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Title:
METHOD FOR THE RECOVERY OF GERMANIUM IN SOLUTION BY MEANS OF COMPLEXING AND USE OF ION-EXCHANGE RESINS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2009/106660
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for the recovery of germanium present in aqueous solutions, which is separated form other materials also present in said solutions through the use of ion-exchange resins. The selective extraction is performed by forming an organic germanium complex which is absorbed in a conventional anionic resin. Finally, the germanium is desorbed from the resin when the resin is brought into contact with an aqueous solution which can be an acid, base or neutral solution. The possibility of selecting a desorption solution facilitates the possible subsequent operations for obtaining germanium of higher purity. Following desorption, the resin can be regenerated for a new use.

Inventors:
FERNANDEZ PEREIRA CONSTANTINO (ES)
ARROYO TORRALBO FATIMA (ES)
Application Number:
PCT/ES2009/000102
Publication Date:
September 03, 2009
Filing Date:
February 26, 2009
Export Citation:
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Assignee:
UNIV SEVILLA (ES)
FERNANDEZ PEREIRA CONSTANTINO (ES)
ARROYO TORRALBO FATIMA (ES)
International Classes:
C22B41/00; C01G17/00; C22B3/42
Domestic Patent References:
WO2007103277A22007-09-13
Foreign References:
ES2257181A12006-07-16
GB933563A1963-08-08
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Claims:
Reivindicaciones

1. Un procedimiento para Ia recuperación del Ge presente en una fase líquida acuosa (L) en Ia que se encuentran otros metales, tras adición de un agente complejante, mediante Ia utilización de resinas de intercambio aniónico, caracterizado porque comprende: a) Ia complejación del Ge contenido en Ia solución líquida (L) mediante Ia adición de un reactivo complejante, realizando posteriormente un ajuste del pH para alcanzar Ia máxima estabilidad del complejo. b) Ia puesta en contacto de Ia solución fértil con Ia resina de intercambio. La cantidad de resina, expresada en forma de equivalentes, ha de ser al menos 2 veces el n° de equivalentes de germanio. c) Ia separación de Ia resina de Ia solución resultante (refinado, R). d) Ia descarga del germanio de Ia resina, poniéndola en contacto con una solución acuosa acida (HCI), básica (NaOH) o neutra (NaCI), denominada solución eluyente (E). e) Ia separación de Ia resina de Ia solución concentrada en Ge (solución concentrada, C) y Ia regeneración de Ia resina mediante uno o varios ciclos con soluciones acidas, básicas o neutras de concentración elevada, para reinstaurar los grupos activos, y acondicionarla para su nueva utilización en el proceso.

2. Procedimiento según Ia reivindicación 1 caracterizado porque Ia complejación del Ge contenido en Ia solución L se realiza mediante Ia adición de un agente complejante seleccionado entre compuestos orgánicos oxigenados, ácidos dicarboxílicos o compuestos poli-alcohólicos, ó polifenólicos, capaces de formar complejos estables con el germanio, como por ejemplo el catecol, empleando una proporción molar catecoLGe de al menos 3.

3. Procedimiento según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el pH seleccionado para Ia formación del complejo debe encontrarse en el intervalo de estabilidad del complejo, siendo el pH para el catecol superior a 4 e inferior a 9.

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)

4. Procedimiento según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el proceso de extracción del complejo se lleva a cabo mediante una resina de intercambio aniónica, fuertemente básica y macroporosa.

5. Procedimiento según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el contacto entre Ia resina y Ia solución fértil se realiza empleando tiempos de contacto que oscilan desde unos minutos hasta varias horas, siendo el proceso continuo con columnas rellenas de resina ó discontinuo con recipientes del tipo tanque agitado.

6. Procedimiento según Ia reivindicación 1 caracterizado porque Ia separación entre Ia resina y el refinado puede realizarse mediante filtración o por otros métodos, como decantación.

7. Procedimiento según Ia reivindicación 1 caracterizado porque el proceso de elución se lleva a cabo con una disolución acuosa de HCI, NaCI o NaOH, cuya concentración deberá ser mayor de 0,5 M.

