188297. lajstromszámú szabadalom • Eljárás fémek kinyerésére vizes oldatokból és szuszpenziókból
1 188 297 2 A találmány tárgya eljárás fémek kinyerésére vizes oldatokból és szuszpenziókból. Pontosabban a találmány tárgya a hidrometallurgia területén alkalmazható eljárás, melyet elsősorban fémek kinyerésére vizes oldatokból és szuszpenziókból, továbbá nagyértékű fémek kivonására használnak ércszuszpenziókból, elhasznált elektrolit oldatokból, öblítő és marató, valamint egyéb oldatokból. A fenti célra alkalmazott eljárások közül ismert a folyadék - folyadék extrakció. A folyadék - folyadék extrakció szokásosan használt változata során - mikoris a szerves fázist a vizes szuszpenzióban diszpergálják - azonban stabil emulziók keletkeznek, ami nagy extrahálószer veszteséghez vezet. E hátrányt úgy küszöbölhetjük ki, hogy - például a kész porózus hordozóanyag impregnálásával - az extrahálószert szilárd hordozóanyagra visszük. Különböző típusú hordozóanyagok használata ismeretes, így pl. a szenet di-2-etil-hexil-pirofoszforsavval impregnálják, többek között az urán kinyerésére alkalmazott eljárásnál, a nehezen szűrhető és töményíthető ércszuszpenziók esetében (Noble P., Watson W. C. és társai: Ind, Engng. Chem., 1958, október, V. 50, 10. szám, 1513. old.). Az említett eljárás hátrányai közül a szén granulátum csekély (kb. 70%-os) szilárdságát és a nagy extrahálószer veszteséget említjük. Ismert továbbá a fémek kinyerésére olyan eljárás, amelyben a szilárd hordozóanyag 0,5-8 s% divinil-benzollal kopolimerizált üvegszerű granulált sztirol kopolimer, amelyet előzetesen tetraklór-etilénben oldott alkil-szubszituált foszforsav-észterrel impregnálnak. A hidrofób granulátum összetapadásának megakadályozása céljából impregnálás előtt a kopolimer szemcsék felületére vizes közegben—S03H ioncserélő csoportokat ojtanak, 0,001-0,15 mval/g mennyiségben (3 102 782 lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). Az előállított impregnálószer hátrányos tulajdonsága, hogy térfogata a fémek szorpciója során összezsugorodik és az extrahálószer a felületen kiválik. Ismert olyan eljárás is, amelynek során palának kénsavas szérelésénél kapott oldatából különböző fémeket (Mo, V, U, Cu, Zn) vonnak ki. Az oldatok nagymennyiségű kolloid állapotú huminsavat és kovasavat tartalmaznak. Az extrahálószer hordozóanyagaként előzetesen hidrofobizált finomszemcsés természetes anyagot, így bentonitet, agyagot és diatomaföldet használnak (3 320 033. lajstromszámú amerikai egyesült államokbeli szabadalmi leírás). Az eljárást a gyakorlatban azonban a hordozóanyagok csekély mechanikai szilárdsága miatt nem alkalmazták. Ismert ezenkívül olyan eljárás fémek kinyerésére vizes oldatokból és szuszpenziókból, amelyeknél természetes anyagoknál nagyobb szilárdsággal rendelkező porózus szintetikus anyagokat használnak, például poli-(tetra-fluor-etilén) granulátumot (2000 Angströmnél kisebb pórusátmérővel), poli-uretán habanyagot, porózus poli-etilént (pórusátmérő 50-Í00 pm) (lásd Radiohimia, 1968, 10. szám, 375. o., valamint a 240 245. lajstromszámú 1967-es szovjet szerzői tanúsítvány). Az említett nagypórusos anyagok használatakor azonban a vizes szuszpenziókkal való érintkezés folyamán a pórusok eltömődnek szilárd részecskékkel, továbbá az extrahálószer nem jól kötődik a nagy pórusokban, ami a technológiai folyamat során jelentős extrahálószer veszteséghez vezet. A fémek kinyerésére vizes oldatokból és szuszpenziókból olyan eljárás is ismert, amelynek során a fémek extrakcióját a 8-10 s% divinil-benzolt tartalmazó porózus granulált sztirol kopolimerizátumba bevitt extrahálószerrel végzik (Beranova H., Novak M., Coll. Czech, chem. Comm., 1965, 30. szám, 1073. o.). Ez a hordozóanyag kicsiny pórusokkal rendelkezik, aminek következtében az extrakció kis sebességű és a bevitt extrahálószer (tributil-foszfát) kapacitása nincs teljesen kihasználva. A sztirol-divinil-benzol alapú hordozóanyagok kiemelkedő érdeklődésre tartanak számot, minthogy a porózus granulált kopolimer szintézisnek technológiáját már kellően tanulmányozták és megfelelően kifejlesztették. A kopolimert az ioncserélő gyanták nagyüzemi előállításánál széles körben használják. Az impregnálószerek előállításánál ismert a legfeljebb 90 Angstrom átlagos pórusátmérőjű porózus granulált divinil-benzol-sztirol kopolimerizátum alkalmazása (Warhawsky A. Frans. Inst. Min. Metall., 1974, 83. szám 101. oldal). A fémek kinyerésének folyamatában a paraméterek javítása érdekében a granulátumok külső felületét hidrofillé alakítják úgy, hogy a granulátumot az extrahálószeres impregnálás után felületaktív anyag (pl. laurin-szulfát) vizes oldatával kezelik (Vernon F., Eccles H.; The Theory and Practice of Ion Exchange. Ins. Conf., London, 1976. július, 211. o.). Mindezen ismert eljárások hátránya a kialakított hidrofil sajátság instabilitása az impregnálószer többszöri felhasználása során. A találmány szerinti feladat az, hogy új porózus hordozóanyag alkalmazásával csökkentsük az extrahálószerrel impregnált mindenkori hordozóanyag felületéről eltávozó extrahálószer veszteséget, az impregnált hordozóanyag granulátumok összetapadásának kiküszöbölésével javítsuk a vizes közegű extrahációs rendszerben a hidrodinamikai jellemzőket és az anyagátvitel körülményeit, kizárjuk a hordozóanyag granulátumok szilárd szuszpendált részecskékkel való eltömődését, továbbá növeljük az extrahálószerrel impregnált hordozóanyag granulátumok mechanikai szilárdságát, valamint kopásállóságát és így mindezen fenti tényező segítségével javítsuk a fémek kinyerésének hatékonyságát vizes oldatokból és szuszpenziókból. E feladatot úgy oldottuk meg, hogy a fémek vizes oldatokból és szuszpenziókból történő kivonási eljárása folyamán valamely extrahálószerrel végzett extrakció során granulált porózus hordozóanyagot használtunk, mely hordozóanyag a találmány szerint sztirolból és 20-40 s% divinil-benzolból álló 100-500 Angstrom átlagos pórusátmérőjű, a hordozóanyagra számítva 0,15-0,5 mval/g mennyiségű hidrofil funkciós csoportot tartalmazó porózus kopolimer. A granulátum külső felületén a szerves fázis ki5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
