1.3 Сілтілі ерітінділердегі кадмийдің күйі
Аз концентрациялы ерітінділерде дара формалар түзілумен жүретін кадмий иондарының гидролизі айтарлықтай толық зерттелінген. Алғашқы [18, 19] жұмыстарда CdOH+ бірден-бір дара өлшемді формасы анықталынған. Кейінгі жұмыстарда [20, 21, 22] қатты сілтілі ерітінділерде Cd(OH)-3 аса күрделі сілтілі формада болатындығы көрсетілген. 5 моль/л-ден 12,5 моль/л-ге дейінгі сілтілік аралығында кадмийдің бұл формада болуы басым болып келеді. Сілтілік көрсеткіш 12,5 моль/л-ден жоғары болған кезде Cd(OH)2-4 құрамының анионы табылды [17]. Кадмий гидрототығы pH 8,0 болған кезде тұнбаға түсе бастайтындығын және жеткілікті концентрленген сілтілі ерітінділерде еритіндігін ескере отырып гидролиздің келесі тұрақты шамаларын қабылдауымызға болады: рК1г = 7,9; рК2г = 10,6; рК3г = 14,3 [19, 20].
Берілген тұрақты шамаларды қолдана отырып есептелінген ерітіндінің pH-нан тәуелді болатын кадмий гидрототықкомплекстерінің таралу диаграммасы 8-ші суретте көрсетілген [21].
Ерітінді ионды күштерінен тәуелді болатын кадмий иондары гидролизінің тұрақты шамаларын анықтау кзінде Мезенцея және басқалары [18] интерполяциялық теңдіктерді ұсынды. Бұл теңдіктер 25 0С кезінде кадмийдің дара өлшемді иондары гидролизінің тұрақты шамаларын есептеу үшін және ионды күштердің аралық мәндері 0,1-ден 1,0-ге дейін болған кезде қолданылуы мүмкін:
мұндағы μ – ионды күш.
Кадмий гидрототығының сулы ерітінділердегі ерігіштігі 2·10-5 г/л болып анықталынды [23], осы кезде ерігіштік көбейтіндісінің мәні 3,2·10-14 болып анықталынды [23]. Фейткнехт пен Рейкман [27] тозу нәтижесі кезінде кадмий гидрототығының ерігіштік көбейтіндісінің өзгеруін тапты. Соңғы тұндырылған гидрототық үшін ПР = 6,45·10-14 шамасы алынды, ал тұндыруды жүргізген ерітіндімен байланыста болған гидрототық үшін – 1,66·10-14.
8-сурет – рН: 1 – Cd2+ , 2 - Cd (OH)+ , 3 - Cd (OH)2, 4 – Cd (OH)3-тәуелді болатын кадмий гидрототықкомплекстері формаларының таралуы
Сілтілі ерітінділердегі металлдардың күйі бойынша қарастырылған әдебиеттер мәліметтерінен кадмий ерітіндіде бірсыпыра кешенді қосылыстар түрінде болатынын көруге болады. Бұл кадмийдің сілтілі сілтісіздендіру ерітінділерінен экстракциясына елеулі ықпал етуі мүмкін.
1.4 Кадмийдің экстракциялық жолмен бөлініп шығарылуы
Экстрагентті таңдау және оның металлдарды бөліп алуға қабілеттілігі көп жағдайда сулы ерітінділердегі кадмийдің күйімен анықталады. Осыған байланысты сулы ерітінділердегі кадмийдің күйі қарастырылуы қажет.
Кадмий әртүрлі ерітінділерде катиондар түрінде сияқты комплексті аниондар түрінде де болуы мүмкін. Осы металлдың сулы ерітінділердегі болатын формаларына байланысты ол анионмен алмасатын және катионмен алмасатын экстрагенттермен экстракциялануы мүмкін.
1.4.1 Кадмийді анионмен алмасатын экстрагенттермен экстракциялау
Кейбір зерттеулер, [26] жұмысы, кадмийдің галогенидті комплекстерінің алмастырылған аммонийлі негіздермен және олардың тұздарымен экстракциясына арналған. Сонымен, октиламминнің титанды тұзы құрамында 4 моль/л тұз қышқылы бар ерітінділерден кадмийді таралу коэффициенті 150 болған кезде бөліп алады [26].
[28] пен [29] жұмыстарында кадмийдің галогенсутекті қышқылдар ерітінділерінен үштік аминдермен экстракциясы зерттелінген. Екілік амин Амберлит αА-1 күкірт қышқылы ерітінділерінен 2 моль/л кадмийді бөліп шығарады [30]. Үштік амин Аламин 336 фосфорқышқылды ерітінділерден айтарлықтай тиімді түрде кадмийді бөліп шығарады [31]. Кадмийдің іріктемелі бөліп алуын үшалкиламиннің дииодқұрамды ерітінділерімен жүргізуге болады [32]. Кадмийді галогенсутекті қышқылдар ерітінділерінен үшбензиламинмен бөліп алуы (ДCd) HI > HBr > HCl қатарында төмендейді, бұл кезде мырыш үшін кері реттілік байқалынады. Металлдарды 0,25М HI ерітіндісінен үшбензиламинмен экстракциялау кезінде бөліп алу коэффициенті (β Cd∕Zn) 104 мәніне жетеді [33].
Кадмийді галогенидті ерітінділерден бөліп алуға арналған аминдерді және аммониилі негіздердің орнын басқан тұздарды өндірістік қолдану металлдарды қайта экстракциялау және экстрагентті регенерациялау кезінде туындайтын қиындықтармен шиеленіседі.
Кадмийді сульфатты ерітінділерден өндірістік бөліп алу үшін экстрагент ретінде екі компоненттен тұратын экстрагент – органикалық қышқыл мен органикалық негіз тұзын, мысалы тетраалкиламмоний диалкилдитиофосфатын қолдану ұсынылды. Осы кездегі кадмий мырыш жұбының бөліп алу коэффициентінің шамасы 105-ке жетеді [34].