CC BY
25
С 1Ь 6 X № в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. Nb 7 (112)
УДК 544.77
A.M. Асанов, С.Ю. Левчишин, Н.М. Мурашова, Е.В. Юртов Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ИЗУЧЕНИЕ МИКРОЭМУЛЬСИОННОГО ВЫЩЕЛАЧИВАНИЯ МЕДИ НА МОДЕЛИ СиО - МИКРОЭМУЛЬСИЯ Д2ЭГ<Ша
It was examined kinetics of copper leaching from copper oxide (II) particles by sodium bis-(2-ethylhexyl)phosphate microemulsion containing bis-(2-ethylhexyl)phosphoric acid as extractan!
Изучена кинетика выщелачивания меди из частиц оксида меди (II) микроэмульсией ди-(2-этилгексил)фосфата натрия, содержащей экстрагент ди-(2-этилгексил)фосфорную кислоту.
В Российском химико-технологическом университете им. Д.И. Менделеева, на кафедре наноматериалов и нанотехнологии разработан способ извлечения металлов из твердофазного сырья с помощью жидких наност-руктурированных реагентов, таких как прямые и бинепрерывыные микроэмульсии - микроэмульсионное выщелачивание [1]. Метод микроэмульсионного выщелачивания перспективен для извлечения цветных, редких и редкоземельных металлов из первичного (руды и концентраты) и вторичного техногенного (шламы, золы, пыли) сырья.
Целью данной работы является изучение влияния содержания известного промышленного реагента ди-(2-этилгексил)фосфорной кислоты (Д2ЭГФК) на процесс микроэмульсионного выщелачивания меди на модельной системе СиО - микроэмульсия ди-(2-этилгексил)фосфата натрия (Д2ЭГФ№). Такая система может служить моделью извлечения как из первичного, так и из вторичного сырья.
В работе были использованы Д2ЭГФК с содержанием основного вещества более 95% (Merck, Германия), керосин марки «Осветительный», гид-роксид натрия (ч), оксид меди (ч). СиО был предварительно измельчен до частиц со средним размером 23 мкм.
Микроэмульсию получали путем смешивания водной и органической фаз. Органическая фаза представляла собой раствор Д2ЭГФК в керосине. Водная фаза - раствор гидроксида натрия в бидистиллированной воде. В ходе перемешивания водной и органической фаз происходил разогрев смеси за счет реакции нейтрализации кислоты и щелочи и превращение мутной эмульсии в оптически прозрачную микроэмульсию.
Одним из наиболее важных факторов в процессе микроэмульсионного выщелачивания является содержание экстрагента в микроэмульсии. Для изучения влияния этого фактора на эффективность извлечения металла был проведён ряд экспериментов по выщелачиванию меди микроэмульсиями с концентрацией Д2ЭГФ№ в органической фазе 1,6 моль/л, w=[H20]/ [Д2ЭГФ№]=25 и концентрацией Д2ЭГФК в органической фазе от 0,0 до 0,3 моль/л. Составы использованных микроэмульсий приведены в таблице. Ранее методами окрашивания фаз и кондуктометрии было показано, что мик-
С 1Ь б X М в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. №7(112)
роэмульсии с таким содержанием компонентов имеют бинепрерывную структуру [2].
Табл. Составы микроэмульсий Д2ЭГФКа, использованных для микроэмульсионного выщелачивания.
содержание Д2ЭГФ№, об% содержание Д2ЭГФК, об% содержание керосина, об% содержание воды, об%
Микроэмульсия без избытка Д2ЭГФК 31,01 0,00 27,13 41,86
Микроэмульсия с конц. Д2ЭГФК в орг. фазе 0,1 моль/л 31,01 1,94 25,19 41,86
Микроэмульсия с конц. Д2ЭГФК в орг. фазе 0,2 моль/л 31,01 3,87 23,26 41,86
Микроэмульсия с конц. Д2ЭГФК в орг. фазе 0,3 моль/л 31,01 5,81 21,32 41,86
Процесс выщелачивания проводили в закрытых колбах, помещенных в водяную баню-шейкер, при температуре 80 °С и постоянном перемешивании с амплитудой 4 см и частотой 200 об/мин. Соотношение твердой и жидкой фаз составляло 1:50. Отбор проб проводили каждый час. Для отделения твердых частиц СиО от микроэмульсии применялось центрифугирование (центрифуга ОПН-8, 8000 об/мин в течение 15 мин). Реэкстракцию меди из микроэмульсии проводили путем интенсивного встряхивания образца с трехкратным объемом 10% НгБС^ в течение 1 мин. Для завершения процесса реэкстракции образец оставлялся на 24 ч, затем водная фаза отделялась от органической.
Концентрация меди в водной фазе определялась фотометрически -анализом поглощения аммиачного комплекса при длине волны 220 нм на спектрофотометре Сагу 50.
Полученные результаты по зависимости содержания меди в микроэмульсии от времени микроэмульсионного выщелачивания приведены на рис.1. Все кинетические кривые имеют схожую форму. Как видно из представленных данных, скорость выщелачивания значительно возрастает с повышением концентрации экстрагента Д2ЭГФК в микроэмульсии.
Полученные данные хорошо согласуются с проведенным ранее исследованием зависимости скорости микроэмульсионного выщелачивания меди из окисленного кобальто-медного концентрата от состава микроэмульсии [3]. В обоих случаях повышение концентрации экстрагента в микро-
9
С 11 6 X Uz в химии и химической технологии. Том XXIV. 2010. Nb 7 (112)
эмульсии приводит к заметному возрастанию скорости выщелачивания. Это свидетельствует о существенном вкладе химической реакции в общую скорость микроэмульсионного выщелачивания меди.
30
0 12 3 4 5
Время, ча с
Рис. 1. Кинетические кривые выщелачивания меди микроэмульсией с концентрацией Д2ЭГФК в органической фазе (моль/л): ♦ - 0,0; ■ - 0,1; А - 0,2; • - 0,3.
На основе полученных данных можно рекомендовать вводить в состав микроэмульсий для выщелачивания как можно более высокие концентрации экстрагентов, чтобы повысить скорость извлечения металлов.
Библиографические ссылки
1. Способ извлечения металлов из твердофазного сырья/ Е.В. Юртов, Н.М. Мурашова. Патент RU № 2349652 (Россия) от 17.03.2007 г., опубликовано 20.03.2009, Бюл. № 8.
2. Левчишин С.Ю. Экстрагент-содержащие наноструктурированные жидкие среды для выщелачивания металлов/ С.Ю. Левчишин, Н.М. Мурашова, Е.В. Юртов//Сборник тезисов докладов научно-технических секций Международного форума по нанотехнологиям Rusnanotech'08. Т. 3. Секция 4.5. С. 330-332.
3. Yurtov E.V. Microemulsion leaching of metals/ E.V. Yurtov, N.M. Mu-rashova//Proc. International Solvent Extraction Conference ISEC'2008. Tucson, USA, 2008. P. 1597-1602.