8. Procedimiento según Ia reivindicación 1 caracterizado porque Ia descarga del Ge se realiza poniendo en contacto Ia resina con diferentes volúmenes de solución E, en un rango de razón de volúmenes solución fértil (F)/solución eluyente (E) cuyo valor sea como máximo 20/1 , con Io que Ia solución final de Ge puede concentrarse hasta 20 veces.

9. Procedimiento según Ia reivindicación 1 caracterizado porque Ia separación entre Ia resina y Ia solución concentrada puede realizarse mediante filtración o por otros métodos, como decantación.

10. Procedimiento según las reivindicaciones 1-9 caracterizado porque Ia solución concentrada (C) puede ser reutilizada en varios procesos de descarga de Ge, produciéndose un aumento en Ia concentración final de Ge con cada utilización.

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)

11. Procedimiento según las reivindicaciones 1-9 caracterizado porque las resinas pueden reutilizarse en varios ciclos de carga y descarga de germanio, tras someterlas a regeneración para Io cual se puede utilizar soluciones acuosas de HCI o NaCI, si Ia resina se quiere seguir utilizando en forma cloruro, o NaOH, si Ia resina se desea tener en forma hidróxido, siendo Ia concentración de estas soluciones más elevada que Ia de las soluciones eluyentes y en un exceso superior al 100% de Ia capacidad teórica de Ia resina.

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)

Resumen

La invención se refiere a un procedimiento para Ia recuperación del germanio presente en soluciones acuosas, que se separa de otros metales también presentes en dicha solución mediante Ia utilización de resinas de intercambio iónico. La extracción selectiva se consigue mediante Ia formación de un complejo orgánico de germanio, que se adsorbe en una resina aniónica convencional.. Finalmente, el germanio se desorbe de Ia resina mediante el contacto de Ia misma con una solución acuosa, que puede tener carácter ácido, básico o neutro. La posibilidad de seleccionar una solución de desorción facilita las posibles operaciones posteriores para obtener el germanio de mayor pureza. Tras Ia desorción, Ia resina puede regenerarse para una nueva utilización.

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)

Description:

PROCEDIMIENTO PARA LA RECUPERACIóN DE GERMANIO EN

DISOLUCIóN MEDIANTE COMPLEJACIóN Y UTILIZACIóN DE

RESINAS DE INTERCAMBIO IóNICO

Objeto de Ia invención

La invención se refiere a un procedimiento para Ia recuperación del germanio presente en soluciones acuosas, que se separa de otros metales también presentes en dicha solución mediante Ia utilización de resinas de intercambio iónico. La extracción selectiva se consigue mediante Ia formación de un complejo orgánico de germanio, que se adsorbe en una resina aniónica convencional.. Finalmente, el germanio se desorbe de Ia resina mediante el contacto de Ia misma con una solución acuosa, que puede tener carácter ácido, básico o neutro. La posibilidad de seleccionar una solución de desorción facilita las posibles operaciones posteriores para obtener el germanio de mayor pureza. Tras Ia desorción, Ia resina puede regenerarse para una nueva utilización.

Además de Ia separación de impurezas, este procedimiento consigue alcanzar un grado de concentración en Ia solución final de germanio de unas 20 veces, con respecto a Ia solución original.

Estado de Ia técnica

La concentración estimada de germanio (Ge) en Ia corteza terrestre se encuentra comprendida en el rango 1-7 ppm, pero su extracción no es sencilla, ya que se encuentra bastante disperso y sólo se encuentra concentrado en algunos minerales como Ia germanita o Ia renierita. Aunque actualmente casi todo el germanio primario se recupera como un subproducto del refino del Zn, los carbones ricos en germanio han recobrado importancia, debido al agotamiento de algunas menas de germanio (Van Lier, RJ. M.; Dreisinger, D.B. (1995) Sep. Processes Proc. Symp. 203-24). El Ge generalmente se recupera de las cenizas, que pueden contener una concentración de Ge unas diez veces mayor que Ia del carbón original, tras una primera etapa de lixiviación de Ia misma, obteniéndose una disolución acuosa que contiene Ge en bajas concentraciones junto a otros metales, tales como Zn, Cu o Fe. Por tanto, Ia separación y concentración de Ge procedente de extractos acuosos de cenizas de carbón supone un gran reto tecnológico.

