Спосіб вилучення молібдену з водних розчинів

Реферат: Спосіб вилучення молібдену з водних розчинів включає осаджування катіонним збирачем при підкислюванні розчину з подальшою фільтрацією або флотацією осаду. Як катіонний збирач використовують четвертинну амонієву основу із загальною формулою [CnH2n+1(CH3)3N]Cl або [CnH2n+1(C6H5CH2)(CH2)2N]Cl, де n=1626, рН розчину підтримують на рівні 1,11,7, а співвідношення масової кількості четвертинної амонієвої основи при її введенні та молібдену в розчині встановлюють на рівні від 1,2:1 до 1,3:1. UA 121400 U (54) СПОСІБ ВИЛУЧЕННЯ МОЛІБДЕНУ З ВОДНИХ РОЗЧИНІВ UA 121400 U UA 121400 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до способів очищення технологічних водних розчинів і промислових стічних вод (ПСВ) з вилученням з них іонів молібдену та може бути використаний в чорній і кольорової металургії, в машинобудуванні та в хімічній промисловості. Найбільш близьким за сукупністю ознак до способу, що до заявляється, є вибраний як найближчий аналог спосіб вилучення іонів молібдену з технологічних водних розчинів і ПСВ шляхом їхнього осаджування катіонними збирачами (поверхнево-активними катіонними речовинами) при підкислюванні розчину з подальшою фільтрацією або флотацією осаду. В результаті взаємодії іонів молібдену з катіонними збирачами утворюється гідрофобний осад, що містить іони молібдену, які підлягають вилученню. Осад відокремлюють від розчину, що обробляється, фільтрацією або флотацією [RU 2189399C1, С22В 34/34, B03D 1/00, опубл. 20.09.02]. У способі, що заявляється, і найближчому аналогу співпадають такі суттєві ознаки. Обидва способи включають осаджування молібдену з водних розчинів катіонним збирачем при підкислюванні розчину з подальшою фільтрацією або флотацією осаду. Аналіз технічних властивостей найближчого аналога, обумовлених його ознаками, показує, що отриманню очікуваного технічного результату при використанні найближчого аналога перешкоджають такі причини. Спосіб за найближчим аналогом характеризується недостатньо високим рівнем вилучення іонів молібдену з технологічних водних розчинів і ПСВ та низькою економічністю. При цьому скидання стічних вод з великим вмістом іонів молібдену призводить до забруднення водного басейну та ґрунту цими токсичними речовинами. В основу корисної моделі, що заявляється, поставлена задача створити такий спосіб вилучення молібдену з водних розчинів, в якому удосконалення шляхом використання нових компонентів і введення нових дій дозволять при використанні об'єкта, що заявляється, забезпечити досягнення технічного результату, який полягає у підвищенні ступеня вилучення іонів молібдену з технологічних водних розчинів і ПСВ, що містять іони молібдену. Спосіб, що заявляється, включає осаджування молібдену в водних розчинах катіонним збирачем при підкислюванні розчину з подальшою фільтрацією або флотацією осаду. При цьому, згідно з корисною моделлю, як катіонний збирач використовують четвертинну амонієву основу (ЧАО) із загальною формулою [C nH2n+1(CH3)3N]Cl або [CnH2n+1(C6H5CH2)(CH2)2N]Cl, де n=1626, рН розчину підтримують на рівні 1,11,7, а співвідношення масової кількості ЧАО при її введенні та молібдену в розчині встановлюють на рівні від 1,2:1 до 1,3:1. При використанні способу, що заявляється, забезпечується досягнення технічного результату, який полягає у підвищення ступеня вилучення іонів молібдену з технологічних водних розчинів і ПСВ, що містять іони молібдену, при підвищенні економічності способу в цілому. Крім того забезпечується досягнення додаткового технічного результату, який полягає в тому, що стічні води після обробки за способом, що заявляється, не потребують додаткового очищення від іонів молібдену перед їхнім скиданням у хвостосховища, що забезпечує захист водного басейну та ґрунту від забруднення іонами молібдену. Використання як катіонного збирача ЧАО із загальною формулою [C nH2n+1(CH3)3N]Cl або [CnH2n+1(C6H5CH2)(CH2)2N]Cl, де n=1626, підтримання рН розчину на рівні 1,11,7, а також введення ЧАО у водний розчин при співвідношенні масової кількості ЧАО і молібдену в розчині на рівні від 1,2:1 до 1,3:1 забезпечує високий ступінь вилучення іонів