ЭКСТРАКЦИЯ ИОНОВ СЕРЕБРА ИЗ СОЛЯНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ ТРИБУТИЛФОСФАТОМ
EXTRACTION OF SILVER IONS FROM HYDROCHLORIC ACID SOLUTIONS WITH TRIBUTYL PHOSPHATE

Способ экстракции ионов серебра из солянокислых растворов относится к области извлечения веществ органическими экстрагентами из водных растворов и может быть использован в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.
Известен способ извлечения ионов серебра осаждением хлорида серебра [Р. Рипан, И. Читяну. Неорганическая химия, ч. 2. М.: Мир. 1972. С. 736-738].
Недостатком способа является то, что при осаждении хлорида серебра раствором соляной кислоты происходит соосаждение микропримесей, образующих нерастворимые хлориды или основные соли, при высокой концентрации HCl могут образоваться растворимые комплексные соединения полихлоридов серебра.
Наиболее близким техническим решением является способ раздельного извлечения золота и серебра из тиоцианатных растворов [Белобелецкая М.В., Медков М.А., Горячев Н.А., Молчанов В.П., Смольков А.А. Патент РФ №2385958], включающий контакт экстрагента и раствора, перемешивание, отстаивание и разделение фаз, экстрагент для извлечения серебра содержит 1,5-2,0 моль/л трибутилфосфата и 0,015-0,022 моль/л дифенилтиокарбамида в керосине.
Недостатком способа является то, что отсутствуют данные об экстракции ионов серебра из солянокислых растворов трибутилфосфатом (ТБФ), о влиянии на экстракцию исходной концентрации ионов серебра в солянокислом растворе, температуры, концентрации соляной кислоты и поваренной соли, соотношения органической О и водной В фаз O:B, способа подачи экстрагента.
Задачей изобретения является использование экономичного и эффективного способа для извлечения ионов серебра из солянокислых растворов.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в экономичности и эффективности извлечения ионов серебра из солянокислых растворов.
3
Этот технический результат достигается тем, что в известном способе экстракции ионов серебра из растворов трибутилфосфатом, включающем контакт экстрагента и раствора, перемешивание, отстаивание и разделение фаз, экстракцию осуществляют из солянокислого раствора с концентрацией 3 н. HCl, 240 NaCl г/дм порционной подачей ТБФ при температуре t=20°C.
Сущность способа поясняется данными табл. 1-4 и фиг. 1-3, в которых указаны концентрация ионов серебра в исходных растворах, время экстракции, концентрация ионов серебра в рафинате и экстракте, коэффициент распределения D, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций серебра в органической и водной фазах, извлечением, % масс. от исходного.
раст
ТБФ
ТБФ
3
NaCl
3
3
3
Экстракцию осуществляли при порционном и разовом введении экстрагента из растворов объемом V=100 см с концентрациями поваренной соли C=240 NaCl г/дм, температурами 20 и 60°C и различном соотношении объемов органической O и водной B фаз O:B. При порционной подаче экстрагента на каждой стадии V=0,02 дм и O:B=1:5, всего ∑O:B=1:1, а при разовой подаче экстрагента V=0,1 дм, O:B=1:1.
4
9
3
Исходные растворы содержали растворимые комплексы хлоридов серебра. В качестве экстрагента использовали трибутиловый эфир фосфорной кислоты (CHO)PO (х.ч.). Экстракцию проводили при постоянном перемешивании.
2
2
Реэкстракцию серебра из органической фазы осуществляли 8% раствором тиомочевины CS(NH) и 10% раствором HCl.
Примеры практического применения
Пример 1 (табл. 1)
В табл. 1 рассмотрено влияние макрокомпонентов HCl и NaCl на результаты экстракции из солянокислых растворов солей серебра, O:B=1:1, время экстракции 15 мин, t=20°C.
