ES2653620T3 - Reactivos mejorados para la extracción de metales con disolvente, y uso de los mismos - Google Patents
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Abstract
Una composición de reactivo que comprende una mezcla de al menos dos oximas, una primera oxima que tiene una estructura representada por:**Fórmula** en la que R5 es un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado o un grupo alcoxi C1-3 lineal o ramificado; R1 es un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado o un grupo alquenilo, un grupo arilo C6 o un grupo aralquilo C7-22; R2 y R4 son independientemente hidrógeno, halógeno, un grupo alquilo C6-12 lineal o ramificado, OR6 en la que R6 es un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado, un grupo alquenilo C2-22 lineal o ramificado, un grupo arilo C6, o un grupo aralquilo C7-22; y una segunda oxima que tiene una estructura representada por:**Fórmula** en la que R5 es un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado o un grupo alcoxi C1-3 lineal o ramificado; R1 es hidrógeno; R2-R4 son cada uno independientemente hidrógeno, halógeno, un grupo alquilo C6-12 lineal o ramificado, OR6 en la que R6 es un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado, un grupo alquenilo C2-22 lineal o ramificado, un grupo arilo C6, o un grupo aralquilo C7-22.
Description
en la que R5 es metilo; R1 es un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado o un grupo alquenilo, un grupo arilo C6 o un grupo aralquilo C7-22; R2-R4 son cada uno independientemente hidrógeno, halógeno, un grupo alquilo C6-12 lineal o ramificado, OR6 en la que R6 es un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado, un grupo alquenilo C2-22 lineal o ramificado, un grupo arilo C6, o un grupo aralquilo C7-22.
El término "3-metil aldoxima", tal como se usa en el presente documento, se refiere a un compuesto tiene una estructura representada por:
en la que R5 es metilo; R1 es hidrógeno; R2-R4 son cada uno independientemente hidrógeno, halógeno, un grupo 10 alquilo C6-12 lineal o ramificado, OR6 en la que R6 es un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado, un grupo alquenilo C222 lineal o ramificado, un grupo arilo C6, o un grupo aralquilo C7-22.
Reactivos
Un primer aspecto de la invención se refiere a composiciones de reactivo. En una o más realizaciones, las composiciones comprenden una mezcla de al menos dos oximas, una cetoxima y una aldoxima. La cetoxima tiene 15 una estructura representada mediante la Fórmula I:
en el que R5 es un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado; R1 es un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado o un grupo alquenilo, un grupo arilo C6 o un grupo aralquilo C7-22; R2-R4 son cada uno independientemente hidrógeno, halógeno, un grupo alquilo C6-12 lineal o ramificado, OR6 en la que R6 es un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado, un grupo
20 alquenilo C2-22 lineal o ramificado, un grupo arilo C6, o un grupo aralquilo C7-22; y la aldoxima tiene una estructura representada por Fórmula II:
en el que R5 es un grupo alquilo C1-22 lineal o ramificado; R1 es hidrógeno; R2-R4 son cada uno independientemente hidrógeno, halógeno, un grupo alquilo C6-12 lineal o ramificado, OR6 en la que R6 es un grupo alquilo C1-22 lineal o 25 ramificado, un grupo alquenilo C2-22 lineal o ramificado, un grupo arilo C6, o un grupo aralquilo C7-22.
7
5
10
15
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25
30
35
En una o más realizaciones donde se utilizan una cetoxima y una aldoxima, la relación de cetoxima a aldoxima se puede variar. En diversas realizaciones, la cantidad molar de cetoxima puede ser de aproximadamente un 25%, 30%, 40%, 50%, 60%, 65%, 70%, 75%, 80%, u 85% de la cantidad total de la oxima. Por lo tanto, en una realización específica, la relación molar de la cetoxima a aldoxima es de aproximadamente un 85% de cetoxima a aproximadamente un 15% de aldoxima. En otra realización específica, la relación molar de la cetoxima a aldoxima es de aproximadamente un 60% de cetoxima a aproximadamente un 40% de aldoxima. En otra realización más, la relación molar de cetoxima a aldoxima está comprendida de aproximadamente 85:15 a aproximadamente 25:75, más específicamente de aproximadamente 80:20 a aproximadamente 30:70, e incluso más específicamente de aproximadamente 80:20 a aproximadamente 40:60. Por consiguiente, en una realización muy específica, la relación molar de 3-metil cetoxima a 3-metil aldoxima es de aproximadamente un 85% de cetoxima a aproximadamente un 15% de aldoxima. En otra realización específica, la relación molar de 3-metil cetoxima a 3-metil aldoxima es de aproximadamente un 60% de cetoxima a aproximadamente un 40% de aldoxima.
Una o más de las composiciones de reactivos y procedimientos descritos en el presente documento también se pueden usar para la extracción de soluciones amoniacales. En particular, estas se pueden usar para extraer níquel, cobalto y/o cinc de soluciones amoniacales. Por ejemplo, el níquel se puede extraer de soluciones amoniacales usando HNAO. Dependiendo del complejo entre el níquel y el amoniaco, la reacción transcurre usando el Esquema 2 o el Esquema 3.
