WO1991017113A1

WO1991017113A1 - Procedimiento de eliminacion de cadmio del acido fosforico

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Publication number: WO1991017113A1
Application number: PCT/ES1991/000025
Authority: WO
Inventors: Eduardo Diaz Nogueira; Pilar Lazaro Martinez
Original assignee: Ercros SA
Current assignee: Ercros SA
Priority date: 1990-04-27
Filing date: 1991-04-25
Publication date: 1991-11-14
Anticipated expiration: 1992-10-27
Also published as: IL97954A0; EP0482160A1; PT97461A; AU7782491A; ES2020138A6; MA22141A1; OA10209A; CA2062942A1; TNSN91026A1

Abstract

Procedimiento de eliminacíon de cadmio del ácido fosfórico mediante la técnica de permeación a través de una membrana líquida. El procedimiento comprende: a) formular una emulsión del tipo acuosa en orgánica en la que la fase acuosa dispersa es la fase de re-extración y la fase orgánica contiene un agente de extracción de fórmula (I) donde R1 y R2 son radicales alifáticos, arílicos o aromáticos y n puede ser simultáneamente, 1 ó 0; b) dispersar dicha emulsión en una solución de ácido fosfórico; c) retirar la fase acuosa que contiene el ácido fosfórico exento de cadmio y d) romper la emulsión cargada con cadmio para reciclar el agente de extracción. El ácido fosfórico obtenido puede tener un contenido en cadmio de 1.5 ppm y puede ser utilizado en la elaboración de fertilizantes. Una emulsión preferida contiene ácido bis (2,4,4-trimetilpentil) monotiofosfínico como agente de extracción selectivo del cadmio.

Description

PROCEDIMIENTO DE ELIMINACIÓN DE CADMIO DEL ACIDO FOSFÓRICO CAMPO DE LA INVENCIÓN

La invención se refiere a la producción de un ácido fosfórico exento de cadmio, a partir de un ácido fosfórico obtenido por via húmeda convencional, mediante un proceso de extracción liquido-líquido y empleando como medio, un agente extractante orgánico selectivo, capaz de separar el cadmio contenido en una solución de ácido fosfórico. Más particularmente, la invención se refiere a la eliminación del cadmio presente en un ácido fosfórico mediante el empleo de una membrana liquida separadora de dos fases acuosas y a través de la cual tiene lugar la transferencia de cadmio. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los fertilizantes fosfatados constituyen una de las fuentes de incorporación de cadmio al medio ambiente, ya que aproximadamente el 70% del cadmio existente como impureza en la roca fosfórica pasa al ácido fosfórico fertilizante. La creciente preocupación por dicha contaminación ha impulsado el estudio de técnicas que permitan la eliminación de dicho contaminante en el ácido fosfórico fertilizante. Las técnicas propuestas incluyen adsorción, intercambio iónico, precipitación y extracción líquido-líquido. La aplicación de la técnica de extracción con disolventes mediante contacto de una fase acuosa (en este caso, ácido fosfórico) y una fase orgánica (extractante acompañado de diluyentes, tensoacti os, modificadores, etc.) es ampliamente utilizada en la separación de iones metálicos. Dentro de esta técnica de extracción con disolventes, se están desarrollando últimamente procesos como la permeación a través de membranas líquidas (LMP) con la confianza de obtener ventajas económicas frente a las técnicas convencionales mencionadas, debido a la simplicidad de la operación y a la mejora en las condiciones de transferencia de materia.