молібдену, стічні води, які одержуються способом, що заявляється, не потребують додаткового очищення від іонів металів перед їхнім скиданням у хвостосховища, що, в свою чергу, забезпечує захист водного басейну та ґрунту від забруднення токсичними іонами молібдену. Використання ЧАО із загальною формулою [CnH2n+1(CH3)3N]Cl або [CnH2n+1(C6H5CH2)(CH2)2N]Cl та з числом атомів вуглецю n (n=1626) і з числом атомів водню 2n+1(=1626) під час обробки водних розчинів, що містять іони молібдену, дозволяє в процесі іонної флотації забезпечити найбільш ефективне утворення міцних нерозчинних комплексів, що виділяються, підвищити ступінь вилучення іонів молібдену, а також підвищити економічність способу, що заявляється, в цілому. Використання ЧАО з числом атомів вуглецю n і водню 2n+1, коли n менше 16, через недостатню кількість атомів не дозволить утворювати достатні за об'ємом і кількістю центри кристалізації осаду, зумовить зниження ступеня вилучення іонів молібдену, а також знизить економічність способу, що заявляється, в цілому. Використання ЧАО з числом атомів вуглецю n і водню 2n+1, коли n більше 26, призведе до перевитрати ЧАО без суттєвого впливу на підвищення ступеня вилучення іонів молібдену та зумовить зниження економічності способу, що заявляється, в цілому. Використання органічних вуглеводневих радикалів (СН3)3 або (С6Н5СН2)(СН2)2 в складі ЧАО є найбільш ефективним і технологічно простим під час вилучення іонів молібдену з водних 1 UA 121400 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 розчинів, що містять іони молібдену, дозволяє надати ЧАО більш високу розчинність, стійкість до лужності середовища, антикорозійність та нетоксичність, а також в однаковій мірі дозволяє забезпечити високу ступінь вилучення іонів молібдену при підвищенні економічності способу, що заявляється, в цілому. Можуть бути використані, наприклад, такі ЧАО, як алкілтриметиламонійхлорид (ATM) [С20H41(СН3)3Н]Сl або алкілбензилдиметиламонійхлорид (АБДМ) [С20H41(С6Н5СН2)(СН2)2N]Сl. Іони молібдену при взаємодії з такими ЧАО утворюють малорозчинну фазу, частинки якої виконують роль центрів для подальшої кристалізації осаду. Підтримання рН розчину на рівні 1,1+1,7 дозволяє забезпечити найбільш ефективне і повне вилучення іонів молібдену при використанні ЧАО, що заявляються. Зменшення (менше за 1,1) або збільшення (понад 1,7) рН середовища у розчині, що очищується, призведе до різкого зниження ступеня вилучення іонів молібдену з розчину, що обумовлюється зменшенням ступеня дисоціації ЧАО, протіканням процесів гідролізу; переходом іонів молібдену в іншу форму. Введення у водні розчини ЧАО в кількості, яка визначається співвідношенням масової кількості ЧАО та іонів молібдену в розчині від 1,2:1 до 1,3:1 дозволяє забезпечити найефективніший перебіг процесу виділення іонів молібдену з розчину. При співвідношенні масової кількості ЧАО та іонів молібдену в розчині більшому за 1,3:1 відбувається збільшення витрати ЧАО без збільшення ступеня виділення іонів молібдену з розчину, що через зростання витрат коштів на ЧАО обумовлює зниження економічності способу, що заявляється, в цілому. При співвідношенні масової кількості ЧАО та іонів молібдену в розчині меншому за 1,2:1 відбувається різке зниження ступеня виділення іонів молібдену з розчину. У конкретному прикладі спосіб, що заявляється, здійснюють так. У водний розчин ПСВ, який містив іони молібдену та піддавався обробці, вводили ЧАО із загальною формулою [CnH2n+1(CH3)3N]Cl або ЧАО із загальною формулою [C nH2n+1(C6H5CH2)(CH2)2N]Cl (де n=1626). Вибір того чи іншого ЧАО залежить від умов виробництва, можливості транспортування та зберігання, а також від доступності та/або ринкової вартості того чи іншого ЧАО. При цьому кількість введеного ЧАО визначають, виходячи зі співвідношення масової кількості конкретного ЧАО і молібдену в розчині від 1,2:1 до 1,3:1. Доводять і підтримують рН середовища розчину, що обробляється, до значення 1,11,7. В результаті взаємодії іонів молібдену з ЧАО утворюються гідрофобні осади, що містять іони молібдену, які підлягають вилученню. Осади відокремлюють від розчину, що обробляється, фільтрацією або флотацією. Залишкова