Separation of zinc and cadmium ions from sulfate solutions by ion flotation and transport through liquid membranes

• Autorzy: Ulewicz M. , Walkowiak W.

Warianty tytułu

PL

Separacja jonów cynku i kadmu z roztworów siarczanowych w hydrometalurgicznych procesach flotacji jonowej i ciekłych membran

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An experimental investigation is presented on zinc(II) and cadmium(II) ions separation from aqueous sulfate solutions, containing equimolar mixture on both metal ions, by ion flotation (IF) and transport through polymer inclusion membrane (PIM) processes. The IF experiments from dilute aqueous solutions (cMe = 1ź10-5 M) with an anionic surfactant (sodium dodecylbenzene sulfonate) and a cationic surfactant (hexadecylpyridinium chloride) are shown. With a cationic surfactant, the flotation separation of Cd/Zn grows with SO4 2- concentration increase. In addition, the selective transport of Zn(II) and Cd(II) from aqueous sulfates source phase (cMe = 1ź10-2 M) through PIM containing cellulose triacetate (support), o-nitrophenyl pentyl ether (plasticizer) and di(2- ethylheksyl)phosphoric acid D2EHPA (ion carrier) is shown. The transport selectivity of Zn/Cd decreases with Na2SO4 concentration increase in source phase. Results obtained are discussed in terms of the stability constants of sulfate complex species for zinc(II) and cadmium(II).

PL

Zbadano selektywność procesów wydzielania jonów cynku(II) i kadmu(II) z wodnych roztworów siarczanowych zawierających równomolową mieszaninę obu metali za pomocą flotacji jonowej (IF) i transportu przez polimerowe membrany inkluzyjne (PIM). Pokazano wyniki IF z rozcieńczonych roztworów wodnych (cMe=1,0ź10-5 M) za pomocą kolektora anionowego (dodecylobenzenosulfonian sodu) i kationowego (chlorek hexadecylopirydyniowy). Wykazano, że dla kolektora anionowego ze wzrostem stężenia siarczanów wydzielanie jonów cynku i kadmu maleje, a separacja obu metali nie jest możliwa ponieważ jony obu metali wydzielane są w porównywalnym stopniu. Natomiast w przypadku kolektora kationowego ze wzrostem stężenia siarczanów w roztworze wydzielanie jonów cynku i kadmu wzrasta ale wzrost selektywności flotacji Cd/Zn nie jest duży. W pracy prezentowane są również wyniki transportu Zn(II) i Cd(II) z wodnej fazy zasilającej (cMe=1,0ź10-2 M) przez PIM zbudowaną z trójoctanu celulozy (nośnik), eteru o-nitrofenylopentylowego (pastyfikator) i kwasu di(2-ethyloheksylo) fosforowego (przenośnik jonów). Selektywność transportu Zn/Cd przez PIM malała wraz ze wzrostem stężenia Na2SO4 w fazie zasilającej. Wyniki przedyskutowano w świetle zakresów trwałości poszczególnych form jonów kompleksowych Zn(II) i Cd(II) z siarczanami. W procesie IF z CPCl wydzielano jony cynku i kadmu w formie anionów, natomiast w procesie IF z DBSNa i PIM wydzielano kationowe formy obu metali.

Słowa kluczowe

EN

ion flotation; polymer inclusion membrane; zinc; cadmium; sulfates

PL

separacja jonów; flotacja jonowa; cynk; kadm; siarczany; membrany ciekłe

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2003
• Tom: Vol. 37
• Strony: 77--86
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ulewicz M.

• Department of Chemistry, Technical University of Częstochowa, 42-200 Częstochowa, Armii Krajowej 19 Street, Poland

autor

Walkowiak W.

• Institute of Inorganic Chemistry and Metallurgy of Rare Elements, University of Technology, 50-370 Wrocław, Wybrzeże Wyspiańskiego 27