Son numerosos los métodos descritos en Ia bibliografía para Ia separación o recuperación del Ge presente en disoluciones acuosas, entre los que se pueden citar los siguientes:

1. Precipitación, como se puede ver en los trabajos de Jandová (Jandová, J.; Stefanova, T.; Vu, H. (2001). Proceedings of EMC 2001, 69-75), Font (Font, O.

(2007). Tesis Doctoral. Departamento de Ingeniería Minera y Recursos Naturales de Ia Universitat Politécnica de Catalunya (UPC)) o Schoeller (Schoeller. Analyst. 1932, 57:551).

2. Extracción con CI 4 C a partir de disoluciones fuertemente acidas en medio clorhídrico (Schoeller. Analyst. 1932, 57:551).

3. Destilación del GeCI 4 (Jandová, J.; Vu, H.; Fecko, P. (2002). Proceedings - Annual International Pittsburgh Coal Conference 19, 1075-1080).

4. Flotación iónica (Hernández-Expósito, A.; Chímenos, J. M.; Fernández, A.I.; Font, O.; Querol, X.; Coca, P.; García-Peña, F. (2006). Chem. Eng. J. 118, 69-75; Matis, K. A.; Mavros, P. (1991). Sep. & Purif. Reviews 20(1), pp 1 - 48; Matis, K. A.; Stalidis, G. A.; Zoumboulis, A. I. (1988). Sep. Sci. Technol. 23 (4-5), pp. 347- 362).

5. Adsorción sobre carbón activo (Marco, J.; Cazorla, D.; Linares, A. (2006). Patente ES2257181). 6. Extracción con solventes, normalmente previa complejación con diversos reactivos orgánicos, entre los que destacan las hidroxioximas y los derivados de Ia 8-hidroxiquinoleina, que se han utilizado industrialmente, empleando para ello productos comerciales como LIX 63 (una oxima de Henkel Corporation), LIX 26 (una 8-hidroxiquinoleina de Henkel Corporation) y Kelex 100 (una 8- hidroxiquinoleina de (Sherex Chemical Company) (Deschepper, A.; Van Peteghem. A., US 3883634; Rouillard, D.; Cote, G.; Fossi, P.; Marchon, B., US 4389379; De Schepper A.; Coussement, M,; Van Peteghem, A., US 4432951). Menéndez et al. detallan en su patente (Menendez, F. J. S.; Menendez, F. M. S.; De La Cuadra Herrera, A.; Tamargo, F.A.; Lorenzo, L.P.; Valcarcel, M.R.; Fernandez, V.A., US 4886648) un proceso de recuperación de germanio, en particular de disoluciones diluidas, mediante Ia adición de ácido tartárico y Ia extracción con una fase orgánica que contiene una amina terciaria.

7. Utilización de resinas de intercambio iónico. Más recientemente, y debido a los residuos generados en Ia mayoría de los procesos anteriores, se han realizado

estudios de recuperación de Ge a partir de soluciones acuosas mediante Ia extracción con resinas. Las resinas convencionales fuertemente básicas pueden separar el germanio (IV), pero no de forma selectiva (Everest, D. A.; Salmón, J. E. (1954) J. Chem. Soc. 2438; Everest, DA. Popiel, WJ. (1956) J. Chem. Soc. 3183; Everest, DA. Popiel, WJ. (1957) J. Chem. Soc. 2433; Everest DA.; Popiel. WJ. (1958) J. Inorg. Nucí. Chem. 6 p. 153). A pesar de esto, en el trabajo de (Boateng, D. A. D; BaII; D. L; Swinkels; G. M. (19), US 4525332) se asegura que tanto las resinas débilmente básicas como las fuertemente básicas son adecuadas para extraer Ge en presencia de antimonio y de zinc.