концентрація іонів молібдену в матковому розчині після реалізації способу, що заявляється, знаходиться на рівні слідів (за точністю приладу при аналізі вмісту молібдену (Мо). Осади, що вилучаються фільтрацією або флотацією, використовуються як сировина для виробництва феросплавів і комплексних лігатур. Стічні води після обробки (матковий розчин) за способом, що заявляється, не потребують додаткового очищення від іонів молібдену та можуть скидатися в хвостосховища, що забезпечує захист водного басейну та ґрунту від забруднення іонами молібдену. У конкретному прикладі спосіб, що заявляється, здійснювали так. Приклад 1. Обробці піддавали розчин ПСВ, що містив сіль Na 2MoO4. У розчин ПСВ вводили ЧАО, як ЧАО використовували алкілбензилдиметиламонійхлорид (АБДМ) [C20H41(C6H5CH2)(CH2)2N]Cl (де n=20), з доведенням та підтриманням рН середовища розчину, що оброблявся, до значення 1,25. АБДМ в цей розчин ПСВ вводили в кількості, яку визначали, виходячи зі співвідношення масової кількості АБДМ і молібдену в розчині 1,25:1. Осад відділяли від розчину, що оброблявся, фільтрацією. Залишкова концентрація іонів молібдену в матковому розчині після реалізації способу, що заявляється, перебувала на рівні слідів (за точністю приладу при аналізі вмісту Мо). Приклад 2. Обробці піддавали ПСВ, що містив сіль Na 2MoO4. У розчин ПСВ вводили алкілтриметиламонійхлорид (ATM) [C20H41(C6H5CH2)(CH2)2N]Cl (де n=20), з доведенням та підтриманням рН середовища розчину, що оброблявся, до значення 1,25. ATM в цей розчин ПСВ вводили в кількості, яку визначали, виходячи зі співвідношення масової кількості ATM і молібдену в розчині 1,25:1. Осад відділяли від розчину, що оброблявся, фільтрацією. Залишкова концентрація іонів молібдену в матковому розчині після реалізації способу, що заявляється, перебувала на рівні слідів (за точністю приладу при аналізі вмісту Мо). Приклад 3. Обробці піддавали розчин ПСВ, що містив сіль K 2МоО4. У розчин ПСВ вводили ЧАО [C26H53(C6H5CH2)(CH2)2N]Cl (де n=26), з доведенням та підтриманням рН середовища розчину, що оброблявся, до значення 1,25. ЧАО в цей розчин ПСВ вводили в кількості, яку визначали, виходячи зі співвідношення масової кількості ЧАО та молібдену в розчині 1,25:1. Осад відділяли від розчину, що оброблявся, фільтрацією. Залишкова концентрація іонів 2 UA 121400 U 5 10 15 20 молібдену в матковому розчині після реалізації способу, що заявляється, перебувала на рівні слідів (за точністю приладу при аналізі вмісту Мо). Приклад 4. Обробці піддавали розчин ПСВ, що містив сіль K 2МоО4. У розчин ПСВ вводили ЧАО [C26H53(C6H5CH2)(CH2)2N]Cl (де n=26), з доведенням та підтриманням рН середовища розчину, що оброблявся, до значення 1,25. ЧАО в цей розчин ПСВ вводили в кількості, яку визначали, виходячи зі співвідношення масової кількості ЧАО та молібдену в розчині 1,35:1. Осад відділяли від розчину, що оброблявся, фільтрацією. В цьому випадку ефективність вилучення молібдену перебувала на рівні 99,0 % мас, що свідчило про недостатньо високу ефективність вилучення та було недостатнім для дотримання екологічних нормативів. Таким чином, спосіб, що заявляється, забезпечує високий ступінь вилучення молібдену з водних розчинів, високу економічність, а також забезпечує більш високий ступінь захисту водного басейну від токсичних іонів молібдену за рахунок запобігання їхнього забруднення при скиданні ПСВ в поверхневі водойми. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб вилучення молібдену з водних розчинів, що включає осаджування катіонним збирачем при підкислюванні розчину з подальшою фільтрацією або флотацією осаду, який відрізняється тим, що як катіонний збирач використовують четвертинну амонієву основу із загальною формулою [CnH2n+1(CH3)3N]Cl або [CnH2n+1(C6H5CH2)(CH2)2N]Cl, де n=1626, рН розчину підтримують на рівні 1,11,7, а співвідношення масової кількості четвертинної амонієвої основи при її введенні та молібдену в розчині встановлюють на рівні від 1,2:1 до 1,3:1. Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Міністерство економічного розвитку і торгівлі України, вул. М. Грушевського, 12/2, м. Київ, 01008, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3