Сорбционные методы концентрирования ионов кобальта и цинка

Физико-химическая характеристика кобальта. Комплексные соединения цинка. Изучение сорбционного концентрирования Co в присутствии цинка из хлоридных растворов в наряде ионитов. Технический результат, который достигнут при осуществлении изобретения.

Рубрика Химия
Вид реферат
Язык русский
Дата добавления 14.10.2014
Размер файла 34,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Литературная часть

1.1 Физико-химические характеристики изучаемых элементов

1.1.1 Физико-химическая характеристика кобальта (II)

1.1.2 Комплексные соединения Cо (II)

1.1.3 Физико-химическая характеристика цинка (II)

1.1.4 Соединения цинка

2. Сорбционные методы концентрирования ионов кобальта (II) и цинка

2.1 Сорбционное концентрирование ионов кобальта (II)

2.2 Сорбционное извлечение ионов цинка

2.3 Сорбционное извлечение ионов кобальта

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

сорбционное концентрирование кобальт цинк

Сорбция представляет собой один из наиболее эффективных методов глубокой очистки воды, удаление нежелательных химических веществ путем связывания таких веществ за счет сил межмолекулярного взаимодействия.

Эффективность сорбции обусловлена тем, что сорбционные материалы могут извлекать из воды многие органические вещества, не удаляемые другими методами. При использовании высокоактивных сорбентов воду можно очистить от загрязняющих веществ практически до нулевых остаточных концентраций. Сорбенты могут извлекать из воды вещества в достаточно малых концентрациях, когда другие методы очистки оказываются неэффективными.

В качестве сорбентов используют, обычно, твердые пористые материалы. Эффективность сорбции зависит от величины поверхности взаимодействия. Основной характеристикой сорбционной способности материала является «емкость» - определенное количество тех или иных загрязнителей, которые могут быть поглощены данным количеством сорбента.

Наиболее часто в качестве сорбента используется активированный уголь различного происхождения или иониты. Их применяют для дехлорирования питьевой воды, утилизации сточных вод, извлечения и разделения ионов металлов.

Целью нашей работы является изучение сорбционного концентрирования Co (II) в присутствии цинка из хлоридных растворов в наряде ионитов.

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНАЯ ЧАСТЬ

1.1 Физико-химические характеристики изучаемых элементов

1.1.1 Физико-химическая характеристика кобальта (II)

Кобальт (лат. Сobaltum), Со, химический элемент с атомным номером 27, атомная масса 58,9332. Химический символ элемента Cо произносится так же, как и название самого элемента. Природный кобальт состоит из двух стабильных нуклидов : 59Со (99,83% по массе) и 57Со (0,17%). В периодической системе элементов Д. И. Менделеева кобальт входит в VIII группу и вместе с железом и никелем образует в 4-м периоде в этой группе триаду близких по свойствам переходных металлов. Конфигурация двух внешних электронных слоев атома кобальта 3s2p6d74s2. Образует соединения чаще всего в степени окисления +2 (валентность II), реже -- в степени окисления +3 (валентность III) и очень редко в степенях окисления +1, +4 и +5 (валентности, соответственно, I, IV и V). 

Радиус нейтрального атома кобальта 0,125 нм, радиус ионов (координационное число 6) Со2+ -- 0,082 нм, Со3+ -- 0,069 нм и Со4+ -- 0,064 нм. Энергии последовательной ионизации атома кобальта 7,865, 17,06, 33,50, 53,2 и 82,2 эВ. Кобальт -- блестящий, серебристо-белый, тяжелый металл с розоватым оттенком [1].

Кобальт -- твердый металл, существующий в двух модификациях. При температурах от комнатной до 427°C устойчива альфа-модификация (кристаллическая решетка гексагональная с параметрами а=0,2505 нм и с=0,4089 нм). Плотность 8,90 кг/дм3. При температурах от 427°C до температуры плавления (1494°C) устойчива бета-модификация кобальта (решетка кубическая гранецентрированная). Температура кипения кобальта около 2960°C. Кобальт -- ферромагнетик.

