1. РЕСПУБЛИКА КАЗАХСТАН
(19) KZ (13) A4 (11) 28461
(51) C22B 15/00 (2006.01)
C25C 1/12 (2006.01)
C02F 1/42 (2006.01)
КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ
МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ
(21) 2013/0359.1
(22) 26.03.2013
(45) 15.05.2014, бюл. №5
(72) Абдыгалимова Салима Шакимовна;
Дюсембаева Светлана Ершуровна
(73) Республиканское государственное предприятие
на праве хозяйственного ведения "Национальный
центр по комплексной переработке минерального
сырья Республики Казахстан" Комитета
промышленности Министерства индустрии и новых
технологий Республики Казахстан
(56) Предварительный патент РК №13545, кл. C02F
1/28, опубл. 15.10.2003г
(54) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ ИЗ
РАСТВОРОВ
(57) Изобретение относится к способам извлечения
меди из растворов и может быть использовано при
сорбционном извлечении металла из сточных вод
предприятий цветной металлургии других отраслей
промышленности.
Задачей предлагаемого изобретения является
повышение эффективности процесса, упрощение
технологии при сохранении высокой степени
извлечения ионов меди из растворов.
Достигаемым техническим результатом является
повышение сорбционной емкости сорбента при
извлечении ионов меди из растворов, в том числе
слабоконцентрированных. Степень извлечения
составляет практически 100%. Процесс сорбции
осуществляют путем пропускания раствора через
слой нитрогуминовой кислоты, что исключает
стадию фильтрации.
(19)KZ(13)A4(11)28461

2. 28461
2
Изобретение относится к способам извлечения
меди из растворов сорбцией и может быть
использовано при извлечении металла из сточных
вод предприятий цветной металлургии и других
отраслей промышленности.
Сорбционный метод является одним из
эффективных способов извлечения металлов из
растворов. Преимуществом способа является
возможность выделения металлов до любой
остаточной концентрации, а также отсутствие
вторичных загрязнений и управляемость процесса.
Известен ионообменный метод удаления ионов
меди из растворов с помощью зернистых ионитов.
(А.Аширов «Ионообменная очистка сточных вод,
растворов и газов», издательство «Химия», Л., 1983,
с.88). Применение селективного к меди
полиаминного анионита АН-31 приводит к
извлечению металла до 95%. Недостатком такого
способа является малая ёмкость при низких
концентрациях металла и ограниченный срок
службы анионита. Кроме того, применение
дорогостоящего сорбента приводит к высокой
стоимости технологического процесса.
Наиболее близким к предлагаемому является
способ очистки сточных вод от меди окисленными
углями. (С.Е. Дюсембаева, С.Ш. Абдыгалимова,
З.Г. Акулова, Г.А. Мустафина. Предпатент РК
№13545, бюл. №10, 2003 год). При контактировании
сорбента с очищаемой водой максимальное
извлечение (99,99%) наблюдается при соотношении
Т:Ж=1:15÷18 и рН 2÷4. Недостатками
вышеописанного способа являются низкая ёмкость
сорбента и сложность процесса (операция
фильтрования для отделения сорбата от сорбента).
Задачей предлагаемого изобретения является
повышение эффективности процесса, упрощение
технологии при сохранении высокой степени
извлечения ионов меди из растворов.
Достигаемым техническим результатом является
повышение сорбционной емкости сорбента при
извлечении ионов меди из растворов, в том числе
слабоконцентрированных. Степень извлечения
составляет практически 100%. Процесс сорбции
осуществляют путем пропускания раствора через
слой нитрогуминовой кислоты, исключается стадия
фильтрации, что приводит к упрощению
технологического процесса.
Сущность предлагаемого способа заключается в
том, что извлечение меди из растворов
осуществляют сорбцией на ионите, полученному
при нитровании окисленных в природных условиях
углей. Синтезированная нитрогуминовая кислота
(НТК) обладает комплексообразующими
ионообменными свойствами. Статическая обменная
емкость полученного сорбента коррелируется с
содержанием кислых групп. Внедрение нитрогрупп
в состав угля сопровождается повышением
карбоксильных групп. Сорбционная емкость по
меди предлагаемого сорбента возрастает в 4 раза по
сравнению с прототипом (таблица 1).
В предлагаемом способе сорбция проводится в
динамическом режиме, исключается стадия
фильтрации после контакта с сорбентом, что
упрощает процесс.
Таблица 1
Сорбент Σ СООН мг-экв/г СОЕ по Сu2+
мг-экв/г
Окисленный уголь (прототип) 3,71 0,75
НТК (предлагаемый) 5,30 4,50
Осуществление предлагаемого способа
иллюстрируется примерами 1-7 и данными,
приведенными в таблице 2.
Пример 1. В адсорбционную колонку диаметром
10мм помещают 15,0г предлагаемого сорбента.
После этого пропускают через колонку модельный
раствор, доведенный до рН = 4,8, содержащий ионы
меди СCU
2+
=0,7г/л со скоростью 20 об. на 1 об.
сорбента в 1 час. Полноту насыщения определяют
но результатам химического анализа, для чего
собирают по 5 мл фильтрата. Отсутствие ионов
меди в фильтрате после сорбции свидетельствует о
100%-ном извлечении.
Примеры 2-7. Сорбция проводится аналогично
примеру 1, за исключением того, что изменяют рН
или концентрацию меди исходного раствора.
Таблица 2
Пример Исходная
концентрация ионов
меди, г/л
Остаточная концентрация ионов меди, г/л рН среды
1 0,10 Сu2+
отсутствует в растворе 4,7
2 0,20 0,06·10-3
2,0
3 0,10 0,02·10-3
4,5
4 1,00 Сu2+
отсутствует в растворе 4,7
5 0,006 Сu2+
отсутствует в растворе 7,9
6 0,01 Сu2+
отсутствует в растворе 9,0
7 0,20 Сu2+
отсутствует в растворе 9,5
Сорбент полностью регенерируется 0,5 н.
раствором серной кислоты. Ввиду высокой
сорбционной емкости сорбента процесс
регенерации осуществляют с большим интервалом.

3. 28461
3
Результаты многократной сорбции показали, что
емкость сорбента практически не меняется после 15
циклов сорбция-десорбция.
Таким образом в отличие от прототипа
использование предлагаемого изобретения
обеспечивают:
- эффективность процесса, ввиду высокой
сорбционной емкости сорбента;
- упрощение технологии за счет исключения
стадии фильтрации после контакта с сорбентом;
- возможность применения очищенной воды в
замкнутом технологическом цикле при очистке
промышленных стоков.
ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ
Способ извлечения меди из растворов,
включающий контактирование раствора с угольным
сорбентом, отличающийся тем, что сорбент
предварительно подвергают нитрованию, при этом
процесс осуществляют путем пропускания раствора
через слой сорбента.
Верстка Ж. Жомартбек
Корректор Е. Барч