En los trabajos de Inukai et al. (Inukai Y.;Chinen T.;Matsuda T.;Kaida Y.;Yasuda S. (1998). Analytica Chimica Acta 371(2) 187-193(7)) y Harada et al. (Harada, A. Tarutani T; Yoshimura. K. (1988) Anal. Chim. Acta 209, p. 333), se afirma que el Ge (IV) no se retiene sobre las resinas quelatantes convencionales para cationes metálicos, ya que en solución acuosa, el Ge no se encuentra en forma catiónica, sino en forma de oxoácido (Ge(OH) 4 ), o de oxoaniones (GeO(OH) 3- y GeO 2 (OH) 2 "2 ) dependiendo del pH de Ia solución. Los mismos autores aseguran que una resina aniónica, fuertemente básica sí extraería el germanio en solución, pero no de forma selectiva (DA. Everest, WJ. Popiel. (1956) J. Chem. Soc. 3183, DA. Everest, WJ. Popie. (1957) J. Chem. Soc. 2433, DA. Everest and WJ. Popiel. (1958) J. Inorg. Nuc. Chem. 6, p. 153).

Debido a que el germanio forma complejos con compuestos difenólicos y polisacáridos (Antikainen. PJ. (1959) Acta Chem. Scand. 13, p. 312; Antikainen PJ.; Huttunen E. (1973). Suomen Kemistilehti B 46, p. 184), existen algunos trabajos que han estudiado Ia extracción selectiva del Ge utilizando resinas que contienen en su superficie los grupos funcionales apropiados. Hay dos formas de obtener una resina de intercambio iónico con grupos funcionales: 1. Incorporar el grupo funcional durante Ia polimerización, por ejemplo empleando monómeros ya funcionalizados, o 2. Introducir los grupos funcionales sobre Ia matriz tras Ia polimerización, mediante las reacciones químicas oportunas. Así, se tienen resinas comerciales específicas para Ia extracción de Ge, como Sephadex (Harada, A.; Tarutani T; Yoshimura. K. (1988). Anal. Chim. Acta 209, p. 333) y N- metilglucamina (Yasuda S.; Kawazu K. (1988). Bunseki Kagaku 37, p. T67; Schilde, U; Uhlemann E. (1993). React. Polym. 20, p. 181; Schilde, U.; Kraudeit H.; Uhlemann, E. (1994). React. Polym. 22, p. 101; Yoshimura, K.; Kariya, R.; Tarutani, T. (1979) Anal. Chim. Acta 109, p. 115; Yasuda, S.; Yamauchi, H.; (1987)

Nippon Kagaku Kaishi 752; Schilde, U.; Uhlemann, E. (1992). React. Polym. 18, p. 155), que presentan algunos problemas de selectividad, o resinas como las fabricadas por Inukai et al. (Inukai Y.; Chinen T.; Matsuda T.; Kaida Y.; Yasuda S. (1998). Anal. Chim. Acta, vol. 371, 2 (5), 187-193(7)), que sintetizan resinas quelatantes de poliestireno con grupos 1 , 2 diol ó 1 , 3 diol, o de tipo quitosana, con muy buenos rendimientos tanto de carga como de descarga. Este mismo tipo de resinas se describe en el trabajo de Hayashi et al. (Hayashi, H.; Ueno, H.; Kogyo, G (1985). Patente US 4525332). Kunio et al. (Kunio, S.; Akira, T.; Hiroyuk, Ti; Masan ide, H; Shiyouzou, T; Kouzou, K (1985) Method of recoven/ of germanium Patente JP 60166225) han patentado un proceso en el que se recupera Ge de forma selectiva a partir de soluciones diluidas, utilizando una resina que se carga con una sustancia complejante de Ge, como el tanino. Otro trabajo similar es el de Ziegenbalg (Ziegenbalg, S.; Scheffer, E. (1963). Patente GB 933563) en el que se introducen en Ia resina distintos agentes complejantes que contienen grupos hidroxilos. La elución del Ge se realiza en todos los casos con una solución concentrada de HCI (molaridad por encima de 7 M). El principal problema de Ia mayoría de estas resinas quelatantes es su elevado precio, una cinética de absorción más lenta.