На воздухе компактный кобальт устойчив, при нагревании выше 300°C покрывается оксидной пленкой (высокодисперсный кобальт пирофорен . С парами воды, содержащимися в воздухе, водой, растворами щелочей и карбоновых кислот кобальт не взаимодействует. Концентрированная азотная кислота пассивирует поверхность кобальта, как пассивирует она и поверхность железа [2].

Известно несколько оксидов кобальта. Оксид кобальта (II) СоО обладает основными свойствами. Он существует в двух полиморфных модификациях: альфа-форма (кубическая решетка), устойчивая при температурах от комнатной до 985°C, и существующая при высоких температурах бета-форма (также кубическая решетка). СоО можно получить или нагреванием в инертной атмосфере гидроксоркарбоната кобальта Со(ОН)2СоСО3, или осторожным восстановлением Со3О4. 

Если нитрат кобальта Со(NO3)2, его гидроксид Со(ОН)2 или гидроксокарбонат прокалить на воздухе при температуре около 700°C, то образуется оксид кобальта Со3О4 (CoO·Co2O3). Этот оксид по химическому поведению похож на Fe3О4. Оба эти оксида сравнительно легко восстанавливаются водородом до свободных металлов:

Со3О4 + 4Н2 = 3Со + 4Н2О.(1)

При прокаливании Со(NO3)2, Со(ОН)2 и т. д. при 300°C возникает еще один оксид кобальта -- Со2О3. При приливании раствора щелочи к раствору соли кобальта (II) выпадает осадок Со(ОН)2, который легко окисляется. Так, при нагревании на воздухе при температуре немногим выше 100°C Со(ОН)2 превращается в СоООН. Если на водные растворы солей двухвалентного кобальта действовать щелочью в присутствии сильных окислителей, то образуется Со(ОН)3 [3].

При нагревании кобальт взаимодействует с хлором и бромом с образованием, соответственно, дихлорида СоСl2 и дибромида СоBr2. Сплавлением порошков кобальта и серы можно приготовить серебристо-серый сульфид кобальта СоS (бета-модификация). Если же через раствор соли кобальта (II) пропускать ток сероводорода H2S, то выпадает черный осадок сульфида кобальта СоS (альфа-модификация): 

СoSO4 + H2S = CoS + H2SO4 . (2)

При нагревании CoS в атмосфере H2S образуется Со9S8 с кубической кристаллической решеткой. Известны и другие сульфиды кобальта, в том числе Co2S3, Co3S4 и CoS2. С графитом кобальт образует карбиды Со3C и Со2С, c фосфором -- фосфиды составов СоP, Со2P, СоP3. Кобальт реагирует и с другими неметаллами, в том числе с азотом (возникают нитриды Со3N и Co2N), селеном, кремнием (известны силициды Co2Si, CoSi CoSi2) и

Металлический кобальт способен поглощать значительные объемы водорода, не образуя при этом соединений постоянного состава. Косвенным путем синтезированы два стехиометрических гидрида кобальта СоН2 и СоН. Известны растворимые в воде соли кобальта -- сульфат СоSO4, хлорид СоСl2, нитрат Со(NO3)2 и другие. Интересно, что разбавленные водные растворы этих солей имеют бледно-розовую окраску [3].

1.1.2 Комплексные соединения Cо (II)

Для кобальта, как и для никеля, характерно образование комплексных соединений [4]. Так, в качестве лигандов при образовании комплексов с кобальтом часто выступают молекулы аммиака NH3.

При действии аммиака на растворы солей кобальта(II) возникают амминные комплексы кобальта красного или розового цвета, содержащие катионы состава [Co(NH3)6-n(H2O)n]2+. Эти комплексы довольно неустойчивы и легко разлагаются даже водой. 