Se han descrito diversos procedimientos que utilizan la técnica de extracción con disolventes para la eliminación de cadmio del ácido fosfórico o de disoluciones acuosas. Entre estos procedimientos se pueden citar los mencionados en las siguientes patentes:

- Patente DE 3127900 de Hoechst AG que utiliza diésteres de ácidos ditiofosfóricos como agentes extractantes; - Patente EP 0078051 de Hoechst AG que utiliza derivados de los ácidos ditiofosfóricos, ditiofosfónico y ditiofosfínico como agentes extractantes;

- Patente DE 33 27 394 de Chemische Fabrik Budenheim que utiliza como agente extractante una fase orgánica constituida por una sal de una amina en un disolvente orgánico;

- Patente SE 456576 B de Supra AB que utiliza sales de aminas como agentes extractantes; - Patente US 4.511.541 de J.R. Simplot Company que utiliza derivados fosforados como agentes extractantes; y

Patente US 4.721.605 de American Cyanamid Company que utiliza derivados de ácidos ditiofosfínicos como agentes extractantes.

Estos procedimientos pueden ser utilizados para extraer cadmio de una solución de ácido fosfórico. Sin embargo, todos estos procedimientos tienen el inconveniente de que requieren etapas posteriores de re-extracción del cadmio traspasado a la fase orgánica, con lo que se incrementa el n^β de etapas del proceso con la consiguiente pérdida de reactivos e inversión en equipos.

El procedimiento de la presente invención, a diferencia de los procedimientos descritos en las patentes arriba indicadas, se basa en la permeación de los iones cadmio contenidos en una solución de ácido fosfórico a través de una membrana líquida. Mediante el procedimiento de la presente invención se realiza en una sola etapa sencilla la extracción y re-extracción del cadmio contenido en soluciones de ácido fosfórico, con lo que se consigue una menor inversión en cuanto equipos y reactivos y se obtienen unos rendimientos de extracción de cadmio similares a. los rendimientos de los procedimientos conocidos. Por tanto, la invención tiene por objeto un procedimiento de extracción del cadmio contenido en soluciones de ácido fosfórico mediante el empleo de membranas líquidas que contienen un agente extractante selectivo para el cadmio y que supera los inconvenientes señalados antes. El ácido fosfórico, prácticamente exento de cadmio obtenido según el procedimiento sencillo de la invención puede ser utilizado para la fabricación de fosfatos útiles como fertilizantes.

Un objeto adicional de la presente invención lo constituye una emulsión del tipo acuosa en orgánica adecuada para extraer selectivamente el cadmio contenido en un ácido fosfórico que contiene otros iones adicionales. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA FIGURA

La figura que acompaña a esta descripción muestra en forma de diagrama las etapas y corrientes que intervienen en la realización del procedimiento de la invención. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La invención proporciona un procedimiento de eliminación de cadmio del ácido fosfórico basado en la transferencia de los iones cadmio contenidos en una solución de ácido fosfórico (c) a una disolución acuosa (a) a través de una fase orgánica (b) que actúa como membrana. Esto se realiza poniendo en contacto, mediante agitación, una emulsión del tipo acuosa en orgánica en el seno de la solución de ácido fosfórico a tratar, de manera que exista una secuencia de fases acuosa/orgánica/acuosa (a/b/c) en donde la fase acuosa dispersa (a) está separada de la fase acuosa (c) mediante la fase orgánica (b) insoluble en ambas y que contiene el agente de extracción que actúa como transportador de los iones cadmio desde la fase acuosa externa (c) hasta la fase acuosa interna (a). DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN

