автореферат диссертации по химической технологии, 05.17.02, диссертация на тему:Экстракция кобальта и сопутствующих элементов солями органических кислот и органических оснований

ртв Ол На правах рукописи

_ > Л " '* О " 1 !

\ ^

ЙОРДАНОВА ОЛЕСЯ ВИКТОРОВНА

ЭКСТРАКЦИЯ КОБАЛЬТА И СОПУТСТВУЮЩИХ ЭЛЕМЕНТОВ ЛЯМИ ОРГАНИЧЕСКИХ КИСЛОТ И ОРГАНИЧЕСКИХ ОСНОВАНИЙ

05.17.02 — технология редких, рассеянных и радиоактивных элементов

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Москва — 1996

Работа выполнена в Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева.

Научные руководители: доктор химических наук, профессор Очкин A.B.,

Научный консультант: кандидат химических наук, старший научный сотрудник Зайцев В.П.

Официальные оппоненты: доктор химических наук, профессор Синегрибова O.A., кандидат химических наук, старшш научный сотрудник Багреев В.В.

Ведущая организация — Институт химии твердого тела и минерального сырья СО РАН.

Защита диссертации состоится /3 \мс (К^_ 1996 г.

в Ц) час. в ауд.^Шр 'j^AHa заседании диссертационного совета Д 053.34.12 в Российском химико-технологическом университете имени Д.И. Менделеева по адресу: 125047, Москва, Миусская пл. Д. 9.

С диссертацией можно ознакомиться в Научно-информацио! ном центре РХТУ им. Д.И. Менделеева.

Автореферат разослан (р _ 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Мухаметшина З.Б.

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. В настоящее время анионообменные и :атионообменные экстрагенты нашли практическое применение в ехнологии получения кобальта и никеля высокой чистоты. Поиск новых кстракционнах систем, экстракционная способность которых ■довлетворяла бы современным требованиям практики и внедрение :оторых требовало бы минимальных затрат на перестройку существующего гроизводства, является актуальной задачей. Особый интерес для госледований экстракции металлов представляют системы с солями ¡рганических кислот и органических оснований (экстрагенты такого типа часто называют бинарными). Эти системы характеризуются юзможностью использования специфических свойств катионо- и ¡нионообменных вкстрагентов и новыми путями 1 управления экстракционным процессом. Актуальность их изучения обусловлена юзможностью создания новых доступных и дешевых бинарных жстрагентов на основе реагентов, выпускаемых отечественной 1ромышленностью.

В то же время, системы с бинарными экстрагентами относятся к телу наиболее сложных и малоизученных экстракционных систем. Методы эписания равновесия в таких системах недостаточно разработаны. Наиболее часто используют закон действующих масс и определяют зтехиометрию реакции экстракции кислот и солей бинарными экстрагентами. Такой подход не всегда является строгим, так как при рассчете констант экстракции обычно не учитывается состояние компонентов органической фазы, их гидратация, сольватация и-ассоциация. Альтернативным методом описания большинства экстракционных систем с солями аминов и четвертичных аммониевых оснований является использование коэффициентов активности. Представляет интерес применение этого метода к конкретным экстракционным системам с бинарными экстрагентами.

Работа выполнена по Государственной научно-технической программе "Экологически безопасные и ресурсосберегающие процессы химии и химической технологии" номер государственной регистрации 01.9.2000051.

Целью работы является исследование закономерностей экстракции кобальта, цинка, железа и некоторых других редких и цветных металлов бинарными экстрагентами из хлоридных растворов. Для этого была поставлена задача изучения влияния состава водной и органической

фаз, а также строения бинарного экстрагента на коэффициенты распределения данных металлов.

Научная новизна работы. Впервые получены систематические данные по экстракции кобальта, цинка, "железа, церия, меди, иттрия, кадмия и некоторых других металлов из хлоридных растворов, в том числе концентрированных по никелю, бинарными экстрагентами различного строения. Установлено, что при экстракции 4-трет.бутилфенолятом, 2,4-дитрет.бутилфенолятом, каприлатом и ди-(2-этилгексил)фосфатом триалкилбензиламмония коэффициенты распределения металлов уменьшаются в соответствии с ранее установленным анионообменным рядом, который определяется устойчивостью хлоридных комплексов цветных и редких металлов. При использовании в качестве экстрагента ди-(2-этилгексил)дитиофосфата триалкилбензиламмония экстрагируемость металлов соответствует катионообменному ряду.