Значительно стабильнее амминные комплексы трехвалентного кобальта, которые можно получить действием аммиака на растворы солей кобальта в присутствии окислителей. Так, известны гексамминные комплексы с катионом [Co(NH3)6]3+ (эти комплексы желтого или коричневого цвета получили название лутеосолей), аквапентамминные комплексы красного или розового цвета с катионом [Co(NH3)5H2O]3+ (так называемые розеосоли). В ряде случаев лиганды вокруг атома кобальта могут иметь различное пространственное расположение, и тогда существуют цис - и транс - изомеры соответствующих комплексов.

При взаимодействии смеси водорода и СО с гидроксокарбонатом кобальта при повышенном давлении, а также взаимодействием под давлением СО и порошка металлического кобальта получают биядерный октакарбонил дикобальта состава Со2(СО)8. При его осторожном нагревании образуется карбонил Со4(СО)12. Карбонил Со2(СО)8 используют для получения высокодисперсного кобальта, применяемого для нанесения кобальтовых покрытий на различные материалы. 

1.1.3 Физико-химическая характеристика цинка (II)

Цинк (лат. Zincum), Zn, химический элемент II группы периодической системы. Конфигурация внешних электронных оболочек атома 3d104s2; степень окисления + 2. Содержание цинка в земной коре 7-10-3 % по массе, в воде морей и океанов 0,01 мг/л [5].

Металлический цинк обладает характерным голубоватым блеском на свежей поверхности, который он быстро теряет во влажном воздухе. Температура плавления 419,58° С, температура кипения 906,2° С, плотность 7,133 г/см3. При комнатной температуре цинк хрупок, при 100-150° С становится пластичным и легко прокатывается в тонкие листы и проволоку, а при 200-250° С вновь становится очень хрупким и его можно быть истолочь в порошок.

При нагревании цинк взаимодействуют с неметаллами (кроме водорода, углерода и азота). Активно реагирует с кислотами:

Zn + H2SO4 (разб.) = ZnSO4 + H2 .(3)

При растворении металлического цинка в растворе аммиака образуется аммиачный комплекс:

Zn + 4NH3·H2O = [Zn(NH3)4](OH)2 + 2H2O + H2 .(4)

Исходное сырье для получения металлического цинка - сульфидные цинковые и полиметаллические руды. Выделение цинка начинается с концентрирования руды методами седиментации или флотации, затем ее обжигают до образования оксидов:

2ZnS + 3O2 = 2ZnO + SO2 .(5)

Образующийся диоксид серы используют в производстве серной кислоты, а оксид цинка перерабатывают электролитическим методом или выплавляют с коксом.

В первом случае цинк выщелачивают из сырого оксида разбавленным раствором серной кислоты. При этом цинковой пылью осаждают кадмий:

Zn + Cd2+ = Zn2+ + Cd.(6)

Затем раствор сульфата цинка подвергают электролизу. Металл 99,95%-ной чистоты осаждается на алюминиевых катодах.

1.1.4 Соединения цинка

 Цинк образует многочисленные бинарные соединения с неметаллами, некоторые из них обладают полупроводниковыми свойствами.

Соли цинка бесцветны (если не содержат окрашенных анионов), их растворы имеют кислотную среду вследствие гидролиза. При действии растворов щелочей и аммиака (начиная с pH ~ 5) основные соли осаждаются и переходят в гидроксид, который растворяется в избытке осадителя.

Оксид цинка ZnO является самым важным промышленным цинксодержащим соединением. Будучи побочным продуктом производства латуни, он стал известен раньше, чем сам металл. Оксид цинка получают, сжигая на воздухе пары цинка, образующиеся при плавке руды. Более чистый и белый продукт производят сжиганием паров, полученных из предварительно очищенного цинка.

