CC BY
17ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ
I 49 (?) ХИМИЯ И ХИМИЧЕСКАЯ ТЕХНОЛОГИЯ 2006
УДК 542.61-546.59-547.498
II..А. Ларионова , А.В. Голоунин
ЭКСТРАКЦИИ ЗОЛОТА ИЗ ЩЕЛОЧНЫХ РАСТВОРОВ АМИНАМИ И ГУАНИДИНАМИ
(Государственный университет цветных металлов и золота, Красноярск Институт химии и химической технологии СО РАН, Красноярск)
e-mail: golotmm@ketm
Проведен критический анализ материалов по определению граничных значений pHt при которых функционируют аминосодержащие тшонообмешшки. Определены границы действия аниопообметтков на основе гуанидина. Расчетные данные получили экс-периментальпое подтверждение на примере экстракции цианида золота из водных щелочных растворов при pH 8-13.
Жидкие и твердые ионообменники на основе аминов способны извлекать золото из водных щелочных циан иди ых растворов в довольно узкой области pH [I]. Однако в зависимости от основности аминов область применения может сдвигаться в ту или иную сторону, В работе [2] приведен пример расчета оптимальной области pH, в которой наиболее эффективно действие анионообмешшков. Но мнению авторов работы [2], ашшосодержащие аниониты в водном растворе диссоциируют как кислоты
[AmH?] X" = Ат + Н‘ + X' (1)
Уравнение (1) справедливо, если имеет место гидролиз ал к ила м мои и е в ы х солей в воде или водном растворе кислоты. Однако, при экстракции цианида золота аминоеодержащие иониты попадают не в воду, а в щелочной раствор и, следовательно, образую!" не аммониевые сони, а амины, которые частично превращаются в гидроксид ал к ил аммония (2).
Ат + Н2С) = [АтГГ] ОН' (2)
Гидроксид ал килам мои ия диссоциирует не как кислота, а как основание (3)
[АтНГ] С.)1Г = [Ami-Г] + ОГГ (3)
с образованием иона ОН", который и определяет pH раствора,
В связи с этим предположение авторов [2], что полная анионообменная функция сорбента
(экстрагента) реализуется при условии
[Ат] / [АтН ] < 0,01
лишено смысла, поскольку частное всегда больше
единицы. Расчет константы равновесия следует проводить по уравнению(3)
К = [AmH 1 [ ОН'] / [Ат]
Поскольку концентрация ионов [AtnlT] равна концентрации ионов [ОН'], то можно записать (4) и (5),
1C “ [ ОН"]2 / [Ат] (4)
но К=К„ [AmIT] / [Am] [If] = К./К* (5)
Приравняем равенства (4) и (5), получим выражение (б),
[СНГ]2 /[AmJ-KyK, (6)
поэтому концентрацию ионов OIT следует определять как результат вычисления корня (7) (см. также [3])
\
к*
,g[raf] = -Г18КН,.+ “-lg[Am] - “ IgfC ^
и
При [AmJ, равной 0,01 и рКа нерастворимых в воде первичных аминов 6.8 т 8.2, вторичных 4.6 т-7.2, третичных 2.0 д5.8 [4], область pH, в которой можно эффективно использовать иониты вычисляем из разности
рН= 14- рОН
Следовательно, область pH эффективного использования первичных аминов ограничивается 9.4 т 10.1, вторичных аминов 8.3 т 9.6, третичных аминов 7.0 т 9.9.
Из вышеприведенных расчетов видно, что аниониты, содержащие аминогруппы мало зффею
тивны при извлечении золота из производствен* пых растворов, pH которых выше 10. Иное дело, когда применяются иониты с четвертичными аммониевыми солями. После предварительной обработки растворами щелочи четвертичные аммониевые соли в какой-то мере переходят в основную форму н граничная величина pH достигает 9 т 11.