Установлен механизм экстракции металлов из хлоридных растворов бинарными экстрагентами. При концентрациях хлорид-ионс-в менее 1 моль/л для кобальта и цинка характерна экстракция солей. При концентрациях хлорид-ионов более 1.8 моль/л кобальт извлекается в виде тетрахлоридного анионного комплекса.

Показано, что экстракционная способность бинарных экстрагентов при экстракции кобальта и железа увеличивается в ряду солей триалкилбензиламмония: да-(2-этилгексил)дитиофосфат >

да-(2-этилгексилфосфат > каприлат. Этот ряд отличается от установленного ранее ряда при экстракции минеральных кислот.

Установлено влияние одноименных органических кислот на экстракцию металлов бинарными экстрагентами': коэффициенты распределения цинка, кобальта и железа проходят через максимум с ростом концентрации одноименной органической кислоты. Данное явление количественно описано с позиции изменения гидратации и сольватации компонентов органической фазы.

Практическая ценность работы. Установленные закономерности дают возможность для целенаправленного поиска экстракционных систем, пригодных для очистки никелевого электролита от примесей. На примере цинка разработан метод концентрирования примесных ионов металлов с применением экстракции бинарными экстрагентами для получения продукта, который пригоден для дальнейшей переработки с цельк! выделения ценных компонентов.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на X Конференции по экстракции (.Уфа, .1904-^ ня

Межденародной конференции молодых ученых по химии и химической технологии "МКХТ"-94 (1994), IX Межденародной конференции молодых ученых по химии и химической технологии "МКХТ-95" (1995).

Структура и объем работы. Диссератация состоит из введения, шести глав, выводов и приложения. Объем диссертации составляет

страниц, включая рисунков, 42- таблиц и списка

цитированной литературы из -/ 3 X наименований отечественных и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Исходные вещества и методика проведения експеримента

В даной главе дана характеристика применяемых в работе исходных веществ: экстрагентов, растворителей, минеральных кислот, щелочей и солей. Приведены методики подготовки исходных органических кислот и органических оснований, синтеза бинарных экстрагентов. Здесь же описаны методики проведения экстракционных експериментов и анализов, а также методов исследования (меифазного распределения и УФ-спектроскопии).

2. Экстракция кобальта из хлоридных растворов солями органических кислот и органических оснований -

Экстракционная способность солей органических кислот и органических оснований исследована на примере кобальта, наиболее трудноудаляемой примеси никеля.

В зависимости от условий металлы могут экстрагироваться в виде ацидокомплексов:

(п-2)Н*+ МеС1^"п+ (п-2Щ^М ^^Т^Ш^СоСГ + (п-2)НА (1) и в виде соли:

Ме2* 4 201" + 2НТ1А 2(^N>01 +ЖА" (2)

где А"- анион органической кислоты, И ГТ- катион- соли четвертичного аммониевого основания, черта сверху обозначает, что данное вещество находится в органической фазе. Константы равновесия реакций (1) и (2) равны:

к. =

[ (10П ГмёсГ ] ПШ

4 п —2_н ■

п-2

1 [МеС1 ПШ""2

а-п

] Ш~Ж1п"2а ?-2

4 п

К

= D ■

1 ) п"2 Ме 'НА

- ri-2 уп-1

' Р. NA ' + 4

- п-а Ме 'на

пош

4

п-2 _г»-2

н п

- п-а

' R NA '+ 4

п-1

(3)

где ß = [MeCl ]/([Ме ][С1~]п- константа образована

П П

хлоридного комплекса в водном растворе.

IR N01] [МёГ]

4 2

к. =

^ Ме 'R.nci

4

[R¡mz [Gl"] .[Мег+]

4

ü IR ЫС1Г

4

IR NAJ2 [Gl"]2

4

т i 2

'Ke 'R^UCI

' R NA '+ 4

(4)

При условии постоянства отношения коэффициентов активностей, выражения для коэффициентов распределения имеют вид:

lgD1 = lgKißH 4 (n-2) lg

.[R NA]

4

lgD_ = lgíc2 + 2 ig-LBiMl 2 2 ПШ

ПШ - 2 lg[Gl-3

n lg[Ql" ] - (n-2) pH i

(6)

Ha рис. 1 приведены зависимости распределения кобальта от концентрации хлорид-иона при экстракции металла солью

Рис.1. Зависимость коэффициента ■ распределения кобальта от концентрации хлорид-иона в исходном водном растворе 1-каприлат триалкилбен-' зиламмония, 2- хлорид триалкилбензиламмония.

