Извлечение меди и солей некоторых d- и s-элементов из растворов гидразидами алифатических и нафтеновых кислот

• Автор: Гусев, Вадим Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 127 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Экстрагенты для извлечения меди
1.2. Свойства гидразидов
1.3. Комплексообразование ионов цветных металов с гидразидами карбоновых кислот
1.4. Выводы
2. РЕАКТИВЫ, ПРИБОРЫ И МЕТОДИКИ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИКО - ХИМИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГИДРАЗИДОВ
3.1. Кислотно - основные свойства
3.2. Устойчивость к окислению
3.3. Растворимость
3.4. Обсуждение результатов
4. ИССЛЕДОВАНИЕ ЭКСТРАКЦИИ И КОМПЛЕКСООБРАЗОВА 1ТИЯ В РАСТВОРАХ ИОНОВ НЕКОТОРЫХ б-ЭЛЕМЕНТОВ С ГИДРАЗИДАМИ
4.1. Экстракция меди(П), кобальта(П), никеля(П), цинка(И) и железа(Ш) гидразидами
4.2. Определение соотношения компонентов в комплексах
методом кондуктометрического титрования
4.3. Изучение соотношения компонентов в
экстрагируемых комплексах :
4.4. Расчет констант экстракции комплексов
4.5. Обсуждение результатов
5. ПРАКТИЧЕСКОЕ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ РАЗДЕЛЕНИЯ СОЛЕЙ
а- И э-ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРАЗИДАМИ
5л. Экстракционное извлечение меди(Н) из растворов кучного
выщелачивания
5.1.1. Подбор растворителей. Скорость расслаивания водной и органической фаз
5.1.2. Устойчивость к гидролизу
5.1.3. Унос с водной фазой. Расчёт оптимального значения молекулярной массы гидразида
5.1.4.Селективность гидразидов
5.1.5. Условия реэкстракции меди
5.1.6. Расчёт ориентировочной стоимости гидразидов
5.1.7. Сравнение гидразидов с некоторыми промышленными экстрагентами для меди
5.1.8. Технологическая схема процесса экстракционного извлечения меди из растворов кучного выщелачивания
5.2. Флотационное обогащение хлорида калия
5.2.1. Поверхностно-активные свойства гидразидов
5.2.2. Коллоидно-химические и пенообразующие свойства
5.2.3. Флотация хлорида калия с использованием гидразидов в качестве собирателя
5.2.4. Технологическая схема флотации хлорида калия гидразидами из калийных руд
5.3. Обсуждение результатов
ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Значительное количество меди за рубежом получают экстракционно -электролизным методом [156]. Этот процесс в 1,5-2 раза экономичнее способа выделения меди цементацией с помощью железного скрапа, до сих пор применяемого в нашей стране. Несмотря на успехи в использовании этого метода продолжаются разработки новых экстрагентов и технологий, т.к. используемые в промышленности для экстракции меди реагенты, например оксиоксимы, наряду с достоинствами имеют и ряд недостатков: они дороги, как правило имеют невысокую ёмкость по меди и т.д. Особенно это актуально для России, в которой промышленная экстракция меди не получила развития.
Единственным собирателем хлорида калия, используемым в настоящее время в промышленности для его флотации из руд, являются высокотоксичные первичные амины. Накапливаясь после извлечения КС1 в солевых отвалах и шламохранилищах, они представляют опасность для окружающей среды. Поэтому вопрос замены аминов на менее токсичные соединения актуален.
Решение этих практических задач может осуществляться не только путем синтеза новых реагентов промышленного назначения, но и применением уже известных соединений, не использовавшихся ранее для этих целей. Гидразиды карбоновых кислот - вещества, синтез которых хорошо известен. Они применяются для получения лекарственных веществ, полимеров и других целей. Медь(П) и ряд б-элементов образуют с гидразидами комплексные соединения растворимые в некоторых органических растворителях, что создает принципиальную возможность их разделения жидкостной экстракцией. При определённой длине радикала у гидразидов должны появляться поверхностно - активные свойства, которые позволили бы использовать их во флотационных методах разделения элементов. Между тем гидразиды почти не изучены как экстракционные реагенты для меди и совсем не изучены как флотореагенты.
Целью работы являлось исследование комплексообразования ионов

ление протона от нейтральной молекулы начинается при pH ~ 12 и заканчивается в 5-6 моль/л ЫаОН. Следовательно, при pH < 2 существует полностью про-тонированная, в интервале pH 5-12 - нейтральная и в растворах с Снаон > 5 моль/л - депротонированная формы гидразида.
Процесс диссоциации протонированной формы гидразида можно представить следующей схемой:
Т1СОШННз+ - КСОНННН, + Н+ (4)
(Н2Ь+) (НЬ)
Константа равновесия такой реакции будет иметь вид:
Ка1 = [НЬ]-[Н+]/[Н2Ь+] (5)
Величина рКа] рассчитывается по формуле (6) [124]:
рКа) = 1е (Внь - Ох)/(Нх - 0НгЬ+) + pH (6)
где Оць - оптическая плотность раствора, содержащего
только амидную форму лиганда;
- оптическая плотность раствора, содержащего
только протонированную форму лиганда;
Нх - оптическая плотность раствора при определённом
значении pH, содержащего обе формы лиганда.
Кислотность растворов регулировали добавлением растворов НС1 и ЫаОН. Пример расчёта рК&] для гидразида октановой кислоты приведён в
табл.5.
Процесс диссоциации нейтральной молекулы ГКК может быть представлен следующей схемой:
КСОЫПМЬ КС(СГ)=НМ 12 + Н+ (7)
(НЬ) (Ь)
Константа равновесия такой реакции будет иметь вид:
Ка2 = [Ь ] [Н+]/[НЬ] (8)
Величина рКа? также рассчитывается по формуле (6), в которой Ор+ заменяется на Б, а О на .. В табл. 6 приведен пример расчёта рКа? гидразида