В отличие от аминов гуанидины в водных растворах, превращаются в ионизированные основания в значительной степени, в частности, рКа незамещенного гуанидина равен 13*65 [4]. Поэтому граничную область функционирования гуанидинов также можно определить по уравнению (?) и ори концентрации 0,01 мол ь/л она будет находиться вблизи Ют 12.
Таким образом, имеются теоретические предпосылки получения эффективных анионооб-мснников на основе гуанидина, способных извлекать цианиды золота и других металлов из производственных щелочных растворов.
Однако основность органических соединений зависит не только от строения, но и от среды, в которой они находится. Оказалось, в частности, что в присутствии трибутилфосфата (ТБФ), "фиоктилфосфин оксида (ТОФО) основность водонерастворимых аминов возрастает настолько, что становится возможным применение их для извлечения цианида золота из довольно щелочных, растворов. Так, в присутствии ТБФ рН$о экстракций цианида золота первичными аминами Primcne IM-Т в ксилоле достигает области pH 9, а в растворе нитробензола 11,5(5].
Таблица !
Влияние ФОС на извлечение золота тридецилмети-
ламмоний хлоридом |6]
Table. /. Effect of FOS on gold extraction with (ride-
cylmethylammonium chloride.
Модификатор Структура pH so 6pHw|
1 Без 7.15 0
Трибутилфосфат (Rd)jP=o 7.80 0.68
Дибутилбутил фосфат (RO)2 rp=o 8.40 iis
Бутилдибутилфоефат CRD) КгР=0 8.84 1.69
Триогшлфосфин оксид (RjjP^O 9.45 2.30
Трибутил фосфин оксид (R)jP*0 9,90 2.75 j
При этом' установлено, что по мере увеличения концентрации соэкстрагентов сдвиг а щелочную область постепенно увеличивается. Например, pH so 2 % раствором амина Amberlil LA-2 и ТБФ равна 8, для 5 % раствора 9, а 10 % раствора Ю [7].
В табл, 1 приведены данные влияния (ФОС) на экстракцию цианида Ati(l) кемяолъньш
раствором тридецилметиламмоний хлорида (Adogen 483) [6,7]. Видно, что в присутствий ФОС возможно извлечение золота из относительно щелочных растворов. Время экстракции золота цетилтриметиламмоний бромидом в растворе ТБФ составляет всего 1.0 мин при 25 и pH 10,7[8].
В присутствии спиртов область экстракции цианида золота аминами также расширяется. Например, раствором 0,1. моль/л вторичных алкила-минов в декане с 0,05 мол ь/л длинноцепных спиртов удается извлечь золото из щелочных циан и д-ных растворов с pH 11,7 [9].
Для проверки вышеприведенных расчетов по определению граничной области применения гуанидинов нами исследована экстракция золота! I) из щелочных растворов Н,МЧад(изобутш1)-,Ы,Н|-ди(цйкдоге1ссил}-, N,N'-ah(oktwiK N.N1-ди(бензи л )гуани динами. Наиболее оптимальная область экстракции оказалась около pH 10-12,
Таблица 2
Влияние аминов на извлечение золота(1) 0,01
мол ь/л растворами N,NS"$H^o%nrwji гуанидина
АМИН Растворитель рМ % Извлечения
9,0 93
Без добавки mmm Дихлорэтан 9,5 10,6 88 78
12,2 68
8,4 68
9.0 62
Трибу'ПШаШ'Ш* Ксилол 10,9 30
... 12,9 14
8,6 92
9,5 60
Дибутиламии* Ксилол 11,0 44 )
12,5 18
8,4 99
10,2 97
Анилин Анилин
11,4 96
12,6 95
8,1 8,9 99,5 99,0
Октнламии* Ксилол
10,2 98,5
11.8 97,0
9,2 99,5
!4-децил-2,4- Ксилол 10,7 99,5
к€№яттпш 11,2 ! 99,5
13,0 99,0
•Добавка 2-4%
Поскольку производные гуанидина можно отнести к азотсодержащим основаниям, поэтому вполне резонно ожидать появления при экстракции металлов положительного синергетного эффекта от присутствия основных добавок. Для выявления такого эффекта мы проверили смесь N,N‘- дни зобутил гу ан иди на с рядом аминов при экстракции золота (!). В табл.2 приведены результаты проверки.
