2.2 Исследование экстракция кадмия нбэа-2 из сульфатных растворов

2.2.1 Изучение влияния времени контактирования фаз на экстракцию кадмия

С целью установления условий равновесия экстракции кадмия была изучена зависимость распределения металла между фазами от продол­жительности процесса.

Экстракцию проводили в течение 5 - 60 минут. В качестве экстрагента был использован 0,062 М НБЭА-2 в смешанном растворе керосина и 25 % октанола. Экстракцию проводили при комнатной температуре и соотно­шении объемов фаз V_o : V_в = 1 : 1. Полученные результаты представлены в табл. 6. и рис. 13

Таблица 6

Зависимость экстракции кадмия от времени контактирования фаз

№	τ, мин	ХCd, г/л	YCd, г/л	DCd
1	5	0,005	0,795	159
2	10	0,005	0,795	159
3	15	0,005	0,795	159
4	30	0,005	0,795	159
5	45	0,005	0,795	159
6	60	0,005	0,795	159

Рис.13 Зависимость экстракции кадмия от времени контактирования фаз

Из полученных данных видно, что равновесие устанавливается очень быстро, уже при 5 минутах достигается максимальное извлечение кадмия в органическую фазу. Дальнейшее увеличение времени контактирования фаз на извлечение кадмия в органическую фазу не влияет.

2.2.2 Влияние рН водной фазы на экстракцию кадмия

Известно, что экстракция азотсодержащими реагентами существенно зависит от рН раствора [ ], поэтому нами была изучена зависимость экстракции кадмия от рН раствора. Экстракцию кадмия проводили 0,062 М раствором НБЭА–2 в диапазоне рН от 4 до 13. Исходная концентрация кадмия – 1 г/л, время контакта фаз 5 мин, соотношение V_o : V_в = 1 : 1. Полученные данные представлены в табл. 5 и на рис.12.

Таблица 5

Зависимость экстракции кадмия от рН раствора

№	рН	ХCd, г/л	YCd, г/л	D
1	4,01	0,98	0,02	0,02
2	4,97	1	0	0
3	6,80	0,97	0,03	0,031
4	8,30	0,005	0,995	199
5	8,99	0,005	0,995	199
6	10,40	0,005	0,995	199
7	11,22	0,005	0,995	199
8	11,98	0,005	0,995	199
9	12,91	0,005	0,995	199

Рис.12. Зависимость коэффициента распределения кадмия от рН раствора

Полученные данные показали, что в диапазоне рН от 4 до 7 кадмий практически не экстрагируется, однако с увеличением рН коэффициент распределения кадмия резко возрастает и достигает максимума (D_Cd = 200) в диапазоне рН 8,30-13,00. Таким образом, в интервале рН 8,3-13 наблюдается наиболее полное извлечение кадмия в органическую фазу.

Для выявления экстрагируемой формы кадмия в изученной системе было проведено сопоставление зависимости экстракции кадмия от рН раст­вора с формами его существования в данных растворах (рис. 13). Про­ве­денное сопоставление показывает, что по мере роста в растворе ка­тиона Cd(OH)⁺ растет и экстракция кадмия, максимальная же его экст­рак­ция на­блю­дается при максимальном содержании в водных растворах Cd (OH)⁺ по всей видимости, именно этот катион и взаимодействует с НБЭА-2.

ВЫВОДЫ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Лакерник М. М., Пахомова Г.Н. Металлургия цинка и кадмия. Изд-во «Металлургия», 1969 с.488.

2. Чижиков М. Д. «Кадмий». Издательство Академии наук СССР. - М., 1962 г, 228 с.

3. Щербов Д. П., Матвеец М.А. Аналитическая химия кадмия. Изд-во «Наука». - М., 1973 г, 254 с.

4. Редкие и рассеянные элементы. Химия и технология. Книга III. Под ред. Коровина С.С. – Т.: МИСИС, 2003. – 440 с.

5. www.

6. Трубников С. В. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук на тему: « Экстракция кадмия и цинка олигомерными реагентами фенольного типа из аммиачных и щелочных растворов. - М., 1988 г, 157с.

7. Федоров П.И. Химия и технология малых металлов. Висмут и кадмий: Учебное пособие. – М .: МИХМ, 1986 – 92 с., илл.

8. Чижиков М. Д. «Кадмий». Издание второе, дополненное исправленное. Издательство «Наука». - М., 1967 г, 242 с.