La invención tiene por objeto un procedimiento para la eliminación del cadmio contenido en soluciones de ácido fosfórico mediante el empleo de membranas líquidas. Dicho procedimiento comprende las siguientes etapas: a) formular una emulsión del tipo acuosa en orgánica en la cual, la fase orgánica contiene el agente de extracción del cadmio y la fase acuosa dispersa es la fase de re-extracción; b) dispersar dicha emulsión en el ácido fosfórico a tratar de forma que tenga lugar la transferencia del cadmio desde el ácido fosfórico (fase acuosa externa) hasta la fase acuosa dispersa interna de la emulsión; c) decantar las fases, con lo que se retira una fase acuosa o refinado que contiene el ácido fosfórico prácticamente exento de cadmio y la emulsión cargada con cadmio; y < d) romper dicha emulsión cargada, con lo que se obtiene una fase acuosa que contiene el cadmio, y una fase orgánica exenta de cadmio que se recicla a la primera etapa del procedimiento una vez formulada en una nueva emulsión por adición de fase acuosa dispersa fresca. Este procedimiento puede ser aplicado sobre un ácido fosfórico de cualquier procedencia y composición y en general sobre cualquier ácido fosfórico obtenido por vía húmeda, y con un contenido en P₂0_s variable (entre 24% en peso y más de 50%). El procedimiento de la invención comprende, en una primera etapa, la formulación de una emulsión del tipo acuosa en orgánica, en la cual, la fase acuosa dispersa es la fase de re-extracción y la fase orgánica contiene el agente de extracción del cadmio. Dicha emulsión constituye un aspecto novedoso de la invención ya que si bien sus componentes son conocidos, su formulación concreta según la invención y su aplicación para la eliminación del cadmio contenido en el ácido fosfórico no han sido descritos anteriormente. La emulsión, como se ha mencionado previamente, comprende dos fases inmiscibles, una fase orgánica y una fase acuosa dispersa.

La fase orgánica de dicha emulsión comprende al menos cuatro componentes: - un agente de extracción selectivo para el cadmio; un tensoactivo capaz de reducir la tensión interfacial entre las dos fases inmiscibles que forman la emulsión; un modificador capaz de corregir la viscosidad de la fase orgánica; y un diluyente que actúa como portador y disolvente de los demás componentes. Como agente de extracción adecuado para extraer cadmio, se puede utilizar un ácido monotiofosfórico, monotiofosfónico o monotiofosfínico, de fórmula general (I)

^Rι-(°). ^S

(I) R_-(0)_n ^ ^{^}OH

donde R, y Rj, que pueden ser iguales o diferentes, representan radicales alifáticos saturados o insaturados, arílicos o aromáticos opcionalmente sustituidos y donde R, y R_j conjuntamente, tienen de 6 a 36 átomos de carbono; y n puede tener valores en uno o en ambos simultáneamente de 0 ó 1. Dentro de estos agentes de extracción de fórmula (I) son adecuados aquellos compuestos en los que R, y R₂, son alquilo C, - C_1S, cicloalquilo C₅ - C_β, alquilo (C, - C₂)- fenilo, y alquilo (C_n - C₂)-fenilo opcionalmente sustituido con halógeno, hidroxi o alcoxi.

Adicionalmente, se ha comprobado que los ácidos monotiofosfínicos , (n=0) son agentes de extracción adecuados y entre ellos, el ácido bis (2,4,4-trimetil- pentil) monotiofosfínico proporciona muy buenos resultados, y además es muy selectivo para el cadmio. Estos agentes de extracción funcionan como intercambiadores catiónicos ya que a valores muy bajos de pH, pH 1 son capaces de intercambiar iones cadmio por iones hidrógeno según el esquema mostrado en la reacción

(1)

2 RH_FO + Cd² _FA « » R, Cd_FO + 2H⁺ _FA ( 1 ) donde RH representa el ácido orgánico utilizado como agente de extracción; FO representa la fase orgánica y FA representa la fase acuosa. Como tensoactivo puede utilizarse cualquier molécula capaz de reducir la tensión interfacial entre las dos fases que forman la emulsión. Entre estos tensoactivos se pueden citar los habitualmente utilizados tales como esteres de ácidos grasos y poliaminas. Como modificador puede utilizarse cualquier polímero de peso molecular variable capaz de corregir la viscosidad de la fase orgánica. Polímeros a base de polibutenos con un peso molecular variable comprendido entre 1500 y 3500 han demostrado ser adecuados como agentes modificadores. Como diluyente puede utilizarse cualquier compuesto capaz de disolver al resto de los componentes y que sea inmiscible con la fase acuosa de la emulsión, por una parte, y con la fase acuosa del ácido fosfórico a tratar por ocra. Para la formulación de esta emulsión pueden utilizarse hidrocarburos aromáticos tales como queroseno, tolueno, benceno o xileno (preferentemente queroseno) o hidrocarburos alifáticos tales como decanos o tetradecanos, o mezclas de dichos hidrocarburos. La proporción en peso de los distintos componentes de la fase orgánica de la emulsión es variable, y puede oscilar entre -

