Кинетика серно-кислотного выщелачивания никеля из шлифотходов ренийсодержащих суперсплавов

The paper studies the kinetics of sulfuric acid leaching of nickel, the main component of grinding waste of ZhS-32VI rheniumcontaining heat-resistant superalloy formed during mechanical processing of products and containing such impurities as abrasive materials, oils, ceramics and other contaminants with refractory metal concentration in a solid residue, in agitation mode. The nickel content is 60 %. In addition to nickel, grinding waste contains other metals such as rhenium, chromium, cobalt, tungsten, tantalum, molybdenum, hafnium, titanium, and aluminum. The process of nickel leaching from waste with a sulfuric acid solution was carried out in a thermostated cell at an elevated temperature (55–85 °С), waste : 3 M H2SO4 solution phase ratio of 1 g : 10 ml, and stirring rate of 200 min–1. Kinetics was studied using a fraction of –0.071 mm with the highest yield (49.2 wt.%) in grinding waste. Convex kinetic curves of nickel leaching from waste were obtained. It was found that when the temperature changes from 55 to 85 °С, the time until leaching stops decreases from 220 to 140 min, and nickel recovery from the solution increases from 45 to 99 %. The data of the obtained kinetic curves were linearized according to the «contracting sphere» equation, Gistling–Braunstein and Kazeev–Erofeev equations (the latter is most suitable for description). Taking into account the assessment of anamorphosis correlation coefficients, it was found that nickel leaching from grinding waste is limited by the chemical reaction, and the process proceeds in the kinetic region of the reaction. The apparent activation energy calculated using the Arrhenius equation and rate constants obtained by processing linearized kinetic curves according to the «contracting sphere» model, was 47.5±0.5 kJ/mol. This value confirms the course of the process in the kinetic region where the process can be intensified by increasing its temperature.В агитационном режиме изучена кинетика серно-кислотного выщелачивания никеля – основного компонента шлифотходов Re-содержащего жаропрочного суперсплава ЖС-32ВИ, образующихся при механической обработке изделий и содержащих примеси абразивного материала, масел, керамики и другие загрязняющие вещества, с концентрированием тугоплавких металлов в твердом остатке. Содержание никеля составляет 60 %, а кроме него, в шлифотходах присутствуют и другие металлы, такие как рений, хром, кобальт, вольфрам, тантал, молибден, гафний, титан и алюминий. Процесс выщелачивания никеля из отходов раствором серной кислоты осуществляли в термостатированной ячейке при повышенной температуре (55–85 °С), соотношении фаз отходы : 3 М раствор H2SO4, равном 1 г : 10 мл, и скорости перемешивания – 200 мин–1. Для изучения кинетики использовали фракцию –0,071 мм с наибольшим выходом (49,2 мас.%) в составе шлифотходов. Получены кинетические кривые выщелачивания никеля из отходов, имеющие выпуклый характер. Установлено, что при изменении температуры от 55 до 85 °С время до прекращения выщелачивания уменьшается с 220 до 140 мин, а извлечение никеля из раствора увеличивается от 45 до 99 %. Данные полученных кинетических кривых линеаризированы по уравнениям «сжимающейся сферы», Гистлинга-Броунштейна и Казеева–Ерофеева (последнее наиболее пригодно для описания). С учетом оценки коэффициентов корреляции анаморфоз установлено, что выщелачивание никеля из шлифотходов лимитирует химическая реакция и процесс протекает в кинетической области реагирования. Кажущаяся энергия активации, рассчитанная с использованием уравнения Аррениуса и констант скоростей, полученных при обработке линеаризованных кинетических кривых по модели «сжимающейся сферы», составила 47,5±0,5 кДж/моль. Такое ее значение подтверждает протекание процесса в кинетической области, интенсифицировать процесс в которой можно повышением температуры его проведения