9. Перегуд Е.А., Быховская М.С., Гернет Е.В. Быстрые методы определения вредных веществ в воздухе. М., Госхимиздат, 1962, стр. 262.

10. Вредные вещества в промышленности, ч. II. Неорганические и элементорганические соединения. Л., «Химия», 1971, стр.362.

11. Лоскутов Ф. М. Металлургия свинца и цинка. – М.; Металлургия, 1956

12. Попов М.А. Полевые методы химического анализа. М., Госгеолиздат, 1953, стр. 56.

13. Chaberec S., Courtney R.G., Martels A.E. Stability of metal Chelates. II. β-Hydroxethylaminodiacetic acid. –J. Amer. Chem. Soc., 1952, v.74, № 20, p.5057-5060.

14. Marcus C. Studies on the hydrolysis of metal ions. The hydrolysis of the Cd. – Acta Chem. Scand., 1957, v.II, №4, p.690-692.

15. Alyett B.J. The chemistry of sinc, cadmium and mercury. – Oxford: Pergamon Press, 1973, pp.328.

16. Казаринов И.А. Физико-химические свойства и электрохимическое поведение гидроксида кадмия. Дисс. На соискание уч. ст. к.х.н. Саратовский гос. ун-т, 1980, Саратов, 18 с.

17. Енов Б.Б., Камнев А.А. Определение состава гидроксокомплексов кадмия и кобальта в щелочных растворах. – Координац., химия, 1983, т.9, №9, с 1207-1211.

18. Мезецкая И.Б., Олейник Н.Д., Прокопчук Л.Д. Спектрометрическое определение констант гидролиза мономерных ионов кадмия. – КНХ, 1983, т.28, №7, с. 1695-1698.

19. Biedermann G., Ciavatta L. The hydrolisis of the cadmium ion Cd²⁺ - Acta chem. Scand., 1926, v.16, № 9, p.2221-2239.

20. Спиваковский В.Б., Мойса Л.П. Основные бромиды и гидроксид кадмия. – ВНХ, 1964, т.9, №10, с.2267-2294.

21. Назаренко В.А., Антонович В.П., Невская В.М. Гидролиз ионов металлов в разбавленных растворах. – М.: Атомиздат, 1979, -192с.

22. Matsui H., Ohtaki H.A. Stady on the hydrolysis of cadmium ion in aqueous 3 M LiClO₄ solution. – Bull. Chem. Soc. Japan, 1974, v.47, № 10,p. 2603-2604.

23. Feitknecht W., Reihmann R. Die Losuchkeitsprodukte der Cadmiumhydroxyde. – Helv. Chim. Acta, 1951, v.34, №278, p. 2255- 2266.

24. Васютинский А.И., Кисель Н.А. Экстракция бромидных комплексов кадмия. – В кн.: Аналитическая химия и экстракционные процессы. – Киев: Наук. думка, 1970, - с. 73-76.

25. Pablo J., Aquilar M., Valilute M. Extraction of cadmium (II)-chloride by tri-n-dodecylammonium chloride dissolved in benzene. –In: ISEC' 83: Int.Solvent Extr. Conf., Denver, 1983, Prepr.: Denver, 1983, -3.1, p.497-498.

26. De Anil K., Roy Uday S., Parhi Narahaki. Extraction of zinc and cadmium by high molecular weight amines. – In: ISEC' 83: Int.Solvent Extr. Conf., Denver, 1983, Prepr.: Denver, 1983, -S.I, p.252.

27. Stenstrom S., Aly G. Extraction of cadmium from phosphoric acid solutions. –In: ISEC'83: Int. Solvent Extr. Conf., Denver, 1983, Prepr.: Denver, 1983, -S.I, p.197-198.

28. A.c.258592 /СССР/.Способ экстракции кадмия из сульфатных растворов./Такежанов С.Т., Пашков Г.Л., Куанышева К.З. Заявл. II.II.67. МКИ С22В I7/04. Б.И. 1975.

29. Singh O.V., Tandon S.N. Mutual binaru separations of zinc, cadmium and mercury by extraction with tribenzilamine from aqueous bromide and iodide solutions. Anal. Lett., 1976, v.9, №10, p.921-927.

30. A.c.730851 /СССР/. Способ разделения цинка и кадмия./ Холькин А.И., Пашков Г.Л., Антипов Н.И. и др. Заявл. 19.10.77. МКИ С22В 19/30, Г7/04. Б.И. 1980, №16.

