CS276079B6

CS276079B6 - Způsob odstraňování kadmia z roztoků kyseliny fosforečná

Info

Publication number: CS276079B6
Application number: CS904744A
Authority: CS
Inventors: Vaclav Ing Csc Gruber
Original assignee: Ustav Teoretickych Zakladu Che
Priority date: 1990-09-28
Filing date: 1990-09-28
Publication date: 1992-03-18
Also published as: CS474490A3

Abstract

Navrhovaná řešení spočívá v kontaktu těchto roztoků s organickými roztoky vysokomolekulámícb terciárních aminů nebo kvarterních amonných bází za přítomnosti volná HCl nebo alkalických chloridů ve vodná fázi. Reakce se provádí jednostupňově v míchaném reaktoru nebo v několikastupňových protiproudých extrakčních zařízeních. Po promyti extrahentu vodou je možno roztok extrahentu znovu použít v extrakčním procesu.

Description

Vynález se týká způsobu .extrakčního odstraňování kadaia z roztoků kyseliny fosfo- H řečné»

Kadmium je poměrně rozšířený prvek, ve stopách přítomný ve většině přírodních materiálů . Také většina surovin, s nichž se vychází při výrobě fosforečných hnojiv, obsahuje nezanedbatelné množství Cd. Vzhledem k vysoké toxicitě tohoto prvku a k vysokým objemům fosforečných hnojiv, která se v zemědělství aplikují, je žádoucí minimalizovat obsah kadmia v produktech výroby fosforečných a kombinovaných hnojiv.

Stopy kadmia přítomné v technické kyselině fosforečné nelze odstraňovat klasickými chemickými metodami (srážením, filtrací). Aplikace metody iontové výměny je pro tento účel z technických a ekonomických důvodů málo vhodná. Kapalinová extrakce naproti tomu slibuje mnoho výhod - nízkou cenu a vysokou kapacitu výrobního zařízení, malé nároky na spotřebu energií i chemikálií. Většina běžných a ekonomicky dostupných extrahentů však z prostředí poměrně koncentrované (cca 3 až 4 mol/1) kadmium neextrahuje.

Podle navrhovaného způsobu lze extrakční oddělení kadmia z technické kyseliny fosforečné provést organickými roztoky vysokomolekulárních aminů za podmínky, kdy je do vodného roztoku H^PO^ přidáno vhodné množství chloridových iontů. Vzniklé chlorokomplexy kadmia se roztoky aminů z vodného prostředí ochotně extrahují. Zároveň se aminem extrahuje i volná HC1, takže v několikastupňovém protiproudém uspořádání lze docílit prakticky kvantitativního odstranění jak kadmia, tak i dodaných chloridů z technické kyseliny fosforečné.

Hlavní výhodou tohoto postupu je nepatrná spotřeba chemikálií. Extrahent je možno snadno regenerovat a kontinuálně cirkulovat a kromě něj je pro realizaci procesu třeba jen malé množství HC1 nebo alkalického chloridu. Jediným odpadem je zředěný roztok CdCl?, který je . možno bud likvidovat jako toxický odpad anebo po zakoncentrování a rafinaci použít jako surovinu pro výrobu kadmia. Hlavní produkt (kyselina fosforečná) během procesu prakticky nemění své složení, pouze obsah kadmia klesne cca 100x.

Proces podle navrhovaného způsobu lze snadno technicky realizovat např. na protiproudé několikastupňové extrakční kaskádě aparátů typu mísič-usazovák. Průtok organické fáze může být mnohem menší (10 až lOOx) než průtok vodné fáze, kterou tvoří technická H^PO^ o koncentraci cca 3 mol/1. Organický extrakt obsahující kadmium se promývá na třístupňové extrakční kaskádě vodou. Nejprve se z něj vymývá převážná část HC1. Tento první reextrakt je možno vracet na začátek extrakčního procesu jako zdroj chloridových iontů pro extrakci. V druhém stadiu reextrakce se z organické fáze vymyje kadmium ve formě chloridového roztoku a regenerovanou organickou fázi lze bez dalších úprav použít pro další extrakci. Všechny probíhající reakce jsou rychlé, doba zdržení v jednotlivých aparátech nemusí přesahovat 5 minut.

Pro zabránění vzniku třetí fáze v průběhu extrakce je možno přidat do organického roztoku cca 10 % vyšších alkoholů (např. izooktanolu) jako modifikátorů.

Doporučená koncentrace vstupní kyeeliny fosforečné je kolem 3 mol/1, při vyšších koncentracích se účinnost extrakčního dělení snižuje. Doporučená vstupní koncentrace chloridů je kolem 0,1 mol/1.

Příklad 1

100 ml 20 obj. % tris-(2-etylhexyl)aminu v toluenu bylo třepáno po dobu 5 min s 500 ml 3M technické H^PO^, která obsahovala 2,2x10^ mol/1 Cd²⁺ a 0,2 mol/1 Cl. Po oddělení fází byla výsledná koncentrace kadmia ve vodné fázi nižší než 1x10$ mol/1 Cd.

Příklad 2

100 ml 20 obj. % ALIQUATu 336 v heptanu bylo třepáno po dobu 5 minut s 500 ml 3M kyseliny fosforečné, která obsahovala 2x10Sí Cd a 0,2M Cl. Výsledná koncentrace Cd ve vodné fázi byla 1,6x10^M.

Příklad 3

100 ml 20 obj. % trioktylaminu v heptanu bylo třepáno po dobu 5 minut s 500 ml 3M kyI OS 276 079 B6 2

I seliny fosforečné, která obsahovala 2x10^lí Cd a neobsahovala chloridové ionty. Výsledná koncentrace kadmia ve vodné fázi byla opět 2xlO*M.

Příklad 4

Organická fáze obsahující 20 obj. % tris-(2-etylhexyl)aminu v xylenu a 10 obj. % izooktanolu byla kontaktována v průtočném extrakčnim zařízení typu mísič-usazovák o třech stupních s pětinásobným objemem technické kyseliny fosforečné o výchozí koncentraci 3,36 mol/1, která obsahovala 0,15 mol/1 NaCl a 1,2x10“^ mol/1 Cd²⁺. Po přiblížení se ustálenému stavu byla výaledná koncentrace Cd ve vystupující vodné fázi pod mezí detekce, jež činí 5x10“⁷ mol/1 Cd. Organická fáze byla třístupňové protiproudně proayta vodou. Veškeré kadmium i HC1 přitom přeělo do vodného reextraktu.

Claims

PATENTOVÁ NÁROKY

Způsob odstraňování kadmia z roztoků kyseliny fosforečné, vyznačující se tím, Že k to· muto roztoku se přidá chloridový iont ve formě volné HC1 nebo alkalických chloridů v množství 0,01 až 0,5 mol/1 a následně se kontaktuje s roztoky vysokomolekulárních terciárních aminů nebo kvartérních amonných bází v uhlovodíkovém rozpouštědle.