/л протонированной формой N',N'-дипентилгидразида 2-этилгексановой кислоты (H2L+) в керосине из сернокислых растворов;
№ примера
Figure 00000011
Оптимальные условия экстракции
Figure 00000009
,%
10 0,0016 от pH 1 до концентрации H2SO4 4 моль/л 95-99,9
11 0,05 От pH 1 до концентрации H2SO4 4 моль/л 95-99,9
Таблица 5
Эффективность извлечения хрома(VI) 0,05 моль/л протонированной формой N',N'-дипентилгидразида 2-этилгексановой кислоты (H2L+) в керосине из солянокислых растворов;
Figure 00000013
№ примера
Figure 00000011
Оптимальные условия экстракции
Figure 00000014
, %
12 0,0016 0,4-3 моль/л HCl 95-99,9
13 0,05 0,4-3 моль/л HCl 95-99,9
Пример 4. Исследование экстракции ионов хрома(VI) N',N'-дипентилгидразидом 2-этилгексановой кислоты с использованием модификатора.
В делительную воронку емкостью 100 мл помещали 5 мл 0,0016 и 0,05 моль/л раствора соли металла, соответствующее количество НС1, H2SO4 и КОН для создания необходимой кислотности и доводили дистиллированной водой до объема 25 мл. Добавляли 5 мл ДПГ-2-ЭГК в керосине в нейтральной (HL) или протонорованной (H2L+) формах, 0,04 об.% модификатора - 2-этилгексанола и экстрагировали 1 мин - (H2L+) форма или 5 мин - (HL) форма. После расслаивания водную фазу фильтровали и измеряли величину pH. Остаточное содержание ионов хрома(VI) в водной фазе находили фотометрическим методом.
При извлечении хрома(VI) нейтральной формой реагента при концентрации серной кислоты >1,5 моль/л (опыт 1) и при извлечении хрома(VI) протонированной формой реагента при концентрации серной кислоты >3,0 моль/л (опыт 2) и при концентрации хлороводородной кислоты >4,0 моль/л (опыт 3) происходит выделение комплекса в осадок (в виде пленки) на границе раздела фаз, который исчезает при добавлении 0,04% 2-этилгексанола.
Из приведенных примеров видно, что применение протонированной формы реагента наиболее эффективно при экстракции Cr(VI) в керосин по сравнению с основанием реагента.
Таким образом, предлагаемые экстрагенты по сравнению с прототипом имеют следующие преимущества.
1. Хорошо совместимы с углеводородными растворителями.
2. Оптимальная область извлечения Cr(VI) протонированной формой N',N'-дипентилгидразида 2-этилгексановой кислоты составляет pH 1-4 моль/л H2SO4 в сернокислых растворах и 0,4-4 моль/л HCl в солянокислых растворах без образования 3-их фаз.
3. Модификатор добавляется при концентрации серной кислоты >3,0 моль/л и при концентрации хлороводородной кислоты >4,0 моль/л. Оптимальные области извлечения увеличиваются до 4 моль/л H2SO4 в сернокислых растворах и 8 моль/л НС1 в солянокислых растворах.
4. Реэкстракция Cr(VI) протекает при рН ~ 4,6 (при содержании NH3~0,016 моль/л).

Claims (2)

1. Способ выделения ионов хрома (VI) из кислых водных растворов с использованием органического реагента, отличающийся тем, что в качестве реагента используют N',N'-дипентилгидразид 2-этилгексановой кислоты в протонированной форме в виде солей с H2SO4 или HCl в общем виде {(H2L)n+Xn-}, где Xn-- анионы SO42- или Cl- в керосине.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что при концентрации серной кислоты более 3,5 моль/л и при концентрации хлороводородной кислоты более 4 моль/л используют модификатор - 0,04%-ный раствор 2-этилгексанола.
RU2008135870/15A 2008-09-04 2008-09-04 Способ выделения хрома ( vi ) из водных растворов RU2383380C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008135870/15A RU2383380C1 (ru) 2008-09-04 2008-09-04 Способ выделения хрома ( vi ) из водных растворов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2008135870/15A RU2383380C1 (ru) 2008-09-04 2008-09-04 Способ выделения хрома ( vi ) из водных растворов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2383380C1 true RU2383380C1 (ru) 2010-03-10

