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

Поскольку экстракция примесей цветных металлов и железа из сернокислых технологических растворов указанными экстрагентами незначительна, процесс позволяет регенерировать кислоту из раствора с получением достаточно чистых ее растворов. Выбор экстрагента во многом зависит от экстракционной способности реагента и исходной концентрации серной кислоты в технологических растворах. Кроме того, важными параметрами для дальнейшей эффективной эксплуатации экстракционной технологии является низкая растворимость экстрагента в водной фазе, его химическая устойчивость в рабочих условиях (обеспечивает низкие потери экстрагента), обладание допустимыми значениями температуры вспышки (для соответствия требованиям пожарной безопасности производства) и вязкости экстракта (для обеспечения эффективного расслаивания фаз), а также коммерческая доступность реагентов (ценовая и логистическая). Высокомолекулярные алифатические спирты (а также их смеси с третичными алифатическими аминами) соответствуют таким требованиям и являются одними из наиболее перспективных экстрагентов для регенерации кислоты из маточных растворов ЗФ «ГМК “Норильский никель”», содержащих порядка 650 г/л H2SO4. В настоящей работе представлены результаты лабораторных и укрупненных лабораторных испытаний регенерации H2SO4 из маточных растворов от осаждения медно-никелевого купороса в ЗФ «ГМК “Норильский никель”». В качестве экстрагентов в работе применяли: 2-этилгексанол-1 марки «Ч» отечественного производства, образец технической смеси алифатических спиртов С 8 -С 10 (смесь 45 % октанола-1 и 55 % деканола- 1) производства Китая; для приготовления смешанных экстрагентов использовали коммерческие образцы третичных аминов Alamine 308 (три-изо-октиламин, ТиОА) и Alamine 336 (смесь третичных аминов C8-C i0, ТАА) производства Cognis, BASF. Изучение экстракции H2SO4 производили на модельных растворах, имитирующих маточные растворы после осаждения медно-никелевого купороса, содержащих, г/л: 635 H2SO4, 30 Ni, 5 Cu, 1,7 Fe (III). Укрупненные лабораторные испытания проводили с использованием технологического раствора ЗФ «ГМК “Норильский никель”», содержащего в качестве основных компонентов, г/л: 710 H2SO4, 28,0 Ni, 5,7 Cu, 1,1 Fe. Показатели экстракции H 2 SO 4 экстрагентами на основе алифатических спиртов различного состава и при разных О : В из модельного маточного раствора представлены в табл. 1. Таблица 1 Влияние вида экстрагента и соотношения фаз на извлечение серной кислоты из модельного маточного раствора Экстрагент О : В C(H 2 SO 4 ) в рафинате, г/л C(H 2 SO 4 ) в экстракте, г/л £(H 2 SO 4 ) за 1 ступень с учетом изменения объема фаз, % 2 -этилгексанол 1 : 1 612.5 100.7 16.7 5 : 1 442,4 47,7 62,4 Смесь спиртов С 8 -С 10 1 : 1 555,8 140,7 23,5 3 : 1 493,0 95,5 45,5 5 : 1 487,8 50,2 65,2 10 % ТАА + 2-этилгексанол 5 : 1 470,7 49,9 45,3 10 % ТиОА + 2-этилгексанол 5 : 1 476,4 49,0 41,0 10 % ТАА + смесь спиртов С 8 -С 10 5 : 1 453,74 56,7 43,0 30 % ТАА + смесь спиртов С 8 -С 10 3 : 1 488,0 65,9 65,8 10 % ТиОА + смесь спиртов С 8 -С 10 5 : 1 470,8 56,5 36,7 Как видно из табл. 1, при экстракции H 2 SO 4 спиртами и их смесями с ТАА из модельного маточного раствора установлено, что при соотношении фаз на стадии экстракции О : В = 1 : 1 степень извлечения серной кислоты из модельного раствора при комнатной температуре составила от 18,9 % для 2-этилгексанола до 26,7 % для смеси, содержащей 30 % ТАА и 70 % спиртов С 8 -С 10. Увеличение отношения фаз О : В при экстракции ведет к значительному росту степени извлечения кислоты, которая может достигать при использовании спиртов 65 % и более. Установлено, что параметры расслаивания в экстракционных системах заметно зависят не только от состава экстрагентов, но и от отношения фаз при экстракции (соответственно, и от содержания кислоты в экстрактах), а также и от некоторых других условий проведения процесса. Для количественной оценки гидродинамических характеристик экстракционных систем были определены значения вязкости и плотности экстрактов, полученных при различных О : В и температуре 30 или 40 °С (табл. 2). Из табл. 2 видно, что вязкость в значительной степени зависит от соотношения фаз при экстракции и достигает максимальной величины для смеси спиртов С 8 -С 10 при О : В = 1 : 1, т. е. когда экстракт содержит максимальное количество серной кислоты. Добавление к спиртам 10 % ТАА ведет к некоторому возрастанию вязкости смеси. Увеличение концентрации ТАА до 30 % уже вызывает ее значительный рост даже при проведении экстракции при более высокой температуре, что осложняет проведение процесса из-за ухудшения массообмена и увеличения времени расслаивания фаз. 276