- Agente de extracción 0'5 - 10%

- Tensoactivo O'l - 10%

- Modificador 0 - 30%

- Diluyente 99'4 - 50% siendo todas estas proporciones en peso y referidas al total de la fase orgánica de la emulsión. En particular se prefiere que dicha fase orgánica tenga la siguiente composición

- Agente de extracción 1 - 4% en peso - Tensoactivo O'l - 2% en peso

- Diluyente 98'9 - 94% en peso

El otro componente de la emulsión es la fase acuosa dispersa o interna y constituye la fase de re-extracción. Esta fase acuosa es un ácido inorgánico fuerte tal como C1H, N0₃H, S0₄H₂ y similares. La presencia de éste ácido inorgánico en la fase acuosa dispersa de la emulsión provoca que el equilibrio de la reacción (1) anteriormente mencionada se desplace hacia la izquierda, permitiendo de esta manera la liberación de la molécula del ácido orgánico extractante para que continúe el ciclo de extracción y la formación de una sal de cadmio correspondiente al ácido inorgánico utilizado, que se almacena en la fase acuosa dispersa de la emulsión. La relación entre la fase orgánica y la fase acuosa dispersa de re-extracción para formar la emulsión es variable y puede oscilar entre

Fase orgánica Fase acuosa (Volumen/volumen) 10 1 1 5 preferentemente entre 2:1 y 1:2.

La emulsión se puede formar por agitación de las' fases orgánica y acuosa en un homogeneizador, en la relación de volúmenes deseada. Una vez formulada la emulsión, ésta se dispersa en el ácido fosfórico a tratar, con lo que se obtiene una secuencia de fases: ácido fosfórico/fase membrana/fase acuosa de re¬ extracción donde el ácido fosfórico constituye la fase acuosa externa de la dispersión, la fase membrana está constituida por la fase orgánica de la emulsión, y la fase acuosa de re¬ extracción es la fase acuosa dispersa o interna de la emulsión. Para facilitar el contacto de fases y la transferencia de cadmio del ácido fosfórico (fase acuosa externa) a la fase acuosa interna de la emulsión es conveniente someter a la dispersión obtenida a agitación mecánica.

Los iones cadmio presentes en el ácido fosfórico a tratar, son captados por las moléculas de ácido orgánico extractante, de fórmula (I) presentes en la fase orgánica (extracción), y a continuación, los iones cadmio se liberan en la fase acuosa interna de la emulsión (re¬ extracción) debido al ácido inorgánico presente en ella y se forma la sal de cadmio del ácido inorgánico correspondiente que se almacena en dicha fase acuosa liberándose el ácido orgánico extractante que vuelve a ser utilizado en otro ciclo de transferencia de iones cadmio. Ambas reaciones de extracción y re-extracción se producen en las diferentes interfases acuosa/orgánica/acuosa, verificándose así el transporte de los iones cadmio mediante una reacción reversible.