Bibliografia

• BINGHUA Y., NAGAOSA Y., SATAKE M., NOMURA A., HORITA K., (1996), Solvent extraction of metal ions and separation of nicke(II) from other metal ions by organophosphorus acids, Solvent extraction and Ion Exchange, 14 , 849-870.
• BREEBROEK G. R. M., WITKAMP G. J., VAN ROSMALEN G. M., (1998), Extraction of cadmium with trilaurylamine-kerosine through a flat-sheet-supported liquid membrane. J. Membr. Sci., 147, 195-206.
• BREEMBROEK G. R. M, VAN STRAALEN, A., WITKAMP G. J., VAN ROSMALEN G.M., (1998), Extraction of cadmium and copper using hollow fiber supported liquid membranes. J. Membr. Sci., 146, 185-195.
• DANESI P. R., CHIARIZIA R., CASTAGNOLA A., (1983), Transfer rate and separation of Cd(II) and Zn(II) chloride species by a trilaurylammonium chloride-triethyl-benzene supported liquid membrane, J. Membr. Sci., 14, 161-174.
• HAYASHITA T., (1996), Heavy metal ion separation by functional polymeric membranes. ACS Symposium series 642, Chemical separation with liquid membranes. R. A. Rartsch, J. D. Way, Eds., Washihgton DC, 303-318.
• HAYASHITA T., KUMAZAWA M., YAMAMOTO M., (1994), Selective permeartion of cadmium(II) chloride complex through cellulose triacetate plasticizer membrane containing trioctylmethylammonium chloride carrier, Chemistry Letters, 37-39.
• HOH Y.C., LIN C.Y., HUANG T.M., CHIU T.M., (1990), Separation of cadmium from zinc in a chloride media by a supported liquid membrane, Proc. of the International Solvent Extraction Conference. Solvent Extraction, Part B, 1543-1548, Ed. by A. Sekine, S. Kusakabe, Elsevier, Amsterdam 1992.
• JURKIEWICZ K., (1984-85), Study on the separation of Cd from solutions by foam separation. I. Foam separation of cadmium cations, Sep. Sci. Technol., 19, 1039 - 1050.
• JURKIEWICZ K., (1985), Studies on the separation of Cd from solutions by foam separation. III. Foam separation of complex cadmium anions, Sep. Sci. Technol., 20, 179 - 192.
• JURKIEWICZ K., (1990), The removal of zinc solutions by foam separation. I. Foam separation of complex zinc anions, Intern. J. Min. Process, 28, 173-188.
• KOZŁOWSKI C., ULEWICZ M., WALKOWIAK W., (2000), Separation of zinc and cadmium ions from aqueous chloride solutions by ion flotation and liquid membranes, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 34, 141-151.
• KOZŁOWSKI C., WALKOWIAK W., PELLOWSKI W., KOZIOL J., (2002), Competitive transport of toxic metal ions by polymer inclusion membranes, J. Radioanalytical Nuclear Chem., 253, 389-394.
• LEMLICH R. Ed., (1972), Adsorptive bubble separation techniques, Academic Press, New York.
• LI Q., LIU Q., LI K. TONG S., (1997), Separation study of cadmium through an emulsion liquid membrane, Talanta, 44, 657-662.
• LI Q., LIU Q., LI K. ZHANG Q.F., WEI X.J., GUO J.Z., (1998), Separation study of cadmium through an emulsion liquid membrane using triisooctylamine as mobile carrier, Talanta, 46, 927-932.
• SINKOVA L. A. (1998), Influence of zinc and cadmium ions concentration on effectiveness of flotation removal from aqueous solutions with potassium oleate, Ukr. Kim. Zhrn. 64 , 94-99.
• SCORZELLI I. B., FRAGOMENI A. L., TOREM M. L., (1999), Removal of cadmium from a liquid effluent by ion flotation, Minerals Engineering, Vol. 12, 905-917.
• SKRYLEV L. D., SKRYLEVA T. L., SAZANOVA V. F., (1997), Pyrometallurgical processing of a froth product during flotation of polyvalent metal ions by fatty acid collectors, Izv. Vyssh. Uchebn. Zaved., Tsvetn. Metall., 1, 7 - 10.
• SUGIURA M., KIKKAWA M., URITA S. (1987), Effect of plasticizer in carrier-mediated transport of zinc ion through cellulose triacetate membranes,. Sep. Sci. Technol., 22, 2263-2271.
• Stability Constants of Metal-Ion Complexes, Part A: Inorganic Ligands, Pergamon Press, New York, 1982.
• URTIAGA M., ORTIZ I., (1999), Comparison of liquid membrane processes for the removal of cadmium from wet phosphoric acid, J. Membr. Sci., 164, 229-240.
• ULEWICZ M, WALKOWIAK W (2002), Flotation of zinc(II) and cadmium(II) ions from dilute aqueous solutions in the presences of inorganic ligands, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 36, 225-232.
• ULEWICZ M, WALKOWIAK W., KOZŁOWSKI C., (2001), Selective flotation of zinc(II) and cadmium(II) ions from aqueous solutions in the presence of halides, Physicochemical Problems of Mineral Processing, 35, 21-29.
• WALKOWIAK W., (1992), Mechanism of selective ion flotation technology, In: Innovation in flotation technology, Edited by P. Mavros, K. A. Matis, NATO ASI Series, Kluwer Academic Publishers, London, 455-473.
• WALKOWIAK W., BHATTACHARYYA D., GRIEVES R. B., (1976), Selective foam fractionation of chloride complex of Zn(II), Cd(II), Hg(II), and Au(III), Anal. Chem., 48, 975-473.
• WALKOWIAK W., GRIEVES R. B., (1976), Foam fractionation of cyanide complex of zinc(II), cadmium(II), mercury(II), and gold(III), J. Inorg. Nucl. Chem., 38, 1351-1356.
• WALKOWIAK W., ULEWICZ M., (1999), Kinetics studies of ion flotation, Physicochemical Problems of Mineral Procesing, 33, 201-214.