Как видно из таблицы, в присутствии длинноцепных и ароматических аминов наблюдается значительное расширение эктракции золота в щелочную область. Действие добавок аминов проверено и на других производных гуанидина. Так, если извлечение золота раствором дифенил-гуанидина в ксилоле в присутствии 0,01 моязь/я 4-гексиланилина снижается со 100 до 0% при изменении pH от 8 до 13, то в присутствии N-децил-2,4-ксилидина степень извлечения золота резко повышается. Это видно из следующих данных: pH so извлечения золота раствором дифен ил гуанидина в ксилоле 10,0 при использовании смеси с N-гекештнилииом удается извлечь 98 % из раствора с pH 12. В случае применения 0,01 моль/л раствора дибензилгуанидина в дихлорэтане рН50 находится около 11,5 , а с добавкой 0,01 моль/л N-октиланштшт количестве иное извлечение золота наблюдается в диапазоне pH 8-13.
Таким образом, для извлечения цианида золота из производственных растворов с pH >10 эффективно могут быть использованы как амины в присутствии органических оснований, так и производные гуанидина самостоятельно или в присутствии аминов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Штттша МЖ, Miller J.D. // Hydromctallurgy. 1986. V.
16. Р. 245-261.
2. Кононов Ю.С., Пашков Г .Л., Холмогоров Л. Г. /7 Химия в интересах устойчивого развития. 2000 Т.8. Нч 3.. С. 387-391.
3. Логинов Н.Я., Воскресенский А.Г., Солод кин И.С. Аналитическая химия. М.; Просвещение 1979. С, 457,
4. Hall N.F., Spiiiklc МЖ // J. Am. them. Soc. 1932. V. 54.
P. 3474-3476.
5. Martin MX, Alguacil FJ. /7 Nydmmetallurgy. 1998. V. 49,
P. 309-322,
6. Alguadl F.J., Hernandez A., Luis A. // Hydromctallurgy, 1990. V, 24. 157-166,
7. Pai. Xe4.895.597 USA. 1990. inf. Cl C22B 11/04 Recovery
of precious metal.
8 Mooimart M.B., Miller J.D. // Hydromctallurgy. 1986. V. 16. P, 245-261.
9. Yang Xiang-jun et a(. // Chin J. Non ferrous Metals. 2002. V, 12. N. 6. P.1309-1313.
10. Yu Jian-Min ct al. ft Chin J, Appl. Chem. 2001, V. 18. N. 4. P. 276-280.
11. Пат. Xfi 1831508. СССР 1987. МКИ € 22B 3/26. Способ извлечения благородных металлов т щелочных цнанидных pact воров.
12. Pat Хг5198021. USA. 1993. Inl. Cl C22B 11/00. Process for the recovery of gold.
УДК. 677.4 + 8181
Ю.А. Галактионова, E*К.Ибрагимова, Э.В.Бекншева
ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ ЦЕЛЛЮЛОЗЫ НА КАЧЕСТВО НИТИ (Сибирский государственный технологический университет)
Изучено влияние параметров целлюлозы на качество нити с помощью статистического контроля качества, основу которого составляют статист и ческие методы -“семь инструментов контроля качества**. В состав этих методов входит и карта Парето. С помощью карты Парето определено, что наибольшее влияние на удельную разрывную нагрузку нити оказывают параметры целлюлозы - содержание жиров и смол в целлюлозе, вязкость целлюлозы и прядильного раствора, вязкость вискозы, ее зрелость и фильтруемость. Даны рекомендации по управлению качеством готовой продукции.
Основным сырьем для получения вискоз- щаяся к возобновляемым природным ресурсам в ных волокон и нитей является древесная цеялюло- отличии от нефти и газа. Она входит в состав од-
:ш, широко распространенная в природе и относя- но- и многолетних, растений. Целлюлозу, при год-