La relación entre la emulsión y la fase acuosa externa (ácido fosfórico) es variable y puede oscilar entre 1:20 y 1:2 (volumen/volumen) preferentemente entre 1:10 y 1:5. La temperatura a la que se efectúa el procedimiento puede estar comprendida entre 5se y 70-2C, preferentemente, el procedimiento se efectúa a temperatura ambiente y el tiempo de residencia puede variar entre aproximadamente 5 y 60 minutos, preferentemente 30 minutos. Una vez finalizada la transferencia de cadmio desde la fase acuosa externa a la fase acuosa interna, se separan por decantación la fase acuosa o refinado que contiene el ácido fosfórico prácticamente exento de cadmio y la emulsión cargada con cadmio. La emulsión cargada con el cadmio extraído se rompe mediante métodos químicos (añadiendo un agente deseetabilizante) o físicos (centrifugación, ultrasonidos, coalescencia eléctrica o térmica) y de este modo se libera la fase orgánica que puede volver al ciclo de extracción y la fase acuosa de re-extracción que contiene el cadmio re-extraldo. La fase orgánica liberada que contiene el agente de extracción, el tensoactivo, el modificador y el diluyente puede formularse en una nueva emulsión por adición de nueva fase acuosa de re-extracción y de esta manera volver a utilizarse en un procedimiento de eliminación del Cadmio contenido en un ácido fosfórico. A continuación se describe un modo particular de realizar el procedimiento de la invención tal y como se ilustra en la figura que acompaña a la presente descripción. Los números romanos representan las etapas del procedimiento y los números arábigos representan las corrientes que intervienen.

Como se puede apreciar, la primera etapa lo constituye la emulsificación (I) o formación de la emulsión. Dicha emulsión se forma por agitación de la fase acuosa de re- extracción (1) y la fase orgánica (2) . Los componentes de dichas fases han sido previamente mencionados. La emulsión fresca (4) se dispersa en la solución de ácido fosfórico a tratar (3) para que tenga lugar la etapa de extracción/re-extracción (II) del cadmio. La emulsión dispersa en ácido fosfórico (5) es sometida a decantación y separación de fases (III) y se obtiene, por una parte, ácido fosfórico refinado (6) prácticamente exento de cadmio, y por otra, una emulsión cargada con cadmio (7) que es sometida a ruptura (IV) por los métodos convencionales ya indicados, de forma que se obtiene una solución de una sal de cadmio (8) concentrada y una fase orgánica regenerada (9) que puede reciclarse a la etapa (I) de emulsificación. Alternativamente, la emulsión (7) cargada con cadmio puede adicionarse a una corriente de emulsión fresca (4) antes de romperse e intervenir en una nueva etapa de extracción/re-extracción (II). El ácido fosfórico refinado (6) obtenido es prácticamente exento de cadmio y puede utilizarse para la fabricación de fertilizantes exentos de cadmio.

Las ventajas proporcionadas por el procedimiento de la presente invención pueden resumirse en:

- Creación de una gran área superficial por unidad de volumen (1.000-3.000 m/m³) que permite una rápida transferencia de materia.

Separación selectiva del cadmio contenido en el ácido fosfórico debido a la utilización de un agente de extracción apropiado.

- La extracción y la reextracción del cadmio se realiza en una sola etapa.

- La molécula del agente extractante puede ser usada repetidamente en un ciclo múltiple de transferencia del cadmio entre los dos extremos de la fase membrana. El procedimiento de la invención puede realizarse de forma continua o discontinua. En forma continua puede efectuarse de la siguiente manera: la disolución acida de _re_eχtracción (1) se mezcla continuamente mediante un homogeneizador con la disolución orgánica (2) que contiene el agente de extracción más una cantidad apropiada de tensoactivo. La emulsión formada se dispersa en el ácido fosfórico a tratar (3) bien en mezcladores convencionales o en columnas agitadas (en contracorriente). La emulsión cargada con cadmio (7) se separa mediante decantación del refinado acuoso (ácido fosfórico exento de cadmio) (6) y se somete al proceso de ruptura por cualquiera de los métodos señalados antes, de donde se obtiene la disolución acida de la sal de cadmio (8) y la fase orgánica (9) que contiene el agente de extracción y el tensoactivo que se recicla al proceso.

Adicionalmente, se ha encontrado que el agente de extracción preferido, concretamente el ácido bis (2,4,4- trimetil-pentil) monotiofosfínico es un extractante muy selectivo para el -cadmio. En el ejmplo nδ 3 se describe la selectividad de este agente extractante para el cadmio frente a otros iones tales como Zn^a+ y Cu", presentes en el ácido fosfórico a tratar.