Обычно оксид цинка - это белый тонкий порошок. При нагревании его окраска меняется на желтую в результате удаления кислорода из кристаллической решетки и образованием нестехиометрической фазы Zn1+xO (x Ј 7,10-5). Избыточное количество атомов цинка приводит к появлению дефектов решетки, захватывающих электроны, которые впоследствии возбуждаются при поглощении видимого света. Добавляя в оксид цинка 0,02-0,03%-ный избыток металлического цинка, можно получить целый спектр цветов - желтый, зеленый, коричневый, красный, однако красноватые оттенки природной формы оксида цинка - цинкита - появляются по другой причине: за счет присутствия марганца или железа. Оксид цинка ZnO амфотерен; он растворяется в кислотах с образованием солей цинка и в щелочах с образованием гидроксоцинкатов, таких как [Zn(OH)3]-и [Zn(OH)4]2-:

ZnO + 2OH- + H2O = [Zn(OH)4]2- .(7)

Основное промышленное применение оксида цинка - производство резины, в котором он сокращает время вулканизации исходного каучука.

Гидроксид цинка Zn(OH)2 образуется в виде студенистого белого осадок при добавлении щелочи к водным растворам солей цинка. Гидроксид цинка, так же как и оксид, амфотерен:

Zn(OH)2 + 2OH- = [Zn(OH)4]2- .(8)

Применяется для синтеза различных соединений цинка.

Сульфид цинка ZnS выделяется в виде белого осадка при взаимодействии растворимых сульфидов и солей цинка в водном растворе. В кислотной среде осадок сульфида цинка не выпадает в кислотной среде. Сероводородная вода осаждает сульфид цинка лишь в присутствии анионов слабых кислот, например, ацетат-ионов, которые понижают кислотность среды, что приводит к повышению концентрации сульфид-ионов в растворе.

Чистый сульфид цинка - белый и, подобно оксиду цинка, применяется как пигмент, для этого его часто получают (как литопон) вместе с сульфатом бария при взаимодействии водных растворов сульфата цинка и сульфида бария.

Свежеосажденный сульфид цинка легко растворяется в минеральных кислотах с выделением сероводорода:

ZnS + 2H3O+ = Zn2+ + H2S + 2H2O .(9)

Однако прокаливание делает его менее реакционноспособным, и поэтому он является подходящим пигментом в красках для детских игрушек, так как безвреден при проглатывании. Кроме того, у сульфида цинка интересные оптические свойства. Он становится серым при действии ультрафиолетового излучения (возможно, за счет диссоциации). Однако этот процесс можно замедлить, например, добавлением следов солей кобальта. Катодное, рентгеновское и радиоактивное излучение вызывает появление флуоресценции или люминесценции различных цветов, которую можно усилить добавлением следов различных металлов или замещением цинка кадмием, а серы селеном. Это широко используется для производства электроннолучевых трубок и экранов радаров.

Хлорид цинка ZnCl2 является одним из важных соединений цинка в промышленности. Его получают действием соляной кислоты на вторичное сырье или обожженную руду [6].

Концентрированные водные растворы хлорида цинка растворяют крахмал, целлюлозу (поэтому их нельзя фильтровать через бумагу) и шелк. Его применяют в производстве текстиля, кроме того, он используется как антисептик для древесины и при изготовлении пергамента.

Поскольку в расплаве хлорид цинка легко растворяет оксиды других металлов, его используют в ряде металлургических флюсов. С помощью раствора хлорида цинка очищают металлы перед пайкой.

2.СОРБЦИОННЫЕ МЕТОДЫ КОНЦЕНТРИРОВАНИЯ ИОНОВ КОБАЛЬТА (II) И ЦИНКА

Сорбционное извлечение катионов металлов из растворов хелатообразующими сорбентами является одним из важнейших методов концентрирования . Почва, поверхностные воды и донные отложения, горные породы и руды являются типичными объектами анализа, для которых применение хелатообразующих сорбентов достаточно эффективно. Область использования сорбционных методов выделения для определения содержания следовых количеств тяжелых металлов в биологических пробах освещена недостаточно, хотя в этом имеется обоснованная необходимость. Низкие концентрации Со, Ni, Cd, солевой фон, влияние макрокомпонентов затрудняют непосредственное их определение. Применение хелатообразующих сорбентов при пробоподготовке позволяет не просто выделить микроэлементы, отделив их от макрокомпонентов, но и уменьшить объем пробы, значительно сократить число подготовительных стадий анализа и затраты времени на их выполнение; в некоторых случаях возможно концентрирование микроэлементов непосредственно из пробы [7].