Descripción de las figuras

Figura 1- Estructura del catecol (CAT)

Figura 2.- estructura del complejo germanio-catecol

Descripción de Ia invención La presente invención se refiere a un procedimiento para Ia recuperación del germanio a partir de soluciones acuosas y proporciona un proceso simple y efectivo para Ia concentración y Ia separación selectiva del germanio de soluciones acuosas que contengan otros metales, como cinc, antimonio, arsénico, cobalto, vanadio, molibdeno o níquel. El procedimiento de Ia invención comprende las siguientes etapas:

ETAPA I: formación del complejo de Ge mediante Ia adición a Ia solución acuosa de algún reactivo que forme complejos aniónicos con este elemento, como el catecol, algunos ácidos dicarboxílicos y otros difenoles. Se ha seleccionado el catecol debido a su selectividad hacia el Ge, y a su bajo coste si se compara con

otros agentes complejantes. Esta etapa puede realizarse empleando diferentes proporciones molares CATVGe, aunque Ia cantidad mínima debe ser Ia proporción estequiométrica, que es 3. Una vez disuelto el catecol en Ia solución, Ia formación del complejo es prácticamente instantánea, en condiciones de agitación que permitan un buen contacto entre el Ge y el catecol. Como se ha dicho, Ia estabilidad del complejo de Ge-catecol y los valores de las constantes sucesivas de acidez del catecol determinan un intervalo de máxima estabilidad del complejo entre pH = 4-9, aunque para otros agentes complejantes este intervalo puede variar. ETAPA II: extracción con resinas de intercambio iónico, Io que se realiza poniendo en contacto Ia solución fértil (F) que contiene el complejo Ge-CAT con cierta cantidad de resina. Este contacto puede realizarse en discontinuo, añadiendo Ia resina a Ia solución y agitando, o en continuo mediante el empleo de columnas.

La elección de Ia resina se lleva a cabo entre las resinas aniónicas, fuertemente básicas y macroporosas, que poseen tamaños de poro Io suficientemente grandes como para retener en ellos el complejo de germanio. La cantidad de resina que es necesario añadir, expresada en forma de equivalentes, ha de ser al menos 2 veces el n° de equivalentes de Ge, aunque un exceso mayor puede desplazar el equilibrio de forma favorable a Ia extracción. El tiempo de contacto puede ajustarse desde unos minutos hasta tiempos mayores, según el tipo de contacto y el rendimiento de extracción requerido. En los ejemplos incluidos en Ia presente patente, se ha mantenido el contacto durante 7h aunque se ha comprobado que tiempos menores de contacto permiten también Ia extracción del complejo. El contacto puede ser continuo, empleando columnas rellenas de resina; o discontinuo, empleando recipientes con agitación. Tras Ia extracción, Ia solución acuosa resultante o refinado (R) queda exenta prácticamente de germanio, mientras que el resto de los metales permanece en el refinado, y Ia resina queda cargada con el complejo Ge-CAT.

ETAPA III: separación de Ia resina y del refinado mediante filtración o por otros métodos.

ETAPA IV: descarga del Ge contenido en Ia resina, para Io que se pone en contacto Ia resina cargada de Ge con una solución acuosa eluyente (E) que contiene el agente responsable de que se rompa Ia unión entre el complejo y los grupos funcionales de Ia resina. Una de las ventajas del método de extracción con

resinas propuesto reside en Ia posibilidad de elegir el proceso de descarga en medio ácido, básico, o neutro. Aunque Ia descarga del germanio es posible utilizando soluciones de NaOH, NaCI y HCI, con molaridades superiores a 0,5 M, los mejores rendimientos se han obtenido con soluciones de molaridad superior a 1 M en los tres casos.

En Ia etapa de elución puede concentrarse el germanio, utilizando un volumen de solución E menor que el de Ia solución F original, Io que permite un ahorro de reactivos. No se recomienda que Ia relación entre volúmenes F/E sea mayor de 20, debido a una disminución en el rendimiento de descarga. Al igual que en Ia etapa II, este contacto puede realizarse en discontinuo, o en continuo. El tiempo de contacto también puede ajustarse desde unos minutos hasta tiempos mayores. En los ejemplos incluidos en Ia presente patente, se ha mantenido el contacto durante 7h aunque se ha comprobado que tiempos menores de contacto permiten también Ia descarga del germanio. ETAPA V: separación de Ia resina de Ia solución concentrada mediante filtración o por otros métodos, para obtener una fase acuosa concentrada en Ge y prácticamente libre de otros elementos, que se denominará solución concentrada (C).

