[go: up one dir, main page]

RU2710615C1 - Способ сорбционного извлечения рения из водных растворов - Google Patents

Способ сорбционного извлечения рения из водных растворов Download PDF

Info

Publication number
RU2710615C1
RU2710615C1 RU2019126076A RU2019126076A RU2710615C1 RU 2710615 C1 RU2710615 C1 RU 2710615C1 RU 2019126076 A RU2019126076 A RU 2019126076A RU 2019126076 A RU2019126076 A RU 2019126076A RU 2710615 C1 RU2710615 C1 RU 2710615C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sorption
rhenium
sorbent
polyallylamine
aqueous solutions
Prior art date
Application number
RU2019126076A
Other languages
English (en)
Inventor
Ольга Викторовна Мельчакова
Надежда Викторовна Печищева
Анна Дмитриевна Коробицына
Александр Викторович Пестов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН)
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 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН)
Priority to RU2019126076A priority Critical patent/RU2710615C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2710615C1 publication Critical patent/RU2710615C1/ru

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/22Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition
    • C22B3/24Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by physical processes, e.g. by filtration, by magnetic means, or by thermal decomposition by adsorption on solid substances, e.g. by extraction with solid resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22BPRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B61/00Obtaining metals not elsewhere provided for in this subclass
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

Изобретение относится к гидрометаллургии редких элементов, в частности к способам применения органических сорбентов для извлечения из водных растворов ионов рения (VII), в том числе для последующего определения их концентрации. Проводят сорбционное извлечение рения из водных растворов. Сорбцию ведут в среде ацетатного буфера в статических условиях органическим сорбентом при поддержании определенных показателей рН и соотношения сорбент : раствор с последующим отделением сорбента. В качестве органического сорбента используют сорбент на основе полиаллиламина, а сорбцию ведут при поддержании показателя рН=2,8-5,1. Изобретение позволяет повысить степень сорбции рения из водных растворов. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии редких элементов, в частности к способам применения органических сорбентов для извлечения из водных растворов ионов рения (VII), в том числе для последующего определения их концентрации.
Рений - стратегически важный металл, поскольку широко востребован в авиационной, атомной и космической отраслях промышленности. Основными важнейшими сырьевыми источниками получения рения в промышленном масштабе являются молибденовые и медные сульфидные руды. Содержание рения в подобном сырье невелико и для его извлечения часто используют сорбцию, так как она относится к относительно простыми, малозатратным, хорошо управляемым и энергетически выгодным процессам, отличающимся отсутствием вторичных загрязнений.
Известен способ извлечения рения из растворов, включающий его сорбцию на хитозане (Kim Е., Benedetti М.F., Boulegue J. Removal of dissolved rhenium by sorption on to organic polymers: study of rhenium as an analogue of radioactive technetium // WaterRes. 2004. V. 38. №2. P. 448-454). Сорбцию проводили из растворов с концентрацией рения 0,2-2 мг/л при рН 3-6,5 в присутствии 0,1-0,01 М KNO3 с добавлением хитозана (соотношение фаз при сорбции Т:Ж=1:250). Основными недостатками способа являются большая продолжительность этого процесса (7 суток) и невысокая степень сорбции (не более 50%).
Известен также сорбционный способ извлечения редкоземельных элементов из растворов, содержащих железо(Ш) и алюминий. В качестве сорбента использовали амфолит с иминодиацетатными функциональными группами и сорбцию проводили после предварительной нейтрализации или подкисления раствора до рН=4÷5 любым щелочным или кислым агентом с дальнейшим введением амфолита в полученную пульпу без отделения твердой части, при соотношении амфолит : пульпа 1:50÷150, времени контакта фаз 3÷6 часов и в присутствии восстановителя (RU 2484162, МПК С22 В 59/00, C01F 17/00, С22В 3/24, опубл. 10.07.2012).
