Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

INVESTIGATION OF SORPTIVE RECOVERY OF COPPER BY SEVERAL CHELATING RESINS FROM SULFATE SOLUTIONS WITH INCREASED ACIDITY AND BEARING IRON (III) E. S. Belyaev1, A. A. B lo kh in 1, Yu. V. Mu rashkin1, M. A. M ikhaylenko2 1Saint Petersburg State Institute o f Technology (Technical University), Saint Petersburg, Russia 2Representative Office o f Purolite Ltd. in CIS, Moscow, Russia A b stra c t A comparison of selective properties of the chelating ion exchange resins with hydroxypropylpicolylamine (DOW XUS43605.00), bis-picolylamine (Purolite S960), iminodiacetate (Purolite S930Plus) and combination of picolyl and aliphatic amine functional groups (Purolite S959) with respect to copper at sorption from multicomponent solutions containing iron (III), was made. Taking into account the copper loading at sorption and effectiveness of copper desorption by dilute solutions of sulfuric acid, the preferences are given to DOW XUS43605.00 and Purolite S959 resins. Keywords: rnpper, recovery, ion exchange resins, iron, sorption, desorption. В связи с вовлечением в переработку труднообогатимых окисленных медных руд все большее значение в технологии меди приобретают гидрометаллургические процессы. Последние заключаются в переводе меди в растворы и выделении ее из растворов с помощью методов цементации, жидкостной экстракции или ионного обмена [1-3]. Наибольшее распространение в гидрометаллургии меди получили методы жидкостной экстракции, основанные на применении в качестве экстрагентов а - и р-оксимов, а также производных оксихинолина и Р-дикетонов, которые способны к избирательной экстракции меди из слабокислых сульфатных растворов в присутствии железа (III) [2]. Несмотря на свою весьма высокую эффективность, экстракционные процессы имеет и ряд недостатков, важнейшим из которых является заметные потери компонентов экстрагентов с водной фазой. Ионообменные методы при правильном выборе сорбента могут оказаться избирательнее, чем экстракционные, однако вследствие более низкой скорости установления равновесия производительность их ниже. В то же время ионообменные методы экологически чище, при использовании твердых ионообменников отсутствует дополнительное загрязнение контактируемых с ними растворов. Основные проблемы, возникающие при попытках извлечения меди из растворов после ее сернокислотного кучного выщелачивания из окисленных руд с помощью ионообменных сорбентов, связаны с высокой концентрацией в них породообразующих компонентов, в первую очередь железа (III), и сравнительно низким значением рН этих растворов. Большинство ионитов, способных к избирательному извлечению меди за счет связывания меди в комплексные соединения со своими функциональными группами, не способно к извлечению меди из растворов с рН менее 2, а присутствие в растворах кучного выщелачивания железа (III) и некоторых других компонентов, выделяющихся при нейтрализации растворов до более высоких рН в виде гидроксидов, приводит к необходимости проводить процесс путем сорбции из пульпы [3, 4]. В последние годы появилась информация о появлении на рынке ионообменных смол новых ионитов, проявляющих способность к сорбции меди из слабокислых растворов, содержащих железо (III) [5, 6]. Целью работы явилась сравнительное изучение избирательных свойств некоторых новых хелатообразующих ионитов при сорбции меди из сульфатных растворов сложного состава, содержащих железо (III), и оценка возможности их применения для извлечения меди из растворов кучного выщелачивания окисленных руд. В работе были опробованы ионит Purolite S960 с бис-пиколиламиновыми, ионит DOW XUS43605.00 с гидроксипропилпиколиламиновыми, ионит Purolite S930Plus с иминодиацетатными функциональными группами и новый, ранее не исследованный ионит Purolite S959, содержащий одновременно пиколиловые и алифатические аминогруппы, далее именуемые как S960, XUS43605.00, S930 и S959 соответственно. Эксперименты по изучению сорбции меди проводились в статических и динамических условиях. В экспериментах, проводимых в статических условиях, навески ионитов 0,2 г в пересчете на сухой сорбент помещали в колбы вместимостью 50 мл и заливали 20 мл раствора заданного состава. Колбы, содержащие растворы в смеси с ионитами, помещались в шейкер “Memmert ONE 14”, в котором производилось перемешивание содержимого колб в течение 24 ч, затем извлекались из шейкера, и производился анализ растворов или фазы ионитов после отмывки их водой от контактировавшего с ними раствора. Значения емкости ионитов по меди определялись по изменению концентрации меди в растворах после их контакта с ионитами или по анализу непосредственно фазы ионитов. Опыты в динамических условиях проводились в колонках одинакового размера, которые были заполнены 20 мл того или иного ионита в соотношении H : D = 15 : 1. Средняя объемная скорость пропускания раствора при сорбции на ионитах составляла ~ 20 мл/ч или 1 уд. об/ч. Пробы раствора отбирались на выходе колонны и анализировались на медь. При десорбции скорость пропускания растворов составляла ~ 15 мл/ч или 0,75 уд. об/ч. Для определения содержания меди использовался объемный йодометрический метод анализа [7]. 234