0.0 os

органического основания и органической кислоты. Концентрация хлорид-иона изменялась в широком интервале. рН водной фазы 0.1. Концентрация экстрагента составляла 0.4 моль/л. Концентрация кобальта в исходном .водном растворе 0.05 моль/л. Начальный участок зависимости ' = £ ]) для каприлата

триалкилбензиламмония имеет тангенс угла наклона близкий к 2, что указывает на экстракцию кобальта в виде соли СоС12 по уравнению (2). При концентрациях хлорид-иона больше 1.8 моль/л наблюдается увеличение угла наклона зависимости до четырех, из чего можно предположить, что в данных условиях кобальт экстрагируется в виде тетрахлоридного комплекса СоС1^~. Изменение, характера спектра поглощения экстрактов кобальта, в зависимости от концентрации хлорид-иона подтверждает вывод об изменении механизма экстракции кобальта бинарными экстрагентами.

Экстракционная способность солей органических кислот и органических оснований с катионами, различного строения исследована на примере экстракции кобальта. Концентрация экстрагента изменялась в широких пределах. Концентрация хлорид-иона составляла 2 моль/л, рН гЮ.З. Поскольку в данных условиях кобальт экстрагируется в виде комплекса СоС1^~, должны получиться линейные участки зависимости

= (ИуШЛНП) + В (7)

с тангенсом угла, наклона 2., Экспериментальная зависимость коэффициентов распределения от отношения концентраций (ПГЖ1/ПШ) показана на" рис. 2.

В области малых концентраций (до 0.01 моль/л) экстракционная способность экстрагентов с катионом триалкилбензиламмония • и триоктилметиламмония практически одинакова. Поведение экстрагентов, при более высоких концентрациях существенно зависит от размера и строения радикалов-заместителей. Замена более длинного радикала на короткий - метальный привадит к снижении коэффициентов распределения и отклонению от прямолинейной зависимости, описываемой уравнением (7), что связано с понижением активности экстрагента, обусловленного ассоциацией экстрагента Дальнейшее увеличение концентрации соли триэлгалЯекзш'чммочгя приводит к увеличению угла наклона зависимости -

- ]£( Гя Ж]/{1Щ), что объясняется ооокстракцией соляной киелотн

00. -0.4--ОА> ■и ■/.е -¿о

-2.4 -¿6 -52

Рис.2. Зависимость коэффициента распределения

кобальта от ,(ПГШ/-ПЩ) ди-(2-этилгексил)фосфат

(1), каприлат (3), 2,4,6-тритрет.бутилфенолят (5) триалкилбензиламмония; диг(2-8тилгексил)ф0сфат

(2), каприлат (4) три-октилметиламмония.

2.6 ¿0 34. М 42 4.6 4.6'

с последующей экстракцией кобальту хлоридом

триалкилбензиламмония.

Таким образом, наиболее эффективными экстрагентами для извлечения кобальта являются соли органических кислот и органических оснований с катионами симметричного или близким к симметричному строения.

Для изучения экстракционной способности . солей триалкилбензиламмония с анионами различных органических кислот исследовалось распределение кобальта при различной кислотности равновесной водной фазы (рис. 3). Исходная концентрация кобальта составляла 0.05 моль/л, экстрагента 0.4 моль/л, концентрация соляной кислоты не превышала 1 моль/л. Экстракция кобальта проводилась в присутствии постоянной концентрации МаС1, равной 1 моль/л. Экстракционная способность солей триалкилбензиламмония увеличивается в ряду: каприлат < ди-(2-этилгексил)фосфат < ди-(2-этилгёксил)дитиофосфат. Полученный порядок не соответствует ряду для минеральных кислот, в котором увеличение экстракционной способности бинарных экстрагентов связано со снижением кислотной диссоциации исходной органической кислоты. При экстракции комплексной металеодержащей кислоты существенное