Под термином «хелатообразующие сорбенты» (хелатные, хелоновые, хелантные или комплексообразующие смолы, хелатообразующие иониты, хелиты) чаще всего понимают полимерные соединения, содержащие функциональные группы, способные образовывать с ионами элементов внутрикомплексные (хелатные) соединения . Обычно хелатообразующие сорбенты наряду с хелатообразующими группами содержат также ионообменные. Сорбция элементов такими сорбентами является результатом одновременно как комплексообразования, так и ионного обмена .

Необходимо отметить тот факт, что к настоящему моменту единой классификации, которая бы охватывала всю совокупность сорбентов, не существует, что объясняется сложностью их состава, чрезвычайным многообразием структур и свойств, последние, к тому же, сильно зависят от внешних условий. Можно, однако, выделить некоторые основные классификационные признаки: строение полимерной основы, природа и способ иммобилизации функционально-аналитических групп (ФАГ) . Полимерная матрица может быть неорганической или органической природы. В качестве органических полимерных матриц для синтеза сорбентов используют полимеры линейного или пространственного строения, полученные поликонденсацией или полимеризацией, природные полимеры, син- тетические волокна и другие соединения (полистирол и сополимеры на его основе; поливинилпиридиновые, полиметакрилатные, полиакрилонитрильные, полиэтилениминные и др. полимеры; целлюлоза, целлофан, сефадексы и т.п.).

ФАГ вводятся в скелет полимера или на последующих стадиях синтеза путем замещения или непосредственно в процессе сополимеризации посредством подбора соответствующего мономера. По способу иммобилизации ФАГ классифицируют сорбенты на следующие группы: сорбенты с привитыми комплексообразующими группами; полимерные ге-тероцепные сорбенты; сорбенты, импрегнированные, или модифицированные комплексообразующими реагентами. Хелатообразующие сорбенты в зависимости от способа синтеза и полимерной матрицы могут представлять собой мелкокристаллические порошки, гранулированные, волокнистые, мембранные или другие материалы .

В настоящее время синтезировано множество сорбентов с различными механическими и химическими свойствами, обладающих широким спектром применения. В настоящем обзоре систематизированы литературные данные по приме нению сорбционных методов концентрирования элементов Со, Ni, Cd при их определении в биологических и абиотических объектах. Учитывая большое влияние полимерных матриц на свойства сорбентов, а также огромное их разнообразие, главное внимание уделено ионообменникам, хелатообразующим сорбентам на основе полистирола и сополимеров стирола и дивинилбензола, а также полистирол-дивинилбензольным ионитам, импрегнированным органическими реагентами.

2.1 Сорбционное концентрирование ионов кобальта (II)

В последние годы применение кобальта только растет. Его используют для легирования сталей, в авиации и космонавтике. Есть такие сферы, где кобальт с успехом заменяет еще более дорогой металл -- платину. Изучение сорбции кобальта из руды, смеси металлов играет большую роль так как он сопутствует благородным металлам при их извлечении из руд.

Целью данной работы является исследование процесса сорбционного концентрирования кобальта (II) из хлоридных растворов на некоторых ионитах.

Одним из наиболее перспективных способов извлечения и концентрирования кобальта считается сорбционный с использованием ионитов. Однако для его реализации необходимы промышленно доступные, недефицитные, легко регенерируемые или утилизируемые сорбенты, в связи с чем представляет научный и практический интерес поиск селективных сорбентов для концентрирования этого металла. Поэтому в данной работе первоочередное внимание было уделено выбору ионитов для сорбционного концентрирования кобальта (II) из хлоридных растворов .

