Екстрагент для видобування металів та спосіб його одержання

1 Екстрагент для видобування металів, що містить ді-(2-етилгексил)фосфорну кислоту, який відрізняється тим, що додатково містить трис-(2етилгексил)фосфат при співвідношенні вказаних компонентів (0,5-1,25) 1 2 Екстрагент за п 1, який відрізняється тим, що його застосовують для екстракції кольорових, рідкісних, рідкісноземельних, уранових металів 3 Спосіб одержання екстрагенту для вилучення металів, який відрізняється тим, що до 2етилгексанолу додають хлорокис фосфору при їх співвідношенні (4,5-5,1)2, причому такі параметри процесу як величина вакууму, температура та час реакції визначають, виходячи з досягнення повноти реакції, після чого реакційну суміш витримують при вказаних умовах до повного видалення хлористого водню, що утворився в ході реакції, потім до одержаної суміші додають 1 моль води, суміш витримують до досягнення повного гідролізу, потім суміш промивають, водний шар ВІДДІЛЯЮТЬ 4 Спосіб одержання екстрагенту за п 3, який відрізняється тим, що до 2-етилгексанолу додають хлорокис фосфору при тиску 50-70 мм рт ст , температурі (10±5)°С протягом 1-1,5 годин 5 Спосіб одержання екстрагенту за п 4, який відрізняється тим, що одержану реакційну суміш витримують при тиску 50-70 мм рт ст і температурі (10±5)°С протягом 2-3 годин 6 Спосіб одержання екстрагенту за п 4 або п 5, який відрізняється тим, що реакційну суміш витримують при температурі 45-55°С протягом 2-3 годин 7 Спосіб одержання екстрагенту за будь яким з пунктів 3-5, який відрізняється тим, що промивку реакційної суміші здійснюють сольовим реагентом Винахід відноситься до галузі хімії фосфорорганічних сполук, а саме до екстрагентів для видобування металів, і може бути використаний в ХІМІЧНІЙ промисловості при виробництві екстрагентів, в гідрометалургії кольорових, рідкісних, рідкісноземельних, уранових металів і при переробці ядерного палива Найбільш близьким до рішення, що заявляється, є екстрагент, наприклад для видобування U (VI ) з розчину, що представляє собою суміш трибутилфосфату (ТБФ) та ди-(2-етилгексил) фосфорної кислоти (Д-2) (Вдовенко В М , Атомиздат, М , 1969, с 116) Вказані компоненти змішують у співвідношенні 1 1 Відомий екстрагент відносно екстракції, наприклад U (VI), має коефіцієнт розподілу 470 Суттєвим недоліком екстрагенту - прототипу є низький коефіцієнт розподілу і низька ємкість по металу, що видобувається Крім того, недоліком відомого екстрагенту є технологічна складність його одержання, що обу мовлена необхідністю попереднього синтезу складових екстрагенту ТБФ і Д-2 в окремих ХІМІЧНИХ процесах Задачею цього винаходу є створення екстрагенту для вилучення металів шляхом такого підбору компонентів, що мають в своїй сукупності синергетичну дію, який дозволяє досягти високий коефіцієнт розподілу і високої ємкості по металу, що видобувається Поставлена задача досягається тим, що екстрагент для видобування металу, що містить ди-(2етилгексил)фосфорну кислоту, згідно з винаходом додатково містить трис-(2-етилгексил)фосфат при наступному співвідношенні компонентів (0,51,25) 1 За думкою авторів винаходу родинність в будові замісників у фосфору компонентів екстрагентів дозволяє суттєво підвищити синергетичний ефект, що полягає у збільшенні коефіцієнту розподілу і ємкості по металу, що вилучається, в середньому на 20-25 % ю о (О 60521 Співвідношення компонентів Д-2 та Т-2 екстрагенту, що заявляється, залежить від природи металу, що вилучається Для оцінки екстрагенту, що пропонується, проводили порівняльні його дослідження з Д-2 і екстрагентом-прототипом (ТБФ+Д-2) Розчини