Недостатками данного способа являются длительность процесса сорбции, которая составляет несколько часов для достижения высоких степеней извлечения, а также необходимость введения дополнительных реагентов - восстановителей для устранения депрессирующего влияния примеси железа(Ш) на сорбцию.
Известен также способ извлечения рения из растворов, включающий сорбцию с использованием в качестве сорбента слабоосновного анионита КЭП200, или А170, или А100, или А172, обработанного раствором серной кислоты с концентрацией 3-15 г/л. Сорбцию рения проводили из технологических растворов подземного выщелачивания рения в статических условиях при рН 3,6-7. Растворы контактировали с анионитом непрерывно при постоянном перемешивании в течение 24 часов при объемном соотношении анионита и раствора 1:1000 (RU 2618998, МПК С22В 61/00, С22В 3/24, опубл. 11.05.2017).
Недостатками данного способа являются длительное время сорбции и необходимость обработки сорбента в растворе серной кислоты.
Наиболее близким к заявляемому способу является способ извлечения рения из водных растворов (прототип), включающий проведение сорбции рения в статических условиях при рН=3±0,1 с использованием органического сорбента - N-2-(2-пиридил)этилхитозана (ПЭХ) при соотношении фаз Т:Ж=1:500 (для концентрации рения 5 мг/л) и использовании в качестве среды ацетатного буферного раствора из смеси NaOH и СН3СООН. Способ позволяет извлекать рений из водных растворов со степенью сорбции 97%, за 3-5 мин контактирования фаз. (RU 2637452, МПК С22В 61/00, С22В 3/24, опубл. 04.12.2017).
Недостатками способа являются недостаточно высокая степень сорбции рения и низкая селективность по отношению к перренат-ионам при извлечении рения из растворов, содержащих молибдат-ионы и ионы меди.
Техническим результатом заявляемого изобретения является повышение степени сорбции рения в форме ионов рения (VII) из водных растворов, в том числе из водных растворов, содержащих сопутствующие ионы, органическими сорбентами с высокой степенью сорбции и селективностью.
Указанный технический результат достигается тем, что в способе сорбционного извлечения рения из водных растворов, включающем сорбцию рения в среде ацетатного буфера в статических условиях органическим сорбентом при поддержании определенных показателей рН и соотношения сорбент : раствор с последующим отделением сорбента, согласно изобретению в качестве органического сорбента используют сорбент на основе полиаллиламина, а сорбцию ведут при поддержании показателя рН=2,8-5,1. При этом в качестве сорбента на основе полиаллиламина используют полиаллиламин, сшитый эпихлоргидрином (ПАА), при поддержании рН=2,8-5,1, или пиридилметил-полиаллиламин, сшитый эпихлоргидрином (ПМПАА), при поддержании рН=3,0-3,4, или имидазолилметил-полиаллиламин, сшитый эпихлоргидрином (ИМПАА), при поддержании рН=3,0.
Полиаллиламин (ПАА), сшитый эпихлоргидрином, имеет формулу:
Figure 00000001
Пиридилметил-полиаллиламин, сшитый эпихлоргидрином (ПМПАА), имеет формулу:
Figure 00000002
Имидазолилметил-полиаллиламин, сшитый эпихлоргидрином (ПМПАА), имеет формулу:
Figure 00000003
Использование в качестве сорбентов полиаллиламина, сшитого эпихлоргидрином, и его производных при определенном соотношении сорбент: раствор в среде ацетатного буферного раствора (смесь 1 М NaOH и 1М СН3СООН) позволяет извлекать рений из водных растворов со степенью сорбции выше 98% за 10 мин контактирования фаз и позволяет добиться достаточно низкой степени влияния ионов меди (II) и молибдена (VI) на степень сорбции рения (VII) при невысоком расходе сорбентов.
Рисунок 1. Зависимость степени сорбции ионов рения (VII) сорбентами от рН в среде ацетатного буфера: 1 - ПАА, 2 - ПМПАА, 3 - ИМПАА, 4 - ПЭХ.
