1.3.3 Экстракция кадмия из щелочных растворов

Литературные данные по экстракции кадмия из щелочных растворов представлены скупо. Щелочные растворы опробованы для переработки некоторых видов промышленных отходов, содержащих цинк и сопутствующих ему кадмий.

В работе [4] рассмотрена экстракция кадмия из щелочных растворов экстрагентами ДСАФ и БАФФО. Экстракцию проводили из раствора содержащего Cd и ~ 50 г/л сульфата натрия. Регулирование рН вели путем добавления в исходный раствор гидроксида натрия. Начиная с рН ~ 8,5 в исходном растворе выдал осадок гидроксида экстрагируемого металла, поэтому имела место экстракция из пульп. Так как кинетика взаимодействия твердой фазы с экстрагентом отличается от кинетики жидкостной экстракции, то было установлено, что время контактирования фаз составляет 30 минут.

На рис. 7 и 8 представлены зависимости влияния рН на экстракцию кадмия. Они показывают, что экстракция кадмия коррелируется с рН осаждения гидроксида металла. Так рН полного осаждения гидроксида кадмия -9,7, при тех же значениях рН наблюдается резкий рост экстракции кадмия.

Рис.7 Экстракция кадмия 0,25 моль/л ДСАФ в толуоле из щелочных растворов.

Рис.8 Экстракция кадмия 0,25 моль/л БАФФО в толуоле из щелочных растворов.

Кроме фенольных реагентов для экстракция кадмия из щелочных сред были использованы и другие реагенты [3]:

Дибензоилметан, его 0,1 М раствор в бензоле экстрагирует кадмий практически полностью из щелочных сред (рис. 9), при этом Сu, Hg и Zn остаются в растворе [70, стр. 104].

Рис.9 Влияние рН водной фазы на экстракцию кадмия 0,1 М раствором дибензоилметана в бензоле.

Ди-н-бутилфосфорная кислота в тетрахлориде углерода экстрагирует кадмий на 99% [389]. Ди-н-октилсульфид, ди-н- октилсульфоксид и ди-н-октилсульфон почти не экстрагируют кадмий из азотно- и солянокислых растворов (коэффициент распределения 10^-2 — 10^-3) [299].

Ди-(β-нафтил)тиокарбазон в хлороформе и тетрахлориде углерода экстрагирует кадмий из сильнощелочной среды в присутствии тартрата. Метод используют для отделения кадмия от Bi, Рb и Zn, которые в указанных условиях не экстрагируются [530].

Дитизон. Наибольшее применение нашла экстракция кадмия в виде его дитизоната [88, 136, 195, 254, 281, 686, 725]. Разделение основано на различии кислотности водной фазы, из которой экстрагируются дитизонаты тяжелых металлов, и их неодинаковая устойчивость по отношению к маскирующим комплексообразователям, кислотам и щелочам [150, 281, 686].

Из 1—2 моль/л растворов NaOH комплекс кадмия с дитизоном хорошо извлекается хлороформом. 0,2 моль/л кислоты легко разлагают его дитизонат и переводят кадмий в водную фазу. Hg, Au и Сu экстрагируются вместе с кадмием из щелочной среды. При обработке органического слоя 0,2 моль/л кислым раствором эти элементы остаются в экстракте. Таким путем можно отделить кадмий от 100-кратных количеств указанных металлов. От 1000-кратных количеств ионов Bi⁺³, Pb²⁺ и Т1⁺ кадмий отделяют экстракцией раствором дитизона в ССl₄ при рН >14. Препятствуют экстракции кадмия ионы S^2-, CN- в сильнощелочной среде, цитраты и тартраты — в нейтральной.

Лучшим экстрагентом для кадмия служит этилпропионат, который при рН > 7,5 за одну экстракцию практически полностью экстрагирует его дитизонат [718].

0,01—0,03 M раствор диэтилдитиокарбамината натрия в ССl₄ используют как экстрагент кадмия. Растворимость его комплекса с кадмием в хлороформе (2 г/100 мл) значительно выше, чем в ССl₄ (8 мг/100 мл). При рН 5 в органический слой совместно с кадмием переходят Со, Mn, Ni, Pb и V [142], но при обработке экстракта l М HCl кадмий реэкстрагируется. Константа экстракции диэтилдитиокарбамината кадмия равна 5,81 [143,389]. Описана экстракция кадмия раствором реагента в ССl₄ при рН 3,7 [447]. В щелочной среде, содержащей тартрат, с этим экстрагентом можно разделить кадмий и медь [203].

Смесью (1:2) н-амилметилкетона и н-бутилфосфата экстрагируется роданидный комплекс кадмия из слабощелочных растворов, содержащих 15 % NH₄SCN [619].

β-Изопиразолон экстрагирует кадмий из щелочных растворов на 99 % [389].