Окислительное выщелачивание рения из шлифотходов ренийсодержащих суперсплавов

The study investigated the feasibility of oxidative leaching rhenium in the presence of hydrochloric acid from machining waste (grinding waste) derived from products made of ZhS-32VI, a nickel-based heat-resistant alloy containing rhenium. This was achieved through agitation leaching process. The grinding waste fraction size of –0.071 mm, which accounted for the highest yield (49.2 wt.%), was utilized in the experiments. The rhenium leaching process was conducted in two variations: in the first option, grinding waste was mixed with a hydrochloric acid solution at ~100 °C, followed by the addition of hydrogen peroxide to the leaching solution after it had cooled; in the second option, leaching was performed using a hydrochloric acid solution with the gradual addition of hydrogen peroxide solution. The highest degree of rhenium leaching (91.0 %) was achieved in the first option. In this case, the initial concentration of hydrochloric acid was 8 M, and the molar ratio of the added reagents was ν(HCl): ν(H2O2) = 2.7 : 1.0. The kinetics of nickel leaching using a 6 M hydrochloric acid solution at 70 °C, with a solid-to-liquid phase ratio of 1 g : 50 ml, was also examined. The analysis of the kinetic data, processed using the “contracting sphere,” Ginstling–Brounshtein, and Kazeev–Erofeev models, indicates that the nickel leaching process occurs within the kinetic region. Additionally, the kinetics of rhenium leaching from the solid residue obtained after the hydrochloric acid leaching of nickel from grinding waste was investigated. Employing the same kinetic models to analyze the data, it was determined that the limiting stage of this process involves the diffusion of hydrogen peroxide within the rhenium-containing solid residue. В агитационном режиме исследована возможность окислительного выщелачивания рения в присутствии соляной кислоты из отходов механической обработки (шлифотходов) изделий из Re-содержащего жаропрочного сплава ЖС-32ВИ на основе никеля. Использовали фракцию шлифотходов –0,071 мм с наибольшим выходом (49,2 мас.%). Процесс извлечения рения осуществляли в двух вариантах: в первом – шлифотходы контактировали с раствором соляной кислоты при температуре ~100 °С, после охлаждения раствора выщелачивания в него добавляли раствор пероксида водорода; во втором – выщелачивание проводили с применением раствора соляной кислоты с порционным добавлением раствора пероксида водорода. Наибольшее значение степени извлечения рения (91,0 %) наблюдалось при выщелачивании в первом варианте, начальная концентрация соляной кислоты составила 8 М, мольное соотношение добавляемых реагентов – ν(HCl) : ν(H2O2) = 2,7 : 1,0. Была изучена кинетика выщелачивания никеля раствором соляной кислоты (6 М) при температуре 70 °С и соотношении фаз шлифотход : раствор, равном 1 г : 50 мл. Анализ обработки кинетических данных с использованием моделей «сжимающейся сферы», Гинстлинга–Броунштейна и Казеева–Ерофеева позволяет утверждать, что процесс выщелачивания никеля протекает в кинетической области. Исследована кинетика выщелачивания рения из твердого остатка солянокислого выщелачивания никеля из шлифотходов. Применение для обработки данных тех же кинетических моделей позволяет выделить диффузию пероксида водорода в ренийсодержащем твердом остатке как лимитирующую стадию.

СОРБЦИЯ РЕНИЯ И ВАНАДИЯ ИЗ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ РАСТВОРОВ ВОЛОКНИСТЫМИ ИОНИТАМИ

Sorption of rhenium (VII) and vanadium (V) with FIBAN series fibrous ionites out of mineralized sulfuric-chloride solutions has been studied. Equilibrium, kinetic, and dynamic characteristics of rhenium and vanadium sorption with AK-22 grade FIBAN ionite that contains the following functional groups: =NH, –NH2, –СOOH, and ≡N are obtained. The maximum capacity of this ionite for vanadium (V) is found to be observed at pH = 4 value. Rhenium and vanadium sorption isotherms are linear and described by Henry’s equations with constants KH = 113±2 ml/g (R2 = 0,995) and 674±6 ml/g (R2 = 0,999) respectively. Integral kinetic curves of sorption are obtained under the conditions of limited solution volume. The effective diffusion coefficients of rhenium and vanadium (9,0·10–13 and 7,5·10–15 m2/s respectively) are calculated with taking the half-transformation time into account. The feasibility of rhenium and vanadium separation under the dynamic conditions is shown.Изучена сорбция рения (VII) и ванадия (V) волокнистыми ионитами серии ФИБАН из минерализованных сульфатно-хлоридных растворов. Получены равновесные, кинетические и динамические характеристики сорбции Re и V ионитом ФИБАН марки АК-22, содержащим следующие функциональные группы: =NH, –NH2, –СOOH и ≡N. Установлено, что максимальная емкость этого реагента по ванадию (V) наблюдается при значении рН = 4. Изотермы сорбции Re и V линейны и описываются уравнением Генри с константами Kг = 1,36±0,30 мл/г (R2 = 0,995) и 674±21 мл/г (R2 = 0,999) соответственно. В условиях ограниченного объема раствора получены интегральные кинетические кривые сорбции и с учетом времени полупревращения рассчитаны эффективные коэффициенты диффузии Re и V, составившие 9,0·10–13 и 7,5·10–15 м2/с соответственно. Показана возможность разделения этих металлов в динамических условиях