Из данных табл. 1 следует, что результаты экстракции возрастают в зависимости от концентраций HCl и NaCl в последовательности
3 н. HCl+1 M NaCl→2 н. HCl+2 M NaCl→4 M NaCl→1 н. HCl+3 M NaCl.
Пример 2 (табл. 2, фиг. 1)
НСl
NaCl
3
В табл. 2 и на фиг. 1 показано влияние объемного соотношения водной В и органической О фаз B:O на результаты экстракции ионов серебра из солянокислых растворов, C=2н, C=240 г/дм, время 15 мин, t=20°C.
Из данных табл. 2 и фиг. 1 следует, что лучшие результаты экстракции получены при соотношении B:O≤2:1.
Пример 3 (табл. 3)
HCl
NaCl
3
3
3
раств
ТБФ
В табл. 3 даны результаты экстракции ионов серебра из солянокислых растворов (C=3 н., C=240 г/дм, V=0,1 дм) при порционной подаче экстрагента, на каждой стадии V=0,02 дм и O:B=1:5, всего ∑O:B=1:1.
При 20°C на первой стадии при соотношении O:B=1:5 экстрагируется больше 94% масс. серебра, в дальнейшем экстракция возрастает незначительно до 95% масс. серебра.
При 60°C по сравнению с комнатной температурой экстрагируется в 1,5 -2,0 раза меньше серебра: с 43% масс. на первой стадии до 66% масс. - на пятой стадии.
Пример 4 (табл. 4).
HCl
NaCl
3
3
раств
В табл. 4 даны результаты экстракции ионов серебра из солянокислых растворов (C=3 н., C=240 г/дм, V=0,1 дм) при разовой подаче экстрагента.
При 20°C сразу экстрагируется 90% масс. серебра, в дальнейшем экстракция возрастает незначительно и через 50 мин достигает 95% масс.
При 60°C по сравнению с комнатной температурой за время 50 мин экстрагируется в 2 раза меньше серебра, в пределах 43-46% масс.
Пример 5 (фиг. 2).
HCl
NaCl
3
3
3
3
раств
ТБФ
ТБФ
На фиг. 2 по данным табл. 3, 4 дано сравнение результатов экстракции ионов серебра из солянокислых растворов (C=3 н., C=240 г/дм, V=0,1 дм) при порционной подаче экстрагента (табл. 3, на каждой стадии V=0,02 дм и O:B=1:5, всего ∑O:В=1:1) и при разовой подаче экстрагента (табл. 4, V=0,1 дм, O:B=1:1).
Каждый этап осуществляется в течение 10 мин.
Из данных табл. 3, 4 и фиг. 2 следует:
3
1. При температуре 20°C достаточно 20 см (O:B=1:5) экстрагента для полного извлечения ионов серебра, поэтому при времени экстракции 10 мин результаты порционной и разовой экстракции совпадают, извлечение составляет 95% масс. Молярное соотношение Ag:ТБФ=3:1.
2. При температуре 60°C разовая подача экстрагента обеспечивает лишь 43,44% масс. извлечения, которое дает порционное введение экстрагента на первом этапе (B:O=1:5), в дальнейшем порционное введение экстрагента обеспечивает на пятой стадии 65,94% масс. извлечения, т.е. извлечение возрастает в 1,5 раза по сравнению с разовым введением всего экстрагента.
3. Порционное введение экстрагента сокращает расход экстрагента: для получения одинакового результата экстракции при постадийном введении экстрагента за время 10 мин требуется O:B=1:5, а при разовом введении экстрагента за время 10 мин O:B=1:1.
При регенерации каждой порции экстрагента можно сократить расход экстрагента в 5 раз.
3
4. Лучшие результаты экстракции получены при порционном введении экстрагента из растворов с концентрацией 3 н. HCl, 240 г/дм NaCl и температурой t=20°C.
Пример 6 (фиг. 3)
На фиг. 3 дана принципиальная технологическая схема извлечения ионов серебра из водных растворов их солей.