ETAPA Vl: opcionalmente, Ia solución concentrada (C) puede ser reutilizada de nuevo como solución eluyente en un nuevo proceso de descarga de Ge, produciéndose un aumento en Ia concentración final de Ge con cada reutilización.

ETAPA VII: regeneración de Ia resina mediante uno o varios ciclos con distintas soluciones acuosas antes de una nueva utilización, para reinstaurar los grupos activos, y acondicionarla para su nueva utilización en el proceso. Se puede utilizar HCI o NaCI, si Ia resina se quiere seguir utilizando en forma cloruro, o NaOH, si Ia resina se desea tener en forma hidróxido. La concentración de estas soluciones ha de ser mucho más elevada que Ia de las soluciones eluyentes (según las especificaciones del fabricante), y se ha de usar un exceso superior al 100% de Ia capacidad teórica de Ia resina.

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)

Modo de realización de Ia invención

Para ¡lustrar el procedimiento descrito en Ia presente invención se describen los siguientes ejemplos, pero en ningún caso deben considerarse como limitantes del mismo.

Ejemplo 1 : Extracción de Ge con una resina del tipo IRA-958 (Rohm-Haas).

Se parte de 75 mL de un patrón con 100 mg/L de Ge. A dicha solución se Ie añaden 35 mg de catecol (CAT), y se agita bien. El pH original de Ia solución (2,1) se aumenta hasta 7,8 mediante Ia adición de 6 mL de una solución 0,1 M de NaOH.

La solución anterior se pone en contacto con 340 mg de una resina IRA-958 (en forma cloruro), y se mantiene el contacto entre las fases durante 7 h, a temperatura ambiente.

A continuación, se separan las fases: Ia resina, que queda cargada del complejo de Ge, y Ia solución prácticamente libre de ese elemento (refinado). El refinado se analiza, y su contenido de Ge resulta ser menor de 5 mg/L, por Io que el rendimiento de extracción es superior al 95%.

Ejemplo 2: Extracción de Ge con una resina del tipo IRA-900 (Rohm-Haas) a partir de una solución obtenida mediante lixiviación de una ceniza procedente de una central térmica.

Se parte de 1000 mL de una solución líquida (solución L) cuya composición se muestra en Ia Tabla 1. La solución L ha sido obtenida extrayendo con agua una ceniza volante procedente de una central térmica a temperatura ambiente durante 24h, en un reactor con agitación a presión atmosférica.

A Ia solución L se Ie añaden 296 mg de catecol (CAT) 1 y se agita bien. El pH original de Ia solución (4,2) se aumenta hasta 7,1 mediante Ia adición de 15 mL de una solución 0,1 M de NaOH.

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)

Tabla 1. Composición de Ia solución L

La solución anterior se pone en contacto con 1524 mg de una resina IRA-900 (en forma cloruro), y se mantiene el contacto mediante volteo durante 7 h a temperatura ambiente.

Posteriormente se separan las fases, y el refinado se guarda para análisis. Su composición se muestra en Ia Tabla 2. Dicha composición muestra como el germanio extraído supone un 92,6 % del inicialmente presente en Ia solución L, mientras que el resto de elementos permanece en Ia solución líquida, es decir, apenas son extraídos por Ia resina, resultando Ia operación selectiva para el Ge. Como se puede observar, tan sólo son algo retenidos por Ia resina: Sb, V, Mo y Ni, y mucho menos As ó Zn, pero en todos los casos en mucha menor medida que el germanio. Hay que señalar además, que las cantidades iniciales de elementos como V, Mo o Zn (< 2,5 mg/L) en el lixiviado de ceniza (solución L) son mucho menores que los de Ge (35,6 mg/L).