СОРБЦИЯ РЕНИЯ ИЗ СЕРНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ ИМПРЕГНАТАМИ, СОДЕРЖАЩИМИ ТРИАЛКИЛАМИН

The paper studies rhenium (VII) sorption from sulfuric acid solutions by impregnates based on macroporous polymer carriers (copolymers of styrene with divinylbenzene, weak acid cation exchange resion) containing commercial trialkylamine (ТAA). The study provides equilibrium and kinetic characteristics of rhenium recovery by the impregnate based on the macroporous weakly acidic cation exchange resin (K-TAA) having the best rhenium capacity. The maximum coefficient of rhenium distribution in the K-TAA impregnate is observed in sorption from pH = 2 solutions. The rhenium sorption isotherm is described by the Langmuir equation with the K = 29±2 ml/g constant. A limited solution volume method was used to obtain the integral kinetic curves of sorption with a half-reaction time value considered to calculate the effective coefficients of rhenium diffusion in the impregnate amounted to (3,8·10–11 (295 K) and 1,3·10–10 (308 K) m2/s). Kinetic results linearized by the equations of models (pseudo-first, pseudo-second order, Elovich and inner diffusion) showed that kinetic curves with the highest correlation degree are described by the pseudo-second order equation with the 0,00056 (295 K) and 0,00059 (308 K) g·mg–1·min–1 rate constants. The apparent activation energy of rhenium sorption (39±2 kJ/mol) was calculated using the Arrhenius equation. The K-TAA impregnate was tested for rhenium sorption from the eluate obtained by rhenium desorption from the Purolite A170, weak base anion exchange resin pre-saturated with rhenium from the complex pregnant solution for leaching of products derived from poor rhenium-containing copper sulfide raw materials processed.В статических условиях изучена сорбция рения (VII) из сернокислых растворов импрегнатами на основе макропористых полимерных носителей (сополимеров стирола с дивинилбензолом, слабокислотного катионита), содержащих технический триалкиламин (ТАА). Получены равновесные и кинетические характеристики сорбции рения импрегнатом К-ТАА на основе макропористого катионита, имеющего лучшие емкостные характеристики по рению. Максимальное значение коэффициента распределения рения в импрегнате К-ТАА наблюдается при сорбции из растворов с рН = 2. Изотерма сорбции рения описывается уравнением Ленгмюра с константой K = 29±2 мл/г. Методом ограниченного объема раствора при различных температурах получены интегральные кинетические кривые сорбции и с учетом времени полупревращения рассчитаны эффективные коэффициенты диффузии рения в импрегнате, составившие 3,8·10–11 (295 K) и 1,3·10–10 (308 K) м2/с. Обработка кинетических данных линеаризацией по уравнениям моделей псевдопервого, псевдовторого порядка, внутренней диффузии и Еловича показала, что кинетические кривые с наиболее высокой степенью корреляции описываются уравнением псевдовторого порядка с константами скорости 0,00056 (295 K) и 0,00059 (308 K) г·мг–1·мин–1. По уравнению Аррениуса рассчитано значение кажущейся энергии активации сорбции рения, составившее 39±2 кДж/моль. Осуществлена апробация импрегната К-ТАА для сорбции рения из элюата, полученного при десорбции рения со слабоосновного анионита Purolite A170, предварительно насыщенного рением из сложного по составу продуктивного раствора выщелачивания продуктов переработки бедного ренийсодержащего сульфидного медного сырья

