Извлечение рения из растворов

Распределение рения при переработке молибденитовых концентратов и в производстве меди

Сырьевые источники рения

Рений – рассеянный элемент. Содержание его в земной коре очень низкое 10^-7 %. Повышенные концентрации рения наблюдаются в сульфидах меди и особенно в молибдените. Поэтому источниками сырья для получения рения являются продукты и полупродукты металлургического производства меди и молибдена.

Поведение рения при переработке молибденитовых концентратов. При окислительном обжиге образуется оксид рения (рениевый ангидрид), который уносится с газовым потоком. Степень возгонки рения в многоподовых печах 50 – 60 %, что объясняется тем, что в присутствии молибденита образуется малолетучий диоксид рения по реакции:

MoS₂ + 2 Re₂S₇ = 4 ReO₂ + MoO₂ + 2 SO₂ (3.1)

Кроме того, образовавшийся рениевый ангидрид частично взаимодействует с кальцитом, а также с оксидами железа и меди с образованием перренатов:

CaCO₃ + Re₂O₇ = Ca(ReO₄)₂ + CO₂ (3.2)

Степень возгонки в печах КС составляет 92 – 96 %.

Из газовой фазы рений улавливают в системах мокрого пылеулавливания и в результате он содержится в сернокислых растворах. Так как рения в них мало, растворы циркулируют и выводятся из цикла когда содержание рения достигнет 0,2 – 0,8 г/л.

В случае неполного возгона рения, рений остается в огарке. При аммиачном выщелачивании огарков рений переходит в аммиачные растворы и после осаждения из них соединений молибдена остается в маточных растворах.

При разложении молибденитовых концентратов азотной кислотой рений переходит в азотно-сернокислые растворы, содержащие 0,02 – 0,1 г/л рения.

Таким образом, источниками получения рения служат сернокислые растворы мокрых систем пылеулавливания, маточные растворы после гидрометаллургической переработки огарков, азотно-сернокислые маточные растворы от разложения молибденита азотной кислотой.

Поведение рения в производстве меди. При плавке медных концентратов с газами летит до 75 % рения, оставшийся рений удаляется в газовую фазу при конвертировании медных штейнов. Серосодержащие газы направляются в производство серной кислоты, и рений концентрируется в промывной циркулирующей серной кислоте электрофильтров, содержание его составляет 0,1 – 0,5 г/л. Извлечение рения в раствор 45 – 80 %. Этот раствор служит основным источником получения рения при переработке медных концентратов.

Применяют следующие способы:

1. Сорбция на активированном угле

2. Сорбция на ионообменных смолах

3. Жидкостная экстракция

4. Осаждение малорастворимых соединений

Сорбция на активированном угле. Применяют для извлечения рения из бедных растворов. В сернокислых растворах рений находится в форме рениевой кислоты. Рениевая кислота сорбируется на активированном угле в широком интервале кислотности. Недостаток способа – низкая емкость угля (2 – 4 %) и потеря активности после 4 – 6 циклов сорбции-десорбции. Достоинства способа - высокая избирательность. Вместе с рением сорбируется только молибден. Поэтому перед сорбцией растворы очищают от молибдена либо осаждением молибдата кальция, либо сорбцией на слабоосновной смоле типа АН-1 (рений не сорбируется). Если на углях сорбируют рений и молибден вместе, то десорбцию ведут раздельно: сначала молибден холодным 1 % раствором соды, затем рений нагретым до 90 ^оС 1 – 3 % раствором соды. Полученные растворы бедны по рению, содержат 0,2 – 1 г/л рения, с целью повышения концентрации рения в них сорбцию на углях повторяют несколько раз.

Сорбция на ионообменных смолах. Можно проводить как на сильноосновных анионитах типа АВ (за рубежом), так и на слабоосновных анионитах тапа АН (в нашей стране).

Сильноосновные аниониты. Емкость по рению 50 – 60 %. Десорбцию со смолы проводят концентрированными растворами кислот (7 н. HCl, 4-5 н. HNO₃, 1 н. HClO₄). Если сорбируются молибден и рений вместе, то сначала десорбируют молибден раствором щелочи, затем рений – кислотой.

Слабоосновные аниониты. Емкость по рению 20 – 30 %. Десорбцию проводят растворами аммиака, что существенно упрощает технологию получения перрената аммония.

Жидкостная экстракция. Рений из сернокислых растворов можно экстрагировать спиртами, трибутилфосфатом (ТБФ), солями аминов или четвертичных аммониевых оснований (соли ЧАО). Наиболее эффективный экстрагент – соль триоктиламина (ТОА), так как он хорошо работает в растворах с любой концентрацией кислоты. Растворителем амина служит керосин. Чтобы предотвратить выпадение солей аминов, малорастворимых в керосине, в органическую фазу добавляют многоатомные спирты или трибутилфосфат.

Экстракция протекает по механизму межфазного анионного обмена:

(R₃NH)HSO₄ + ReO₄^- = (R₃NH)ReO₄ + HSO₄^- (3.3)

Реэкстракцию проводят 5 – 10 % раствором аммиака.

Осаждение малорастворимых соединений. Проводят из сернокислых растворов молибденового или медного производств, а также из растворов после сорбции и экстракции. Рений можно осаждать в виде следующих соединений:

1. Перрената аммония NH₄ReO₄ – аммиачные растворы упаривают, охлаждают и в осадок выпадает соль.

2. Перрената калия KReO₄ – из сернокислых растворов, содержащих рений в виде рениевой кислоты. Растворы нагревают, нейтрализуют, вводя KCl, охлаждают, в осадок выпадает соль:

HReO₄ + KCl = KReO₄ + HCl (3.4)

3. Высшего сульфида Re₂S₇ – из сернокислых или щелочных растворов, пропусканием через них сероводорода или добавлением тиосульфата натрия:

HReO₄ + H₂S = Re₂S₇ + H₂O (3.5)

Дата добавления: 2014-01-11