Los siguientes ejemplos sirven para ilustrar modos particulares de realizar la invención y no deben ser considerados en sentido limitativo. EJEMPLOS Ejemplo 1

Extracción de cadmio de un ácido fosfórico con un contenido del 30% en peso de P₂0₅. Se prepararon 4 emulsiones del tipo acuosa en orgánica con cantidades variables de agente de extracción y con fases acuosas de re-extracción de distinta composición. La formulación de estas emulsiones se indica en la tabla I. TABLA I

II III IV

Los porcentajes se refieren a % en peso de cada componente referidos al total de la fase orgánica.

(1) El HC1 empleado era de una concentración de un 20% en peso.

(2) El H_.S0 empleado era de una concentración de un 20% en peso.

A.E. Es el agente de extracción y en este ejemplo se utilizó el ácido bis (2,4,4- trimetilpentil) monotiofosfínico.

Dichas emulsiones se prepararon por mezcla de las fases orgánica y acuosa en la relación de volúmenes indicada y mediante agitación a 7.000 rpm en un homogeneizador. A continuación, cada emulsión se puso en contacto con una corriente de ácido fosfórico que contenía un 30% en peso de P₂0₅ y 47 ppm de cadmio. En todos los casos, la relación de fases emulsión/ácido fosfórico fue de 1/5 en volumen. La dispersión formada por la emulsión y el ácido fosfórico se agitó mecánicamente a 200 rpm, a temperatura ambiente y durante un tiempo de residencia de 30 minutos. Posteriormente se efectuó la decantación y separación de fases obteniéndose una fase acuosa que contenía el ácido fosfórico refinado prácticamente exento de cadmio y una emulsión cargada con cadmio. Tras ruptura de la emulsión se obtuvo una fase orgánica regenerada que se podía retornar a la etapa de emulsificación y una fase acuosa constituida por una disolución acuosa de cloruro de cadmio o de sulfato de cadmio, según la fase acuosa re- extractante utilizada. Finalmente, mediante polarografía de pulsos con electrodo de mercurio se determinó el contenido en cadmio en el ácido fosfórico refinado, y en la fase acuosa de re-extracción una vez rota la emulsión. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla II

TABLA II

Cd_FAβ es la Concentración de cadmio residual en el ácido fosfórico refinado (después de la extracción) .

Cd_FA) es la Concentración de cadmio en la fase acuosa de re-extracción una vez rota la emulsión. % Extracción es el porcentaje de cadmio eliminado. A la vista de los resultados obtenidos, se observa un buen rendimiento de extracción de cadmio, lo que se traduce en una elevada concentración del cadmio presente en la fase acuosa de re-extracción. El rendimiento es superior cuando se utiliza una concentración de agente de extracción de un 4% y HC1 como fase acuosa de re- extracción. Ejemplo 2

Extracción de cadmio de un ácido fosfórico con un contenido de un 40% en peso de P₂0₅. para la realización de este ejemplo se utilizaron las emulsiones I, II, III y IV del ejemplo 1 y se siguió una metodología similar a la descrita en dicho ejemplo con la excepción de que el ácido fosfórico a tratar tenía un contenido de un 40% en peso de P₂0₅ y un contenido en Cadmio de 50 ppm. La relación entre emulsión y ácido fosfórico a tratar, temperatura y tiempos de residencia fueron los mismos que en dicho ejemplo 1. Después de la transferencia del cadmio, separación de fases y rotura de la emulsión se determinó mediante la técnica indicada en el ejemplo 1. el cadmio presente en el ácido fosfórico refinado y en la fase acuosa de re-extracción. Los resultados obtenidos se muestran en la tabla III.

Tabla III

^cd _FAβ' Cd_FAI, y % Extracción tienen los significados indicados en el ejemplo 1.