Рисунок 2. Зависимость степени сорбции ионов рения (VII) от времени сорбции: 1 - ПАА, 2 - ИМПАА, 3 - ПМПАА, 4 - ПЭХ.
Способ осуществляют следующим образом.
Сорбцию рения из водных растворов проводят в статическом режиме при Т=20-25°С. В мерную колбу вместимостью 25 мл помещают аликвотную часть 2.5, 5 мл раствора рения концентрацией 50 мг/л. В 25 мл раствора добавляют навеску азотсодержащего полимерного сорбента. Требуемое значение рН растворов устанавливают ацетатным буферным раствором, приготовленным из смеси 1 М раствора NaOH и 1 М раствора СН3СООН. Сорбцию проводят в течение 10 мин при постоянном перемешивании, после чего отделяют сорбент фильтрованием.
Пример 1. Зависимость степени сорбции рения (VII) от кислотности среды. В раствор, содержащий перренат-ионы с концентрацией 5 мг/л, с рН от 2,8 до 5,1 (установленным ацетатным буферным раствором, приготовленным из 1 М NaOH и 1 М СН3СООН), помещают навеску сорбента (0,05 г или 0,1 г). Для протекания сорбции растворы с сорбентом оставляют на сутки при комнатной температуре (20-25°С) и далее отделяют сорбент фильтрованием через фильтр «зеленая лента».
Содержание рения в растворах определяют с помощью атомно-эмиссионного спектрометра «Optima 2100 DV» (PerkinElmer). Степень сорбции (R) рения рассчитывают как отношение разницы между исходным и остаточным содержанием рения в растворе к исходному содержанию, в %.
Установлено, что исследуемые полиаллиламин, сшитый эпихлоргидрином, и его производные проявляют хорошую сорбционную способность по отношению к ионам рения (VII) (Таблица 1). На рисунке 1 представлена зависимость степени сорбции ионов рения (VII) сорбентами ПАА, ИМПАА, ПМПАА и ПЭХ от рН. Установлено, что максимальная степень сорбции перренат-ионов, как и для ПЭХ, достигается в кислой среде, и выше, чем у ПЭХ:
- ПЭХ при рН=2,8-97.4%;
- ПАА при рН=2,8-5,1 - от 98.7 до 99.5%;
- ИМПАА при рН=3,0-98.3%;
- ПМПАА при рН=3,0-3,4 - от 97.7 до 98.7%.
Figure 00000004
Пример 2. Зависимость степени сорбции от времени. Сорбцию рения из его водного раствора с концентрацией 10 мг/л с рН=3 (установлено с помощью ацетатного буферного раствора) проводят на полиаллиламине, сшитом эпихлоргидрином, и его производных при постоянном перемешивании в течение 0, 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30, 40, 60 мин. Для сорбента ПАА, как и для ПЭХ, соотношение фаз Т:Ж=1:500, тогда как для ИМПАА и ПМПАА - Т:Ж=1:1000. По полученным данным строят кинетическую кривую сорбции.
Результаты представлены на рисунке 2, который демонстрирует, что равновесие между сорбируемыми ионами и исследуемыми азотсодержащими полимерными сорбентами достигается в течение первых 5-10 мин, при этом степень сорбции рения (97-99%) выше, чем степень сорбции на ПЭХ (92%).
Пример 3. Влияние меди и молибдена на сорбцию рения.
В мерные колбы вместимостью 25 мл раствор, содержащий ионы рения (VII), а также меди (II) или молибдена (VI), доводят до метки ацетатным буфером с рН=3. Концентрация рения (VII) в колбе составляет 5 мг/л, меди (II) или молибдена (VI) - 250 мг/л. В растворы добавляют 0,025 или 0,05 г исследуемых сорбентов и подвергают перемешиванию в течение 10-30 мин, после чего проводят фильтрование через фильтр «зеленая лента».
В таблице 2 представлена степень влияния γ(ReO4 -):
Y(ReO4 -)=100%⋅(R0-RMe)R0,
где R0, RMe - степень сорбции рения в отсутствии и присутствии сопутствующего иона, которая показывает, насколько уменьшается исходная степень сорбции рения в присутствии посторонних ионов. Результаты свидетельствуют о снижении степени сорбции рения всеми сорбентами в присутствии ионов меди (II) и молибдена (VI), однако на степень сорбции рения полиаллиламином, сшитым эпихлоргидрином, и его производными медь и молибден влияют меньше, чем на степень сорбции рения на сорбенте ПЭХ.
Figure 00000005
Основными преимуществами предлагаемого способа перед другими являются высокая степень сорбции, а также возможность проводить сорбцию рения (VII) из растворов, содержащих ионы меди (II) и молибдена (VI) (не более 50-кратных массовых избытков).

