Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук – обособленное подразделение ФИЦ КНЦ СО РАН, Красноярск, Россия

Н. А. Григорьева, старший научный сотрудник, канд. хим. наук, эл. почта: natasha@icct.ru
И. Ю. Флейтлих, ведущий научный сотрудник, канд. хим. наук

АО «Челябинский цинковый завод», Челябинск, Россия
С. А. Загребин, заместитель начальника технического управления, канд. техн. наук
К. М. Козлов, заместитель начальника гидрометаллургического цеха

На основании литературно-патентного обзора и экспериментальных данных сделан вывод, что наиболее перспективными экстракционными системами для извлечения индия из сульфатных цинковых растворов являются смеси ди(2-этилгексил)фосфорной кислоты (Д2ЭГФК, HR) с протонодонорными добавками, в частности алифатическим спиртом — 2-этилгексанолом (НА). Показано, что в этих системах может проходить не только эффективная экстракция индия, но и его реэкстракция. Введение спирта в органическую фазу, содержащую Д2ЭГФК, помогает существенно улучшить реэкстракцию индия по сравнению с одной Д2ЭГФК. Улучшение реэкстракции индия в смеси Д2ЭГФК с 2-этилгексанолом обусловлено образованием устойчивых межмолекулярных ассоциатов между HR и НА типа [HR·nHA]. Определены оптимальные режимы экстракции индия, отмывки экстракта от примесей, а также реэкстракции индия. Оптимальный состав экстрагента: 0,3 моль/л (15,8 %) Д2ЭГФК + 0,3 моль/л (4,7 %) 2-этилгексанола в разбавителе (керосин или нефтяные парафины). В качестве реэкстрагента предложено использовать смеси серной кислоты с хлоридом натрия, при этом происходит заметное концентрирование индия в реэкстракте (>33 г/л In). Извлечение индия на стадии экстракции составляет 97,5–99,0 %, а на стадии реэкстракции — 99 %. Для регенерации экстрагента предлагается использовать растворы оксалата аммония. Разработана технологическая схема экстракционного извлечения индия из сульфатных цинковых растворов смесями Д2ЭГФК и 2-этилгексанола в нефтяных парафинах.

Работа выполнена в рамках государственного задания Института химии и химической технологии СО РАН (проект FWES-2021-0014) и договора с АО «Челябинский цинковый завод» с использованием оборудования Красноярского регионального центра коллективного пользования ФИЦ КНЦ СО РАН.

1. Козлов П. А., Казанбаев Л. А., Затонский А. В., Травкин В. Ф. Экстракционно-электролизные методы переработки цинкового сырья. — М. : Издательский дом «Руда и Металлы», 2008. — 272 с.
2. Xingbin Li, Zhigan Deng, Wei Chang, Cunxiong Li. Direct solvent extraction of indium from a zinc residue reductive leach solution by D2EHPA // Hydrometallurgy. 2015. Vol. 156. P. 1–5.
3. Thiquynhxuan Le, Biquan Xiao, Shaohua Ju, Jinhui Peng. Separation of indium from impurities in T-type microreactor with D2EHPA // Hydrometallurgy. 2019. Vol. 183. P. 79–86.
4. Lupi C., Pilone D. In(III) hydrometallurgical recovery from secondary materials by solvent extraction // Journal of Environm ental Chemical Engineering. 2014. Vol. 2, Iss. 1. P. 100–104.
5. Левин И. С., Азаренко Т. Г. Применение алкилфосфорных кислот в аналитической химии. Сообщение 3. Реэкстракция индия и определение его малых количеств в рудах и промпродуктах свинцово-цинкового производства // Журнал аналитической химии. 1965. Т. 20, № 4. С. 452–458.
6. Пашков Г. Л., Михнев А. Д., Колмакова Л. П., Куленова Н. А. Экстракция индия из сульфатных растворов смесью ди(2-этилгексил)фосфорной кислоты и триалкиламина // Тезисы докладов IX Всесоюзной конференции по экстракции. — Адлер, 1991. С. 427.
7. Пат. 1308559 А. С. СССР. Способ извлечения индия из растворов свинцово-цинкового производства / Голованов В. И., Туленков И. П., Казанбаев Л. А., Гиршенгорн А. П. и др. ; заявл. 30.11.1984 ; опубл. 07.05.1987, Бюл. № 17.
8. Казанбаев Л. А., Пашков Г. Л., Кулмухамедов Г. К., Флейтлих И. Ю. и др. Экстракция индия из сульфатных цинковых растворов смесями ди(2-этилгексил)фосфорной и монокарбоновых кислот // Известия вузов. Цветная металлургия. 2002. № 4. С. 15–20.
9. Пат. 2221818 РФ. Способ концентрирования индия из сульфатных цинковых растворов / Казанбаев Л. А., Козлов П. А., Колесников А. В., Гиршенгорн А. П. и др. ; заявл. 08.04.2002 ; опубл. 20.01.2004.
10. Стоянов Е. С., Михайлов В. А., Попов В. М. ИК-спектры и строение ди-2-этилгексилфосфатов щелочных и щелочно-земельных металлов // Координационная химия. 1984. Т. 10, № 12. С. 1619–1627.
11. Grigorieva N. A., Fleitlikh I. Yu., Tikhonov A. Ya., Mamatyuk V. I. et al. Recovery of indium from sulfate solutions with D2EHPA in the presence of organic proton-donor additives // Hydrometallurgy. 2022. Vol. 213. 105925.

12. Fleitlikh I., Grigorieva N., Tikhonov A., Krasnov V. et al. Indium extraction from sulfate solutions with a mixture of di(2-ethylhexyl)phosphoric acid and octyl alcohol // Solvent Extraction and Ion Exchange. 2023. Vol. 41, Iss. 4. P. 515–530.
13. Левин И. С., Ворсина И. А., Азаренко Т. Г. О химизме экстракции индия из сернокислых растворов ди(2-этилгексил)фосфорной кислотой // Известия СО АН СССР. Серия: Химические науки. 1967. № 12 (5). С. 24–34.
14. Хасанов А. С., Хужаярова Ф. Ф., Рахимжонов З. Б. Исследование и изучение процесса экстракции индия из оборотных растворов цинкового завода АО «Алмалыкский горно-металлургический комбинат» // Journal of Advances in Engineering Technology. 2021. Vol. 1, Iss. 3. P. 27–30.
15. Каршибоев Ш. Б. У., Хасанов А. С., Мирзанова З. А., Муносибов Ш. М. У. и др. История развития производства индия из техногенного сырья // Universum: технические науки. 2022. № 3-1 (96). С. 60–64.
16. Бу Дэ, Ма Баочжун, Ли Сян, Люй Инвэй и др. Технический прогресс в области разделения и извлечения галлия и индия // Горное дело и металлургия. 2021. № 30(3). С. 83–91.