Al igual que en el ejemplo 1 se observa que los mejores rendimientos de extracción se consiguen a mayores concentraciones de agente extractante y utilizando HCl como fase acuosa de re-extracción.

Ejemplo 3

Comprobación de la selectividad del agente de extracción

(ácido bis (2,4,4-trimetilpentil) monotiofosfínico) para el cadmio.

Se preparó una formulación del tipo acuosa en orgánica constituida por una fase orgánica que comprende un 2% en peso de ácido bis (2,4,4-trimetilpentil) monotiofosfínico, un 1% en peso de tensoactivo y un 97% en peso de queroseno; y una fase acuosa dispersa constituida por HCl de un 20% en peso, con una relación de fase orgánica/acuosa de 2/1 en volumen, mediante agitación a 7000 rpiα en un ho ogeneizador.

La emulsión así formada se puso en contacto con una corriente de ácido fosfórico con un 24% en peso de P₂0_s y un contenido en iones de:

Cd^a+ 62 ppm

Cu^a+ 30 ppm

Zn⁺ 217 ppm

La relación de fases emulsión/ácido fosfórico era de 1/5 en volumen. La emulsión se agitó en el seno del ácido fosfórico mediante agitación mecánica a 200 rpm a temperatura ambiente y durante un tiempo de residencia de 30 minutos.

Tras la decantación y separación de fases, se determinó la cantidad de iones de Cadmio, Cobre y Zinc, presentes en el ácido fosfórico refinado y se obtuvieron los siguientes resultados:

Acido fosfórico refinado

(iones presentes) ppm % Extracción Cd^z+ 6.6 89

Zn^a+ 203 6

Cu^a+ 26 13

A la vista de estos resultados se pone de manifiesto el acusado grado de selectividad y eficiencia del ácido bis (2,4,4-trimetil-pentil) monofosfínico en la extracción de cadmio a pesar de la presencia de iones de cobre y zinc en el ácido fosfórico a tratar.

El contenido en Zinc se determinó por la polarografía de pulsos con electrodo de mercurio, al igual que el • contenido en cadmio, mientras que el cobre se determinó mediante absorción atómica.

Descrito el objeto de la presente invención, se declara que lo que constituye la esencialidad de la misma es lo que se menciona en las siguientes:

Claims

REIVINDICACIONES

1. Procedimiento para la eliminación del cadmio de un ácido fosfórico de cualquier procedencia y composición, mediante el empleo de técnicas de membrana líquida, caracterizado porque comprende las siguientes etapas: a) formular una emulsión del tipo acuosa en orgánica en la cual, la fase orgánica contiene el agente de extracción del cadmio y la fase acuosa dispersa es la fase de re-extracción; b) dispersar dicha emulsión en el ácido fosfórico a tratar de forma que tenga lugar la transferencia del cadmio desde el ácido fosfórico (fase acuosa externa) hasta la fase acuosa dispersa de la emulsión, con lo que se produce simultáneamente y en un sólo paso la extracción/re-extracción del cadmio; c) decantar las fases, con lo que se retira una fase acuosa o refinado, que contiene el ácido fosfórico prácticamente exento de cadmio y la emulsión cargada con cadmio; y d) romper dicha emulsión cargada, con lo que se obtiene una fase acuosa que contiene el cadmio, y una fase orgánica exenta de cadmio que se recicla a la primera etapa del procedimiento una vez formulada en una nueva emulsión por adición de fase acuosa dispersa fresca.

2. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque la citada emulsión está constituida por: a) una fase orgánica que contiene:

- un agente de extracción de cadmio, en una concentración comprendida entre el 0'5% y el 10% en peso referido al total de fase orgánica;

- un tensoactivo, en una concentración comprendida entre el 0'1% y el 10% en peso referido al total de fase orgánica; - un modificador, en una concentración comprendida entre el 0% y el 30% en peso referido al total de fase orgánica; y - un diluyente, en una concentración comprendida entre el 99'4% y el 50% en peso referido al total de fase orgánica; y b) una fase acuosa dispersa constituida por un ácido inorgánico fuerte, en una relación de fase orgánica: fase acuosa comprendida entre 10:1 y 1:5 (V/V) .