Claims (4)

1. Способ сорбционного извлечения рения из водных растворов, включающий сорбцию рения в среде ацетатного буфера в статических условиях органическим сорбентом при поддержании определенных показателей рН и соотношения сорбент : раствор с последующим отделением сорбента, отличающийся тем, что в качестве органического сорбента используют сорбент на основе полиаллиламина, а сорбцию ведут при поддержании показателя рН=2,8-5,1.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сорбента на основе полиаллиламина используют полиаллиламин, сшитый эпихлоргидрином (ПАА), а сорбцию ведут при поддержании рН=2,8-5,1.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сорбента на основе полиаллиламина используют пиридилметил-полиаллиламин, сшитый эпихлоргидрином (ПМПАА), а сорбцию ведут при поддержании рН=3,0-3,4.
4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сорбента на основе полиаллиламина используют имидазолилметил-полиаллиламин, сшитый эпихлоргидрином (ИМПАА), а сорбцию ведут при поддержании рН=3,0.
RU2019126076A 2019-08-16 2019-08-16 Способ сорбционного извлечения рения из водных растворов RU2710615C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019126076A RU2710615C1 (ru) 2019-08-16 2019-08-16 Способ сорбционного извлечения рения из водных растворов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019126076A RU2710615C1 (ru) 2019-08-16 2019-08-16 Способ сорбционного извлечения рения из водных растворов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2710615C1 true RU2710615C1 (ru) 2019-12-30

Family

ID=69140808

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019126076A RU2710615C1 (ru) 2019-08-16 2019-08-16 Способ сорбционного извлечения рения из водных растворов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2710615C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2294391C1 (ru) * 2005-06-03 2007-02-27 Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева Способ извлечения рения
CN107267772A (zh) * 2017-05-26 2017-10-20 核工业北京化工冶金研究院 一种从铝基铂铼重整催化剂中回收铂与铼的方法
RU2637452C1 (ru) * 2016-10-31 2017-12-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) Способ извлечения рения из водных растворов

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2294391C1 (ru) * 2005-06-03 2007-02-27 Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева Способ извлечения рения
RU2637452C1 (ru) * 2016-10-31 2017-12-04 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук (ИМЕТ УрО РАН) Способ извлечения рения из водных растворов
CN107267772A (zh) * 2017-05-26 2017-10-20 核工业北京化工冶金研究院 一种从铝基铂铼重整催化剂中回收铂与铼的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ЛЕЩЕВА Ю.К. и др. Влияние скорости пропускания раствора на извлечение ионов тяжелых металлов пиридилэтилированным полиаллиламином (ПЭПАА) со степенью функциализации 0,88. Материалы III Всероссийской конференции молодых ученых "Наука и инновации ХХI века", г. Сургут, 2016. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101239904A (zh) 对羟基苯甲酸工艺废水中的苯酚和对羟基苯甲酸的回收处理方法
RU2581316C1 (ru) Способ селективной экстракции железа (iii) и цинка (ii) из водных растворов трибутилфосфатом
RU2710615C1 (ru) Способ сорбционного извлечения рения из водных растворов
CN105907964A (zh) 一种酸溶液中钒、钪、铁的分离方法
CN103539242A (zh) 一种降低稀土工业废水中钙含量的方法
Dremicheva Studying the sorption kinetics on peat ions of iron (III) and copper (II) from wastewater
RU2457266C1 (ru) Способ извлечения суммы редкоземельных элементов из растворов
AU581544B2 (en) Separation process
Troshkina et al. Metal sorption by materials with a mobile phase of extractants
CN106636690B (zh) 一种酸性含硝酸铵含铀废水中铀的回收方法
RU2462523C1 (ru) Способ извлечения редкоземельных элементов из технологических и продуктивных растворов
RU2637452C1 (ru) Способ извлечения рения из водных растворов
RU2294392C1 (ru) Способ извлечения рения из растворов
Kosynkin et al. Lutetium and ytterbium separation by ion-exchange chromatography
RU2627838C1 (ru) Способ извлечения рения из урановых растворов
CN105029670B (zh) 一种造纸法再造烟叶萃取液中Zn含量的选择性降低方法
Cao et al. Separation of rhenium from electric-oxidation leaching solution of molybdenite
RU2700532C1 (ru) Способ экстракции ионов меди (II) из медно-аммиачных водных растворов
RU2368679C2 (ru) Способ извлечения никеля из растворов или пульп выщелачивания руд
RU2427535C1 (ru) Способ извлечения рения из растворов, содержащих молибден
RU2618998C2 (ru) Способ извлечения рения из растворов
RU2157421C2 (ru) Способ извлечения галлия из алюминатных растворов
RU2644720C2 (ru) Способ извлечения ванадия из руд
RU2523892C2 (ru) Способ извлечения рения из урансодержащих растворов
RU2622204C1 (ru) Способ извлечения кадмия и цинка из природных и сточных вод