31. Arce A., Blance A., Bellas E. Liquid-Liquid extraction equilibriums. Water-organic acids-benzene compounds ternary sistems. –Ion (Madrid), 1977, v.37, №345, p.507-513.

32. Spitzer E.L., Radder J., Siegmann R.H. Selective extraction of metals from aqueous solutions by synthetic carboxylic acid. – Congres International de Chimic Industrielle, 36th, Brussels, 1966, v.2. Brussels, Industrie Chimique Belge, 1967, p.209-211.

33. Vegter C.G. Derivatives of branched carbo, carboxylic acide in surface coating. – Chem. Ind., 1970, №46, p. 1461-1462.

34. De A.K., Roy U.S. Studies of solvent extraction behaviour of some divalent metals with liquid ion exchanger. –Sep. Sci., 1971, v.6. № 3, p.443-450.

35. Flettcher A.W. Wilson J.C. Napthenic acid as a liquidliquid extraction reagent for metals. –Bull. Inst. Min. Metals, 1960-61, v. 652, p.355-366.

36. Brzozka Z., Rozicki C. Application of monocarbocxylic acids for the extraction of metal ions. – Chemia Analiticzna, 1980, v.25, №3, p.3-24.

37. Nakasuka N., Yamada H., Tanaka M. Formation of mixed metal complexes in the extraction of metals with capric acid. –In: ISEC'74: Proc. Int. Solvent Extr. Conf., London, 1974, v.I, Ed.: Soc.Chem. Ind., London, 1974, p.823-827.

38. Nakasuka N., Mitsuoka Y., Tanaka M. Extraction of zinc and cadmium with capric acid. Coextraction of sodium ion. – J. Inorg. Nucl. Chem., 1974, v.36, №2, p.431-438.

39. Singh J.M., Gogia S.K., Tandon S.N. Study of the extractoin of zinc (II), cadmium (II), and mercury (II) with capricacid. –Hydrometllurgy, 1982, v.9, №1, p.97-102.

40. Алекперов Р.А., Гейбашева С.С. Экстракция металлов нафтеновой кислотой. – В кн.: Материалы конф. молодых ученых. Инст. неорг. физ. химии АН Азерб. ССР, Баку, 1969, с.286-288.

41. Алекперов Р.А., Ахмедова Д.А. Экстракция индия и сопутствующих элементов нафтеновой кислотой. – Уч. записки Азерб. Гос. унив., сер. хим. наук, 1968, № 4, с. 17-21.

42. Pietsch R., Sinc B. Untersuchungen Uber die extrahierbarkeit von metallionen mit homologen aliphatischen carbonsauren. –Anal. Chim. Acta. 1970, v.49, №I, p.51-56.

43. Сухин В.В. Экстракция и применение в анализе разнолигандных комплексов металлов с алифатическими монокарбоновыми кислотами и органическими азотсодержащими основаниями. – Автореферат дисс. на соискание уч. ст. д.х.н., Киев.: Киевск. Гос.Университет,1983, - 36 с.

44. Spitzer E. L., Radow J., Muis H.M. Extraction tests on aqueous metal sulfate solutions using “Versatic” 9. – Inst. Mining Met., Trans., 1966, v.C75, № 718, p.265-266.

45. De A. K., Roy U.S. Solvent extraction behaviour of transitional metals with liquid ion-exchangers. – Sep. Sci., 1971, v.6, № 1, p.25-33.

46. Spitzer E. L. Proc. Int. Symp. Solvent Extraction in Metallurgical Process., Antverp., p.14.

47. Rice N.M., Smith M.R. Separation and recovery of sinc and cadmium from chloride liquors by solvent extraction. – Canad. Met. Quarterly, 1973, v.12, № 3, p.341-349.

48. Verhaege M., Influens of the chloride consentration on the distribution and separation of sinc and cadmium by means of solvent extraction with carboxylic acid. – Hydrometallurgy, 1975, v.1, №1, p.97-102.

49. Shibata J., Nishimura S. Effect of sulphate and chloride ions on the solvent extraction of cadmium and zinc with versatic acid 911. – Nippon Kinz. Gakk., 1974, v.33, № 4, p.323-327.

50. Shibata J., Nishimura S. Effect of ammonium salts on the solvent extraction of sinc and cadmium with liquid cation exchangers. - Nippon Kinz. Gakk., 1976, v.40, № 2, p.147-153.