Family

ID=42135118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2008135870/15A RU2383380C1 (ru) 2008-09-04 2008-09-04 Способ выделения хрома ( vi ) из водных растворов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2383380C1 (ru)

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2351177A1 (fr) * 1976-05-13 1977-12-09 Goldschmidt Ag Th Traitement de dechets de boue d'hydroxydes de metaux non ferreux
SU1136485A1 (ru) * 1983-06-09 1992-06-15 Мариупольский металлургический институт Способ извлечени цветных металлов из кислых или щелочных растворов экстракцией

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2351177A1 (fr) * 1976-05-13 1977-12-09 Goldschmidt Ag Th Traitement de dechets de boue d'hydroxydes de metaux non ferreux
SU1136485A1 (ru) * 1983-06-09 1992-06-15 Мариупольский металлургический институт Способ извлечени цветных металлов из кислых или щелочных растворов экстракцией

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
PIAO XIANGLAN et al. Removing Cr(VI) from wastewater by reactive extraction, Tsingua science and technology. 2002, vol.7, №1, p.56-59. SOMEDA H.H. et al. The role of some compounds on extraction of chromium (VI) by amine extractants, J. Hazardous Mater, 2005, vol.117, №2-3, p.p.213-219. VENKATESWARAN P., PALANIVELU K. Solvent extraction of hexavalent chromium with tetrabutyl ammonium bromide from aqueous solution. Separation and Purification Technology, 2004, vol.40, p.279-284. *
МЕЖОВ Э.А. Справочник по экстракции. Экстракция аминами, солями аминов и четвертичных аммониевых оснований. - М.: Атомиздат, 1977, т.2., с.225-226. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9896743B2 (en) Method for re-extraction of rare-earth metals from organic solutions and preparing concentrate of rare-earth metals
US10781506B2 (en) Making mineral salts from various sources
CN103451427B (zh) 一种重稀土与轻稀土金属的分离方法及分离萃取剂
Firmansyah et al. Application of ionic liquids in solvent extraction of platinum group metals
Ling et al. Highly selective removal of Ni (II) from plating rinsing wastewaters containing [Ni-xNH3-yP2O7] n complexes using N-chelating resins
CN103153874A (zh) 电镀工业排放液的处理
US20130187086A1 (en) Phosphorus-adsorbing material and phosphorus recovery system
JP5619238B1 (ja) スカンジウム回収方法
RU2383380C1 (ru) Способ выделения хрома ( vi ) из водных растворов
CA3017299A1 (en) Scandium purification method
CN114620859B (zh) 一种皂化p507废水中溶解态p507的去除方法
CN110699546A (zh) 一种萃取剂及其制备方法与应用
CN103112876A (zh) 一种利用硝酸和氯化钾制备硝酸钾的方法
CN101659438A (zh) 一种硫酸铝溶液中铁的萃取去除方法
US11254999B2 (en) Ionic liquid-acid aqueous two-phase system
Belova et al. Extraction and separation of lanthanides from aqueous chloride and nitrate media using mixtures of binary extractants based on secondary and tertiary amines
RU2188157C2 (ru) Способ извлечения тория из водных растворов, содержащих редкоземельные металлы
US20140121138A1 (en) Process for removal of zinc, iron and nickel from spent completion brines and produced water
JP2021178997A (ja) 希土類金属又は鉄の抽出剤
Tran et al. Interactions between ionic liquid (ALiCY) and TBP and their use in hydrometallurgy for extracting co (II) and Ni (II)
US20150053621A1 (en) Method for treating water and flocculant for organic substances
Juang et al. Extraction of acetate from simulated waste solutions in chloromycetin production
RU2382670C1 (ru) Способ выделения ионов рения (vii) из водных растворов
RU2008136586A (ru) Способ выделения радиоолова в состоянии без носителя из интерметаллида ti-sb (варианты)
CN116640564B (zh) 一种缓蚀剂及其制备方法

Legal Events

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

Effective date: 20100905