екстрагентів готували на освітленому гасі "КО-30", одержували органічну фазу (ОФ) Як метал, що досліджується, був вибраний уран, для всіх інших кольорових, рідкісних, рідкісноземельних і уранових металів одержані закономірності носили аналогічний характер Для екстракції урану були використані розчини наступного складу H2SO4 -0 1 - 300 г/л, HNO3 - 0 3+ ЗО г/л, Fe - 0 - 10 г/л, UO2 - 0,8 - ЗО г/л, що являли собою водну фазу (ВФ) Протягом досліджень визначали видобування урану і розподілення уран/залізо (III) Екстракцію проводили в протиточному режимі в шестикамерному змішувачі-відстійнику (об'єм змішувальної камери 0,5 л, відстійної камери 2,5 л, продуктивність за сумою фаз у всіх випадках складала 10,5 л/год У всіх випадках співвідношення фаз В О = 4 З Ізотерми, що представлені на фіг 1, були зняті методом перехресного току Швидкість розшарування фаз визначали по швидкості виділення ВФ після зупинки мішалки На фіг 1 ізотерма 1 відноситься до Д-2 (0,14 гм), ізотерма 2 - до екстрагенту-прототипу Д-2 (0,14 г-м) + ТБФ (0,14 г-м), ізотерма 3 - до екстрагенту Д-2 (0,14 г-м) + Т-2 (0,07 г-м), що відповідає співвідношенню 2 1, ізотерма 4 - до екстрагенту, що заявляється, та відповідає їх співвідношенню 11 В таблиці 1 представлені дослідження складів екстрагентів, що вказані вище і використані для побудови ізотерм Таблиця 1 Деякі технологічні показники екстракції урану Швидкість Вміст Fe(LU) в Вміст U В насиКоефіцієнт РозТретя розслоєння насиченій ОФ, ченій ОФ, г/л поділ U/Fe фаза мм/хвил г/л Д-2(0,14г/м) 8,6 39 2,0 10 39 Відс Д-2 (0,14 г-м) + ТБФ (0,14 г-м) 15,5 0,02 7,1 104 32 Відс Д-2 (0,14 г-м) + Т-2 (0,07 г-м) (2 1) 15,2 3,9 3,6 10' 35 Відс Д-2 (0,14 г-м) і Т-2 (0,14 г-м) (1 1) 20,3 0,02 9,4 104 32 ВІДС Екстрагент 1 2 3 4 Як видно з порівняльних для різних екстрагентів даних фіг 1 і табл 1 найкращі технологічні характеристики одержані для подвійної суміші Д-2 + Т-2 при їх співвідношенні 1 1, що відповідає об'єкту, що заявляється Зокрема, ємкість ОФ по урану підростає на 20-30 %, а коефіцієнт розділення U/Fe підростає на 20-35 %, при цьому одночасно покращається і показник розшарування При визначенні співвідношення компонентів в екстрагенті, що заявляється, автори керувались досягненням його найбільш придатних технологічних характеристик Такій вимозі задовольняє співвідношення Д-2 Т-2 = (0,5 -1,25) 1 Крім того, вибране авторами винаходу співвідношення компонентів в екстрагенті забезпечує можливість його застосування для видобування або розділення багатьох металів, що задіяні в процесах гідрометалургії Для підтвердження можливості перетворення екстрагованого урану в U2O3 потрібної чистоти були проведені наступні випробування Уран з насичених проб екстрагенту реекстрагували сумішшю 10 % розчину (ІЧЬЦЬСОз та 3 % розчину NH4NO3 (за умов ОФ ВФ = 3 1, 1=35°С, т = 1 год ) Після реекстрагування фази розділяли в ДІЛИЛЬНІЙ воронці, кристали амонійуранілтрикарбонату (АУТК) ВІДДІЛЯЛИ ВІД маточного розчину і промивали реекстрагуючим розчином, що попередньо був насичений нітратом уранілу до рівноважної концентрації Ступінь реекстракцм розраховували по остаточній концентрації урану в ОФ для всіх екстрагентів, що заявляються Величина ступеню реекстракцм знаходилась в інтервалі 99,2 - 99,6 % Проби промитого АУТК прожарювали при t= 700°С (т = 1 год), одержаний окис-закис урану аналізували на вміст фосфору і заліза, оскільки ці елементи є основними лімітуючими домішками U3O8 В таблиці 2 представлені результати аналізів зразків окис-закис урану Таблиця 2 Вміст ОСНОВНИХ ДОМІШОК В окисузакису урану Компонент Фосфор, % Залізо, % Вимоги ТУ