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)

Tabla 2. Composición del refinado (R)

Ejemplo 3: descarga del Ge adsorbido sobre una resina IRA-958 provocada por una solución de NaCI

Se parte de 1889 mg de una resina cargada de Ge por haber sido puesto en contacto con la solución L anterior. Como se ha indicado anteriormente, en esta resina se han retenido, además del germanio, pequeñas cantidades de otros elementos. La cantidad máxima de cada uno de estos elementos que se puede encontrar en Ia resina se ha calculado por diferencia entre Ia concentración de cada elemento en Ia solución líquida (L) y el refinado (R), y dichas cantidades se muestran en Ia Tabla 3.

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)

Tabla 3. Cantidades máximas adsorbidas en Ia resina

A continuación, Ia resina cargada de germanio se pone en contacto con 150 ml_ de una solución de cloruro sódico 3 M y ambas fases se mantienen agitadas mediante volteo durante 7 h a temperatura ambiente. Se separan las fases, y Ia solución de cloruro sódico presenta ahora Ia composición que se indica en Ia Tabla 4. En este caso, el germanio reextraído supone un 89,2% del contenido en Ia resina.

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)

Tabla 4. Composición de Ia solución concentrada (solución C) obtenida tras Ia descarga del germanio y rendimientos de descarga

Al comparar las concentraciones de metales en Ia solución original L (Tabla 1) con las observadas en Ia tabla anterior (solución concentrada), se pone de manifiesto Ia bondad de un método que permite concentrar el Ge unas cuatro veces, al mismo tiempo que reduce Ia presencia de las principales interferencias.

Ejemplo 4: extracción de Ge con una resina IRA-958 y descarga producida por una solución de NaCI

Se parte de 1000 ml_ de una solución líquida (solución L). A dicha solución se Ie añaden 294 mg de catecol (CAT), y se agita bien. El pH original de Ia solución (4,3) se aumenta hasta 7 mediante Ia adición de 15 mL de una solución 0,1 M de NaOH. La solución anterior se pone en contacto con 1893 mg de una resina IRA- 958 (en forma cloruro), y se mantiene el contacto mediante volteo durante 7 h a temperatura ambiente.

Se separan las fases, y el refinado se guarda para análisis. Los rendimientos de extracción se muestran en Ia Tabla 5. En este ejemplo el germanio extraído supone un 93,1 % del inicialmente presente en Ia solución L, mientras que el resto de elementos apenas cambia su concentración. Tan sólo se adsorben parcialmente en Ia resina: Sb, Co, V, Mo, Ni ó Zn, pero en todos los casos en mucha menor medida que el germanio, y en casi todos los casos, partiendo de unas concentraciones mucho más bajas (< 2,5 mg/L) que Ia de Ge en Ia solución original.

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)

Tabla 5. Rendimientos de extracción por elemento

A continuación, Ia resina cargada de germanio se pone en contacto con 250 ml_ de una solución de cloruro sódico 3 M y ambas fases se mantienen agitados mediante volteo durante 7 h a temperatura ambiente. Luego se separan las fases, y Ia solución de cloruro sódico se analiza. Los rendimientos de descarga se muestran en Ia Tabla 6. En esta tabla se muestran además las concentraciones de estos elementos presentes en Ia solución concentrada (C).

De nuevo, pueden hacerse aquí las consideraciones realizadas en el ejemplo 3 relativas a Ia selectividad del método y a Ia concentración del Ge.

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)

Tabla 6. Composición de Ia solución concentrada (solución C) obtenida tras Ia descarga del germanio y rendimientos de elución por elementos

En Ia tabla 7 se recogen los rendimientos globales de carga y descarga cada elemento en Ia operación explicada en el ejemplo 4.

Tabla 7. Rendimientos globales de carga-descarga del Ge y principales elementos interferentes

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)

Si se compara el rendimiento de extracción global del germanio con el del resto de elementos, se puede ver que los únicos elementos cuyos rendimientos de extracción son elevados, son el V y el Mo, probablemente por encontrarse ambos en formas aniónicas en solución. Sin embargo, estos elementos presentan unos contenidos en Ia solución líquida original (L) menores de 0,5 mg/L y en Ia solución concentrada (C) menores de 1 mg/L. En el caso del Sb, principal impureza en Ia etapa de extracción, se puede ver que el rendimiento global es del 0,6%.

HOJA DE SUSTITUCIóN (REGLA 26)