Для решения этой задачи нами были взяты катиониты (сильно- и слабокислотные), аниониты (сильно- и слабоосновные), а также ионит хелатообразующего типа.

Метод основан на фотометрировании комплекса кобальта с нитрозо-R-солью красного цвета, образующегося в слабокислой среде при рН 5,3-6,0 в присутствии ацетатного буферного раствора. Измерение оптической плотности производят при 420 нм.

2.2 Сорбционное извлечение ионов цинка из кислых хлоридных растворов

Предложен способ сорбционного извлечения цинка в форме хлоридных анионных комплексов цинка, включающий контактирование цинксодержащего раствора хлорида аммония, содержащего хлороводородную кислоту, с анионообменной смолой марки АМП или АМ-2б в Cl-форме. Изобретение расширяет ассортимент сорбентов, эффективных для извлечения хлоридных анионных комплексов цинка из кислых растворов.

Сорбционное извлечение ионов цинка из кислых хлоридных растворов относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известен способ сорбционного извлечения цинка из кислых хлоридных растворов, содержащих хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, в форме хлоридных анионных комплексов, включающий контактирование раствора с анионитом в Cl-форме [8].

Недостатком способа является то, что неизвестно использование анионообменной смолы марки АМП и АМ-2б для сорбции ионов цинка в форме хлоридных анионных комплексов из солянокислых растворов, содержащих хлорид аммония.

Наиболее близкими техническими решениями являются способы:

1. Использование смолы марки АМ-2б для разделения цианидных комплексов цветных и благородных металлов при сорбции из рудных пульп сложного солевого состава.

2. Использование смолы марки АМП для предварительной очистки сернокислых никелевых электролитов от цинка при содержании цинка в электролите 10-30 мг/дм3 .

3. Использование смолы марки АМП для очистки сернокислых никелевых электролитов от цинка при содержании цинка в электролите 0,025 г/дм3 .

Недостатком способов является то, что неизвестно извлечение ионов цинка в форме хлоридных анионных комплексов из солянокислых растворов, содержащих макроколичества хлорида аммония. Отсутствуют также данные об извлечении ионов цинка смолами АМП и АМ-2б в присутствии ионов аммония из нагретых растворов.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение оптимальных условий для сорбции ионов цинка на анионитах марок АМ-2б и АМП из кислых хлоридных растворов, содержащих макроколичества хлорида аммония.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является эффективная сорбция ионов цинка на анионитах марки АМП или АМ-2б.

Этот технический результат достигается тем, что сорбционное извлечение цинка в форме хлоридных анионных комплексов цинка из кислых хлоридных растворов включает контактирование раствора с анионообменной смолой в Cl-форме марки АМП или АМ-2б с цинксодержащим раствором хлорида аммония в присутствии хлористоводородной кислоты при 70-80°С; контактированию подвергают цинксодержащий раствор, с концентрацией хлорида аммония 200 г/дм3 и концентрацией хлористоводородной кислоты 40 г/дм3. сорбционное концентрирование кобальт

Сущность способа заключается в том, что ионы Zn2+ в солянокислых растворах образуют устойчивые анионные комплексы типа [ZnCl3]-, [ZnCl4]2-и др., которые могут быть извлечены из раствора на анионитах.

Известно, что хлоридная гидрометаллургия находит применение в процессах выщелачивания полиметаллических концентратов. Использование соляной кислоты вследствии повышенной ее способности к комплексообразованию интересно в схемах, включающих сорбционно-экстракционную технологию разделения металлов.

2.3 Сорбционное извлечение ионов кобальта из кислых хлоридных растворов

Исследовано сорбционное извлечение ионов кобальта (II) из кислых хлоридных растворов, и которое использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков. Сорбцию ионов Со2+ ведут из солянокислых растворов, содержащих хлориды аммония или щелочных или щелочноземельных металлов, на анионитах, выбранных из анионитов марок:

АМП, содержащего обменные группы или АМ-2б, содержащего обменные группы

 при этом техническим результатом является нахождение оптимальных условий для сорбции ионов кобальта на анионитах.