Рис. 3. Экстракция кобальта из хлоридных растворов 0.4 моль/л раствором каприлата (1), ди-(2-этилгексил) фосфата (2), ди-(2-этилгексил)дитиофосфата (3) триалкилбензил-аммония. 1моль/л

Р"

влияние оказывает сольватация органическими кислотами минеральных и органических солей ЧАО. Сложный характер зависимости -

- Г(рН) (рис.3) связан с переходом от бинарной экстракции кислота к бинарной экстракции соли. ■

3. Гидратация и сольватация бинарных экстрагентов в неводных

растворах

Существенными факторами, ■ определяющими экстракционное равновесие в системах с бинарными экстрагентами, являются гидратация и сольватация солей органических кислот и органических оснований в неводных растворах.

Для определения количественной характеристики гидратации -гидратного числа получены зависимости распределения воды в фазе экстрагента для бинарных экстрагентов, с катионами различного строения (рис. 4). Для соли ди-(2-этилгек'сил)фосфат триалкил-бензиламмония растворимость воды . в неводном растворе хорошо описывается уравнением:

Св = Св.р. + й Сэ где 11 = 2.19 ± 0.04 - гидратное число соли, соответствующее

тангенсу угла наклона зависимости содержания воды в органической

фазе от конценрации бинарного экстрагента. Для соли ди-(2-

Рис. 4. Концентрация воды в зависимости от концентрации солей ди-(2-этилгексил)фосфат тетраоктиламмония (1) и триоктилме тиламмония (2) в толуоле.

0.6

01

0.6

0.4

0.04 0.06 ОМ О./б 0.10

гексил)фосфат триоктилметиламмония наблюдается отклонение от прямолинейной зависимости (8), гидратное число увеличивается с ростом концентрации экстрагента.

Равновесие реакции экстракции солями органических кислот и органических оснований в значительной степени определяется составом неводной фазы. Часто для полноты реэкстракции в систему с бинарным экстрагентом вводят одноименную органическую .кислоту, избыток которой не только .сдвигает равновесие в сторону исходных продуктов, но и сольватирует экстрагент, тем самым понижая активность последнего.

Исследовалось распределение воды в неводном растворе солей органических кислот и органических оснований в присутствии сольватирущих добавок - органических кислот при активности воды в равновесной водной фазе 1. Из рис. 5 видно, что при

возрастании концентрации 4-трет.бутилфенола происходит практически полная дегидратация 4-третбутилфенолята тетраоктиламмония. Концентрация воды в органической фазе становится практически • равной концентрации . воды в . тройном растворе: вода - толуол - 4-трет.бутилфенол. При введении "в раствор каприлата тетраоктиламмония каприловой кислоты концентрация воды сначала уменьшается, проходит через минимум и затем увеличивается из-за гидратации введенной кислоты. Полной дегидратации аммониевой соли не происходит. Аналогичная картина наблюдается при введении в ■ растворы солей

Рис. 5. Растворимость воды в органической фазе в зависимости от концентрации одноименной органической кислоты в присутствии солей 4-третбутилфенолята (2), каприлата (3), ди-(2-этилгексил)фосфата (4), тетраоктиламмония (1- в отсутствие соли).

ди-(2-этилгексил)фосфата и ди-(2-этилгексил)дитиофосфата тетраоктиламмония соответствующих органических кислот. Изменение .гидратных чисел бинарных экстрагентов при введении одноименных

Таблица 1.

Изменение гидратных чисел бинарных экстрагентов в зависимости от концентрации одноименной органической кислоты

N Концентрация органич. к-ты моль/л Соль тетраоктиламмония ]

Д2ЭГДТФ Д2ЭГФ Катила т

К Ь Ь

1 0.00 1.13 2.90 4.15

2 0.01 0.87 2.68 2.94

3 0.02 0.70 2.43 2.40

4 0.03 0.60 2.33 1.78

5 0.04 0.55 2.13 • 1.27

6 0.05 0.50 1.98 1.16

органических кислот увеличивается в следующем ряду: ди-(2-этилгексил)дитиофосфат, ди-(2-этилгексил)фосфат, каприлач (табл. 1). Следует ожидать, что при, экстракции Н СоС1 преимущественное влияние на экстракционную способность" оказывав"] процесс сольватации в органической фазе экстрагента органической кислотой.