Сорбция скандия активированными углями из сернокисло-хлоридных растворов

The study covers scandium adsorption in batch conditions by VSK, DAS and PFT activated carbon grades (Russia) of different origin (сoconut shell, аnthracite, thermoset waste, respectively) from sulfuric acid-chloride solutions (pH = 2) simulating the composition of the underground leaching solutions of polymetallic ores. It was found that scandium adsorption by DAS and VSK carbons proceeds with the highest distribution coefficients (133 and 45.8 cm3/g, respectively). Isotherms of scandium adsorption with these carbons are linear and described by the Henry equation with constants 133 ± 21 and 46 ± 7 cm3/g, respectively. A limited solution volume method was used to obtain the integral kinetic curves of scandium adsorption. Their linearization according to the kinetic models of the pseudo-first, pseudo-second order, the Elovich model and the Weber–Morris intra-particle diffusion model indicates that the kinetics of scandium adsorption with VSK carbon having a higher correlation coefficient (0.999) is described using the pseudo-second order model. Description of the kinetic data obtained during the adsorption of scandium with DAS carbon showed that for all the models used the correlation coefficient is low (<0.939), while the highest value is observed when using the intra-particle diffusion model. It was suggested that the scandium adsorption process occurs in the mixed diffusion region. The possibility of scandium elution from VSK and DAS carbons with sodium carbonate solution (10 %) was studied in batch conditions, where the degree of scandium desorption in two stages of elution was 84.0 and 90.4 %, respectively.В статических условиях изучена адсорбция скандия активированными углями марок ВСК, ДАС и ПФТ (Россия), полученными из различного сырья (соответственно скорлупа кокосового ореха, антрацит, отходы реактопластов) из сернокисло-хлоридных растворов (рН = 2), моделирующих состав растворов подземного выщелачивания полиметалльных руд. Установлено, что сорбция скандия углями марок ДАС и ВСК протекает с наиболее высокими коэффициентами распределения (133 и 45,8 см3/г соответственно). При этом сорбция скандия углем ДАС характеризуется и большим объемным коэффициентом (116 см3 р-ра/см3 угля). Изотермы сорбции скандия этими углями имеют линейный характер и описываются уравнением Генри с константами 133 ± 21 и 46 ± 7 см3/г. Методом ограниченного объема раствора получены интегральные кинетические кривые сорбции скандия, линеаризация которых по кинетическим моделям псевдопервого, псевдовторого порядка, модели Еловича и внутридиффузионной модели Вебера–Морриса свидетельствует о том, что кинетика сорбции скандия углем ВСК c более высоким значением коэффициента корреляции (0,999) описывается с помощью модели псевдовторого порядка. Обработка кинетических данных по сорбции скандия углем ДАС показала, что при использовании всех моделей коэффициент корреляции низкий (<0,939), при этом наибольшее значение наблюдается при применении внутридиффузионной модели. Высказано предположение, что процесс сорбции скандия протекает в смешанно-диффузионной области. В статических условиях изучена возможность элюирования скандия с углей ВСК и ДАС раствором карбоната натрия (10 %) – степень десорбции скандия за две ступени элюирования составила 84,0 и 90,4 % соответственно

Clinical Practice Guidelines of the Scientific Society for the Clinical Study of Human Microbiome, of the Russian Gastroenterological Association and the Russian Society for the Prevention of Noncommunicable Diseases on the Diagnosis and Treatment of <i>Clostridioides difficile</i> (<i>C. difficile</i>)-associated Disease in Adults

Аim: the clinical practice guidelines intended for gastroenterologists, internal medicine specialists, infectious disease specialists, general practitioners (family doctors), coloproctologists, surgeons and endoscopists present modern methods of diagnosis, prevention and treatment of C. difficile-associated disease.Key points. C. difficile-associated disease is a disease that develops when the diversity of the intestinal microbiota decreases and C. difficile excessively colonizes the colon, the toxins of which damage the intestinal muco-epithelial barrier, followed by the development of inflammation in the colon wall, with diarrhea being a characteristic clinical manifestation. The clinical presentation of the disease can vary from asymptomatic carriage, mild to moderate diarrhea that resolves on its own, to profuse watery diarrhea and pseudomembranous colitis with development of life-threatening complications. The diagnosis of C. difficile-associated disease is based on an assessment of the clinical presentation, medical history, an objective examination of the patient and laboratory stool tests. The disease severity is determined by clinical symptoms and laboratory findings. Additional diagnostic methods that are used according to indications and contribute to the assessment of severity include endoscopy of the colon and abdominal cavity imaging methods. Treatment should be initiated in cases of characteristic clinical presentation of C. difficile-associated disease and positive laboratory stool testing. The choice of drug and treatment regimen depends on the severity of the episode, the presence of complications, and whether the episode is initial, recurrent, or reinfection.Conclusion. Determination of target groups of patients for the diagnosis of clostridial infection is important in preventing overdiagnosis and subsequent unnecessary treatment. Timely diagnosis and treatment of C. difficile-associated disease help avoiding the development of life-threatening complications and improve the prognosis and quality of life of patients