Сорбционное извлечение ионов кобальта из кислых хлоридных растворов относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известно применение катионитов и анионитов в гидрометаллургии для очистки растворов соответственно от катионов и анионов металлов [9].

Однако применение анионитов для извлечения катионов металлов недостаточно исследовано и представляет интерес для нахождения дополнительных возможностей селективного извлечения ионов металлов из растворов сложного состава.

Наиболее близким техническим решением является извлечение ионов кобальта из солянокислых растворов сорбцией на сильноосновных анионобменных смолах [10].

Недостатком способа является то, что не указаны конкретные условия сорбции, а также возможности использования других анионитов для сорбции ионов кобальта.

Задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является нахождение оптимальных условий для сорбции ионов кобальта на анионитах марок АМ-2б и АМП.

Техническим результатом, который может быть достигнут при осуществлении изобретения, является эффективная сорбция ионов кобальта на анионитах.

Этот технический результат достигается тем, что сорбционное извлечение ионов кобальта из солянокислых растворов включает контактирование раствора с анионитом, сорбцию ионов Со2+ при температуре 70-80°С ведут из солянокислых растворов, насыщенных хлоридами аммония, щелочных и щелочноземельных металлов, на анионитах марок

АМП, содержащих обменные группы

и АМ-2б, содержащих обменные группы

Сущность способа заключается в том, что ионы Со2+ в солянокислых растворах образуют устойчивые анионные комплексы типа [CoCl]2-, которые могут количественно удерживаться на сильноосновных анионных смолах.

Известно, что хлоридная гидрометаллургия находит применение в процессах выщелачивания полиметаллических концентратов. Использование соляной кислоты вследствии повышенной ее способности к комплексообразованию интересно в схемах, включающих сорбционно-экстракционную технологию разделения металлов.

Примеры конкретного выполнения способа.

Рассмотрены возможности использования анионитов марок АМП и АМ-2б для извлечения хлоридных анионных комплексов кобальта из солянокислых растворов.

Пористый анионит АМ-2б смешанной основности со сферическими гранулами получен аминированием ХМС стирола и ДВБ смесью диметил- и триметиламинов. Крупность гранул 0,63-1,60 мм; удельный объем набухшей смолы 2,7-3,2 см3/г; удельная поверхность 50-100 м2 /г; общий объем пор 0,80-0,87 см3/г, механическая прочность 98-99%; ПОЕ 3,3-3,7 мг-экв/г. Обменные группы:

Гелевый высокоосновный анионит АМП со сферическими гранулами получен аминированием ХМС стирола и 3,5-4,0% ДВБ пиридином. Крупность гранул 0,63-1,60 мм; удельный объем набухшей смолы 2,7-2,9 см3/г; механическая прочность 98-99%; ПОЕ 3,3-3,7 мг-экв/г.Обменные группы:

Сорбцию ионов кобальта осуществляли при 70-80°С из растворов хлоридов аммония NH4Cl, щелочных (NaCl, KС1) и щелочноземельных (CaCl2) металлов, подкисленных HCl. Объем раствора 100 см3, масса сухого сорбента 1 г. Сорбент предварительно выдерживали в дистиллированной воде. Время сорбции 30-60 мин.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе курсовой работы были изучены литературные источники по сорбционному концентрированию Co (II) в присутствии цинка из хлоридных растворов в наряде ионитов.

1. Сорбционное извлечение Cо (II) из растворов хелатообразующими сорбентами является одним из важнейших методов концентрирования. Применение хелатообразующих сорбентов при пробоподготовке, позволяет не просто выделить микроэлементы, отделив их от макрокомпонентов, но и уменьшить объём пробы, сократить число подготовительных стадий анализа и затраты времени на их выполнение.

2. Эффективность сорбционного концентрирования обусловлена тем, что сорбционные материалы могут извлекать из воды многие органические вещества, не удаляемые другими методами и извлекать из воды вещества в достаточно малых концентрациях, когда другие методы очистки оказываются неэффективными.