4. Экстракция сопутствующих металлов солями органических кислот и органических оснований

Существенное влияние' на равновесие бинарной экстракод! оказывают ■ протонодонорные добавь, способные образовывав водородные'связи с анионами минеральных.и органических солей-ЧАО. В связи с этим исследовано влияние одноименных органически] кислот на экстракцию цинка и кобальта каприлатом I

о

16 н и

КО

/л

1.6 И

/Л

у#

/мамок.

О / £ 3

Рис. 6. Экстракция цинка солями

триалкилбензиламмония каприлатом

(1), ди-(2-этилгексил)фосфатом

(2), 2,4,6-тритрет.бутилфеноля-том (3) в зависимости от кислотности водной фазы.

■00 -0.6 -0.4 -01 ОМ 0.1 Рис. 7. Зависимость коэффициента распределений цинка от концентрации хлорид-иона в системах с бинарными.экстра-гентами: каприлат (1), 2,4,6-тритрет.бутилфенолят

(2), ди-(2-этилгексил)фосфат

(3) триалкилбензиламмония.

2-этилгексил)фосфатом " триалкилбензиламмония. Эксперименты одились при концентрации хлорид-иона 1 моль/л, концентрации лла 0.01 моль/л, концентрации вкстрагента 0.1 моль/л, равновесной водной фазе составляло 0.65 - 0.8, в данных вияг, органические кислоты выступают в виде, сольватирующих вок. При постоянной концентрации хлорид-иона 1 моль/л в ом растворе распределение цинка практически не зависит от :отности водной фазы (рис. 6). Зависимости igD = î (lg[Cl"l) .7) прямолинейны с тангенсом угла наклона близким к 2 (при .ентрациях хлорид- иона в. водном растворе меньше 1 ,моль/л). указывает на преимущественную екстракцию цинка в данных виях в виде соли ZnCla.

Введение' органических кислот вызывает сначала повышение фициентов распределения указанных: металлов, а затем, с ростом ентрации органической кислоты извлечение металлов понижается 8). Восходящая ветвь зависимости IgD = = f(Crr )

НА

ловлена повышением активности экстрагента за счет дратации последнего, а нисходящая - понижением активности органической кислоты и органического основания, ловленным сольватацией бинарного экстрагента одноименной нической кислотой.

При СНа>0.04 моль/л, когда концентрация воды в органической меняется слабо, зависимость коэффициента распределения цинка онцентрации органической кислоты можно описать уравнением йной регрессии:

IgD = lgD0 - b CH/L , (9)

дом наименьших квадратов были получены значения lgDQ=2.408 ± 6 и b '= 4.865 ± O.Û36.- Значение соответствует

фициенту распределения цинка, экстраполированному на ось нат, то есть при СНА = 0. Экспериментальное значение ниже, ичие объясняется уменьшением гидратного числа экстрагента в утствии органической кислоты.. Для расчета* изменения $ициента активности вследствие гидратации для растворов Я, характеризующихся нелинейной зависимостью степени этации от активности воды, ранее было предложено уравнение:

ln ï /у* = - h (10)

у и у- коэффициенты активности аммониевой соли в "сухом"

неводном и насыщенным водой.

Изменение^ логарифма коэффициента распределения с металлов вследствие уменьшения гидратации компоне органической фазы расчитывали по уравнению:

1ё(Во/В) = "27303 2 в'4кл - ТЛОЗ 2 ДЬН4ыс1 (11)

Величину определяли графическим , интегрирова

зависимости концентрации воды рт концентрации органиче

кислоты.

Изменения логарифма коэффициента распределения и составляет:

1£(ВЛ)0) = тЬоГ • (2-43 - 2-02) • 2 = °-39

Экспериментальна наблюдаемое значение 0.40.

Таким образом, учет совместного влияния сольватации гидратации на активность компонентов органической фазы позва. количественно описать изменение коэффициента распредел« металлов'-в системах с бинарными экстрагентами.