51. Shibata J., Nishimura S. Effect of sulphate and chloride Ions on the Solvent Extraction of some Metal Ions with liquid cation Exchangers. – Trans. J.I.M., 1977, v.18, № 11, p.794-802.

52. Shibata J., Nishimura S. Effect of ammonium salts on the solvent extraction of some transition metals with liquid cation exchangers. – Met. Fac. Eng. Kyoto Univ., 1976, v.38, № 2, p.55-73.

53. Заявка 1403792 / Великобритания /. Metal extraction process / Anderson B. – опубл. 20.08.75, НКИ CIA.

54. Narayanan S., Rao G.N. Application of regular solution theory to extraction of salisylaldehide oxyme chelates. – Bull. Chem. Soc. Jap., 1982, v.55, №6, p.1943-1946.

55. Пат.4563256 /США/. Solvent extraction for sinc recovery/ Sudderth R.B., Sieracoski J.M., Levis R.G. –опубл. 07.01.86б НКИ 204-103.

56. Aly H.F., Khalifa S.M., Mahfooz R.H., Sherie M.K. Temperature effect on the extraction of divalent cobalts, zinc, cadmium and mercury by salicylaldoxime complexes of transition metals. –J. Radional. Chem., 1981, v.63, №2, p.295-300.

57. Burger K., Egyed I. Effect of electrophilic and nucleophilie substituents on the stability of salicylaldoxime complexes of transition metals. –J. Inorg. Nucl. Chem., 1965, v.27, №11, p.2361-2370.

58. Burger K., Ruff F., Ruff I., Egyed I. Investigations of H-bonds and Π-donor in transition metal-salicylaldoxime complexes. – Acta Chim. Acad. Hung., 1965, v.46, № 1, p.1-25.

59. Пат.4100163 /США/. Substitued 8-sulfonamidoquinolines./ Virning M.J. – опубл. 11.07.78. НКИ 260-283.

60. Пат. 4209419 /США/. Certein sulfonamidoquinolines, metal complexes thereof, and solutions containing such sulfonamidoquinolines and metal complexes. / Virning M.J. – опубл. 24.06.80. НКИ 215-40.

61. Пат. 4239699 /США/. Sulfonamidoquinolines, metal complexes thereof, and solutions containing such compounds for use in extraction of metal values./ Mackay K.D. – опубл. 16.12.80. НКИ 564-92.

62. Noh Y.C., Wang C.H. Fundamental studies on the separation of zinc from cadmium by a liquid ion exchange reagent. –K'uang Yeh, 1981, v.25, № 3, p.79-86.

63. Matsumoto M., Yoshizuka K., Kondo K., Nakashio F. Extraction equilibria of copper and zinc with N-8-quinolylsulfonamides. –J. of Chemical eng. Of Japan, 1984, v.17. №1, p.89-93.

64. Ide S., Yoshide T., Matsuno S., Takagi M., Ueno K. Liquid-liquid extraction of metal ions with sulphonamide chelating agents. Analition Chimica Acta, 1983, v.149, №1, p.235-252.

65. Бассоло Ф., Пирсон Р. Механизмы неорганических реакций. –М.: Мир, 1971, - 592с.

66. Maoui M., Talbot J. Utilisation des (hydroxyphenyl-2) sulfures comme echangeurs d'ions liquides pour 1' extraction des metaux courants. –C.R. Acad. Sc. Paris, 1978, t.286, seria C, p.713-716.

67. Асабин А.Н., Стрижко В.С., Ивановский М.Д. Исследование механизма экстракции ионов цветных металлов из сульфатных растворов полиалкилфосфорнитрильной кислотой /ПАФН/. –Научн.тр. Моск. ин-та стали и сплавов, 1978, № 111, c.68-74.

68. Whewell R.J., Foakes H.J., Huges M.A. Degradations in hydroxyoxime solvent extraction system. – Hydrometallurgy, 1981, v.7, №1/2, p.7-26

69. Ashbrook A.W. Losses of organic compaunds in solvent extraction processes. –In: ISEC'77: Prec. Int. Solvent Extr. Conf., Toronto, 1977, v.2, Montreal, 1979, p.781-790.

70. Стары И. Экстракция хелатов. М., «Мир», 1966.

71. Шварценбах Г., Флашка Г., Комплексонометрическое титрование. М.: Химия, 1970. – с. 130.