3. Недостатком способа является то, что не указаны конкретные условия сорбции, а также возможности использования других анионитов для сорбции ионов кобальта.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

 Химическая энциклопедия / Под ред. И.Л Кнунянц, -- М.: Советская энциклопедия, 1990. -- Т. 2. -- С. 414. -- 671 с.

Фримантл, М. Химия в действии. Том 2 / М. Фримантл. - М.: Мир. 1991. - С. 221-230.

Вернадский, В.И. Биогеохимические очерки 1922 - 1932 гг / В.И Вернадский. - М. - Л.: АН СССР, 1940. - 249 с.

Гуля, А.П. Полиэдрическая изомерия fac - [трис-(в аминоэтилата) кобальта(III)] тригидрата / А.П. Гуля, Ю.В. Кокунов, С.Г. Шова, М.Д. Мазус, В.Ф. Рудик, Е.Н. Кирияк, Ю.А. Буслаев // Доклады АН СССР. - 1989. - Т. 305, № 3. - С. 627-631.

Pollard, A. Archaeological Chemistry / А. Pollard, С. Heron // J. Royal Society of Chemistry, 2008. -- С. 204.

Greenwood, N.N. Chemistry of the Elements / N.N. Greenwood, A. Earnshaw. - Oxford: Butterworth, 1997. - С.157-164.

Риман, В. Ионообменная хроматография в аналитической химии / В.Риман. - М.: Мир, 1973. - C.359-360.

Вольдман, Г.М Теория гидрометаллургических процессов / Г.М.Вольдман, А.Н.Зеликман. - М.: Металлургия. 1993.- С.263-267.

Рипан, Р. Неорганическая химия. Т.2. Химия металлов / Р. Рипан, И. Четяну. - М.: Мир, 1972. - 545 с.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Распространение цинка в природе, его промышленное извлечение. Сырьё для получения цинка, способы его получения. Основные минералы цинка, его физические и химические свойства. Область применения цинка. Содержание цинка в земной коре. Добыча цинка В России.

    реферат [28,7 K], добавлен 12.11.2010

  • Особенности влияния различных примесей на строение кристаллической решетки селенида цинка, характеристика его физико-химических свойств. Легирование селенида цинка, диффузия примесей. Применение селенида цинка, который легирован различными примесями.

    курсовая работа [794,8 K], добавлен 22.01.2017

  • Салициловая кислота и её производные. Биологическое действие салицилатов. Эффекты салицилатов кобальта и цинка на нервную систему, роль кальция в ее функционировании. Нервная система улиток рода Helix, подготовка моллюска к эксперименту и его результаты.

    курсовая работа [1,3 M], добавлен 21.04.2012

  • Характеристика свойств и строения соединения селенида цинка. Описание особенностей, технологий различных способов его получения. Промышленные принципы легирования полупроводников. Легирующие добавки селенида цинка и описание свойств легированных образцов.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 22.01.2017

  • Положение цинка, фосфата кадмия и ртути в периодической системе Д.И. Менделеева. Распространение их в природе, физические и химические свойства. Получение фосфорнокислого цинка. Синтезирование и изучение окислительно-восстановительных свойств цинка.

    курсовая работа [25,6 K], добавлен 12.10.2014

  • Характеристика кобальта по положению в периодической системе. Электронная формула. Нахождение кобальта в природе. Получение кобальта. Химические свойства кобальта, соединений кобальта. Биологическая роль кобальта для сельского хозяйства.

    реферат [12,7 K], добавлен 08.04.2005

  • Общая характеристика элементов подгруппы меди. Основные химические реакции меди и ее соединений. Изучение свойств серебра и золота. Рассмотрение особенностей подгруппы цинка. Получение цинка из руд. Исследование химических свойств цинка и ртути.

    презентация [565,3 K], добавлен 19.11.2015

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.