Ni(NH3)4+2 + 2 RH → R2Ni + 2 NH3 + 2 NH4+ Esquema 2
Ni(NH3)6+2 + 2 RH → R2Ni + 4 NH3 + 2 NH4+ Esquema 3
El cobre se encuentra frecuentemente junto con níquel. Es ventajoso convertir el Co+2 en Co+3 mediante oxidación, por que el níquel se extrae selectivamente respecto al Co+3 con las cetoximas. Teniendo en cuenta que los datos sugieren que la carga de cobalto puede conducir a una degradación más rápida de la cetoxima, la mejor estabilidad y posible menor carga de cobalto de la 3-metil cetoxima (incluida, aunque no de forma limitativa, 3-MHNAO) sería una ventaja para la extracción de níquel.
Por lo tanto, otro aspecto de la invención se refiere a procedimientos para extraer un metal de una solución acuosa amoniacal que contiene valores metálicos que comprenden: poner en contacto una solución amoniacal que contiene valores metálicos con una solución orgánica que comprende un disolvente orgánico inmiscible con agua que contiene extractante disuelto que comprende una oxima que tiene una estructura representada por:
en la que R1 es hidrógeno o CH3, R3 es un grupo alquilo C8-12, R2 y R4 son hidrógeno, R 5 es un grupo metilo, que forma una fase orgánica inmiscible con agua, por lo que los valores metálicos se extraen de la solución acuosa amoniacal hasta la fase orgánica, proporcionando así una fase orgánica impregnante de metales y una fase acuosa exenta de metales; separar la fase acuosa exenta de metales de la fase orgánica impregnante de metales; y recuperar los valores metálicos de la fase orgánica impregnante de metales. En una o más realizaciones, el metal se selecciona entre uno o más de níquel, cinc y cobre. En otras realizaciones, R3 es octilo, nonilo o dodecilo.
En realizaciones específicas, la oxima puede tener una estructura representada por:
o mezclas de los mismos. La adición de antagonistas del amoniaco, tales como los que se describen en el documento US 6.210.647, cuyo
14
(continuación)
- Reactivos
- Semivida (Días)
- 3-MHNAO
- 2100
- 3-MNSAO
- 725
3-MNSAO es aproximadamente 7 veces hidrolíticamente más estable que NSAO y 3-MHNAO es 6,5 veces más hidrolíticamente estable que HNAO.
Ejemplo 5
5 Soluciones de 3-metil aldoxima, 3-metil-cetoxima y una mezcla que usaba un 28,8% de 3-metil aldoxima y un 71,2% de 3-metil-cetoxima, de forma que constituían aproximadamente 0,11 M en total de óxido en el diluyente Conosol® 170ES. Las soluciones de diferentes metales constituían aproximadamente 0,05 M en agua DI y el pH se ajustó a un pH de 1,0 con ácido sulfúrico diluido. Individualmente, cada solución orgánica se puso en contacto en un vaso de precipitados con deflectores usando una barrita agitadora magnética para agitación y una relación O:A 1:1 con una
10 solución acuosa que contenía metal. Se usó una sonda de pH para controlar el pH de la emulsión acuosa de forma continua. Una vez que el pH se mantuvo estable, indicando que el sistema estaba en equilibrio, se tomó una muestra de la emulsión, se dejó que las fases se separaran y las muestras de las fases orgánica y acuosa se guardaron por separado para su análisis mediante espectroscopia de absorción atómica. Una vez extraída la muestra, el pH se aumentó añadiendo una porción de una solución acuosa de hidróxido amónico, la mezcla se dejó equilibrar, y se
15 extrajo otra muestra de la emulsión que se marcó con el pH para análisis orgánico y acuoso. El pH se ajustó extrayendo lentamente muestras a intervalos hasta un pH de 7. Los resultados se indican a continuación en la Tabla 9 con el porcentaje de metal extraído mediante el reactivo con respecto al pH para cada metal y reactivo.
Tabla 9: Extracción de metal en un intervalo de pH para varias mezclas de reactivos
- 28,8% de 3-MNSAO y 71,2% de 3-MHNAO
- pH
- 1
- 2 3 4 5 6 7
- Porcentaje de metal extraído de la solución acuosa
- Cu 45% 90% 100% 100% 100% 100% 100%
- Fe
- 0% 5%
- Ni
- 0% 0% 0% 50% 80% 95% 95%
- Co
- 0% 0% 0% 0% 5% 20% 70%
- 3-MNSAO
- pH
- 1
- 2 3 4 5 6 7
- Porcentaje de metal extraído de la solución acuosa
- Cu 85% 95% 100% 100% 100% 100% 100%
- Fe
- 0% 30%
- Ni
- 0% 0% 0% 90%
- Co
- 0% 0% 0% 0% 40% 95% 100%
- Mo
- 65% 70% 70%
- 3-MHNAO
- pH
- 1
- 2 3 4 5 6 7
- Porcentaje de metal extraído de la solución acuosa
- Cu 50% 90% 100% 100% 100% 100% 100%
- Fe
- 0% 5%
- Ni
- 0% 0% 0% 40% 85% 90% 95%
- Co
- 0% 0% 0% 0% 5% 45%
- Mo
- 65% 65% 65% 35% 30%
Ejemplo 6
20 Se prepararon soluciones (0,52 M) de LIX®8180, metil aldoxima (3-MNSAO) y metil cetoxima (3-MHNAO) en Conosol® 170ES, un diluyente de hidrocarburo típico de Conoco Phillips para aplicaciones de extracción con
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-
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