При относительно высокой кислотности при экстра* исследуемых металлов, преобладающим процессом является бина£ экстракция кислот, причем константа пропорциональна констан обмена анионов с гидроксил-ионом для исходной системы четвертичной аммониевой солью [1]. В случае преимуществен бинарной экстракции солей константа экстракции пропорционал произведению константы обмена металл-водород для системы

исходной органической кислотой и константы обмена анионов с гидроксил-ионом в степенях, соответствующих стехиометрии экстрагируемой соли [1]. Экстрагируемость металлов из хлоридных сред будет определяться устойчивостью соответствующих анионных комплексов. Таким образом, ряды экстрагируемости металлов в экстракционных системах с бинарными экстрагентами связаны с устойчивостью всех образующихся экстрагируемых соединений и заранее труднопредсказуемы. Была исследована экстракция различных металлов солями органических кислот и органических оснований из хлоридных растворов ([С1~] = 4 моль/л) в широком диапазоне рН. Для экстрагентов 4-трет.бутилфенолят, 2,4-дитрет.бутилфенолят, каприлат, ди-(2-этилгексил)фосфат триалкилбензиламмония металлы экстрагируются в следующей последовательность: Сс1>Ре>гп>РЬ>Си>Мп, Се, ¥>N1, Са, Ъа, Ва, А1, которая в основном соответствует анионообменному ряду хлорокомплексов данных металлов. Для ди-(2-этилгексил)дитиофосфата триалкилбензиламмония

экстрагируемость металлов в ряду: С1>Си>РЬ>2п>Ре,Со>Се>Ы1,Са,А1, Ва, У в основном соответствует катионообменному ряду для исходной органической кислоты. В этом случае преобладающее влияние оказывает высокая устойсивость образующихся диалкилдитиофосфатов металлов, вследствие этого во всей исследуемой области рН реализуется процесс бинарной экстракции солей.

5. Исследование бинарной экстракции примесных металлов из никелевых растворов

В данном разделе были испытаны различные экстракционные системы с целью показать перспективность использования бинарных экстрагентов для извлечения примесей из никелевых растворов. Исследована возможность разделения кобальта и никеля, а также сопутствующих им железа, меди и цинка из хлоридных растворов. В качестве исходного раствора выбран солянокислый раствор с соотношением элементов, близким к некоторым производственным концентратам (в г/л): N1 173: Со 3.6; Ре 3.75: Си 0.18; Ъп 0.8; С1 В табл.2 приведены данные по экстракции металлов из раствора, содержащего '2.9 моль/л N101.,, различными бинарными

Таблица 2

Коэффициенты разделения металлов различными бинарными экстрагентами (концентрация экстрагента 0.5 моль/л)

Каприлат TABA Д2ЭГФ TABA 4-тре тбутилфенолят -TABA

Металл DMe 0 Me /N i D«e 'fi M e /N i I) Me fi 'Me/Ni

N1 5.8-Ю"3 7.0-10~3 1.?•10~3

Со 11.5 ' 1900 >50, 7100 8 6700

Fe >375 64800 >380 54300 >380 31700

Cu >18 3100 >16 2300 >20 16700

Zn >80 13800 • >80 11400 >80- 66700

экстрагентами. Значительные различии в величинах РМв/ьи дает возможность очищать никелевые растворы от указанных металлов.

Важной задачей является разработка способов реэкстракции металлов из органической фазы и их концентрирование. Одним из

достоинств бинарной экстракции является возможность реэкстракции водой. На рис. 9 приведены изотермы экстракции и реэкстракции цинка в системах с бинарными экстрагентами. Концентрация металла в реэкстракте в соответствии с изотермой составит 0.03 моль/л при исходном содержании в органической фазе 0.01 моль/л. Переработка растворов такой концентрации затруднена. Экстракционное концентрирование может быть достигнуто введением в еодный раствор хлористого натрия. Последующая экстракция и реэкстракция водой

позволяют увеличить концентрацию исходного раствора от 0.03 до 0.14 моль/л. Двухстадийный процесс дает еще больший эффект. Экстракционное концентрирование позволяет значительно увеличить глубину очистки металла от примесей с меньшей экстракционной способностью.

ЛИТЕРАТУРА

1. Холькин А.И., Кузьмин В.И., Пашков Г.Л., и др. Бинарная экстракция и перспективы ее применения // Изв. СО АН СССР. Сер. хим. наук. 1990. Вып.5. С.З.