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque en dicha emulsión,

- el agente de extracción de cadmio se encuentra en una concentración comprendida entre el 1% y el 4% en peso referido al total de fase orgánica; el tensoactivo, se encuentra en una concentración comprendida entre el O'l y el 2% en peso referido al total de la fase orgánica; - el diluyente se encuentra en una concentración comprendida entre el 98'9% y el 94% en peso referido al total de fase orgánica; y la relación de fase orgánica, fase acuosa está comprendida entre 2:1 y 1:2 (V/V).

4. Procedimiento según las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el agente de extracción de cadmio presente en la fase orgánica de la emulsión es un ácido orgánico del grupo del fósforo de fórmula general (I)

R,-(0)_n S ^p. (I)

R₂-(0)_n ' OH

donde R, y K_, que pueden ser iguales o diferentes. representan radicales alifáticos saturados o insaturadoε, arílieos o aromáticos opcionalmente sustituidos, y donde R, y R₂ conjuntamente tienen de 6 a 36 átomos de carbono; y n puede tener valores en uno o en ambos simultáneamente de 0 ó 1.

5. Procedimiento según la reivindicación 4 caracterizado porque como agente de extracción de cadmio se utiliza el ácido bis (2,4,4-trimetilpentil) monotiofosfínico.

6. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque la fase acuosa dispersa de la emulsión está constituida por un ácido inorgánico fuerte en disolución acuosa.

7. Procedimiento según la reivindicación 6 caracterizado porque dicho ácido inorgánico se selecciona entre los ácidos clorhídrico, sulfúrico y nítrico, preferentemente, ácido clorhídrico.

8. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque la relación entre la emulsión y la fase acuosa

(ácido fosfórico a tratar) está comprendida entre 1:20 y 1:2 (V/V).

9. Procedimiento según la reivindicación 8 caracterizado porque dicha relación entre la emulsión y el ácido fosfórico está comprendida entre 1:10 y 1:5 (V/V).

10. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque el ácido fosfórico a tratar tiene un contenido en P₂0_s comprendido entre el 24% y el 50% en peso.

11. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque se efectúa a una temperatura comprendida entre

5δC y 70-2C, preferentemente a temperatura ambiente.

12. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque el tiempo de residencia o de contacto entre la emulsión y el ácido fosfórico a tratar está comprendido entre 5 y 60 minutos, preferentemente 30 minutos .

13. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la fase orgánica exenta de cadmio procedente de la ruptura de la emulsión cargada se recicla a la primera etapa del procedimiento tras formularse en una nueva emulsión por adición de fase acuosa fresca.

14. Procedimiento según la reivindicación 1 caracterizado porque puede realizarse de modo continuo o discontinuo.

15. Una emulsión del tipo acuosa en orgánica adecuada para extraer selectivamente el cadmio contenido en una solución de ácido fosfórico que contiene otros iones adicionales, caracterizada porque está constituida por a) una fase orgánica que contiene: - ácido bis ( 2 , 4 , 4 -trimetilpenti1 ) monotiofosfínico a una concentración comprendida entre 0'5% y 10% en peso, preferentemente entre 1% y 4% en peso; y - un tensoactivo polimérico no iónico a una concentración comprendida entre el 0'1% y el 2% en peso; diluidos en un diluyente constituido por hidrocarburos alifáticos, aromáticos o sus mezclas; y por b) una fase acuosa dispersa constituida por una disolución acuosa de un ácido inorgánico fuerte, tal como clorhídrico, sulfúrico o nítrico; en una relación entre fase orgánica y fase acuosa comprendida entre 10:1 y 1:5 (volumen/volumen), preferentemente entre 2:1 y 1:2.