ВЫВОДЫ

1. Исследована экстракция кобальта, цинка и железа (Ш) солями органических кислот и органических оснований. Установлено, что при концентрации хлорид-иона меньше 1 моль/л происходит извлечение металлов в виде солей. При концентрации хлорид-иона больне 1.8 моль/л и pH меньше 0.5 кобальт экстрагируется в виде комплексной кислоты Н2СоС14> при этом экстракция уменьшается в ряду: ди-(2-этилгексил)дитиофосфат > ди-(2-этилгексил)фосфат > каприлат. Такой же ряд наблюдается и при экстракции железа в виде HFeClt. По эффективности извлечения ZnCl2 экстрагенты располагаются в ряд: 2,4,6-тритрет.бутилфенолят > ди-(2-этилгексил)фосфат > каприлат.

2. Исследована экстракция кобальта солями органических кислот и органических оснований в зависимости от строения катиона соли. Экстракционная способность солей алкиламмония уменьшается при замене радикала с длинной цепью на метильный радикал.

3. Изучена гидратация солей органических кислот и органических оснований в толуоле. Показано, что для солей тетраоктиламмония гидратное число постоянно и концентрация воды линейно растет при увеличении концентрации соли в толуоле, тогда как при введении метального радикала данная зависимость нелинейна и гидратное число увеличивается С' ростом концентрации соли.

4. Исследована гидратация бинарных экстрагентов р присутствии одноименных органических кислот. Показано, что добавки кислоты уменьшают гидратацию бинарных экстрагентов.

5. Исследовано влияние одноименных органических кислот на экстракцию , цинка, кобальта и железа (Ш) кагтрилатом и ди-(?-атилгнкоил(фосфатом триялкилбензилчмминия. Установлено, что

с ростом концентрации одноименной органической кислоты коэффициент распределения проходит через максимум. Одновременный учет гидратации и сольватации компонентов органической фазы позволяет описать полученные зависимости в данной системе.

6. В широком диапазоне рН исследована экстракция различных металлов солями триалкилбензиламмония и органических кислот. Установлено, что при экстракции 4-трет.бутилфенолятом, 2,4-Дитрет.-бутилфенолятом, каприлатом триалкилбензиламмония - коэффициенты распределения металлов уменьшаются в ряду: Cd>Pe(III)>Zn>Cu>Co>Mn, Ce,Y>Ni>Ca,Ba,Al, который в основном соответствует анионообменному ряду для хлоридных комплексов данных металлов. Для ди-(2-этилгексил)дитиофосфата триалкилбензиламмония наблюдается другой ряд: Cd>Cu>Pb>Zn>Fe(III)>Co>Ce>Ni,Ca,Al,Ba,Y, который соответствует катионообменному ряду для исходной ди-(2-этилгексил)-дитиофосфорной кислоты.

7. Исследована реэкстракция металлов в системах с бинарными экстрагентами водой и показано, что металлы, образующие более прочные хлоридные комплексы, хуже реэкстрагируются. Показана возможность экстракционного концентрирования Металлов на примере цинка.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих

л

работах:

1. Зайцев В.П., Йорданова О.В., Очкин А.В., Холькин А.И. Экстракция кобальта из хлоридных растворов бинарными экстрагентами // X конференция по экстракции. Тезисы докладов. М. 1994. С. 189.

2. Зайцев В.П., Холькин А.И., Чудинов Э.Г., Очкин А.И., Йорданова О-В., Марокин О.В., Варварина Г.В., Васина W.B. Экстракция цветных и сопутствующих металлов из хлоридных растворов // X конференция по экстракции. Тезисы докладов. М. 1994. С. 191.

3. Йорданова О.В., Очкин А.В. Экстракция кобальта из хлоридных растворов бинарными экстрагентами// VIII МКХТ. Тезисы докладов. М. 1994. С. 87.

4. Йорданова О.В., Очкин А.В., Холькин А.И., Зайцев В.П. Зависимость экстракционной способность бинарного экстрагента от строения его катиона // IX МКХТ. Тезисы докладов. М. 1995. Ч. 2. С. 105.

5. Зайцев В.П., Очкин А.В., Холькин А.И., Йорданова О.В. Гидратация и сольватация бинарных экстрагентов в неводных растворах // Prtfc. Int. Conf. The theory and practice of solvatation processes and complexes formation in mixed solvent. Krasnoyarsk. 1996. P. 93.