Способ извлечения серебра из азотно-кислых растворов, содержащих цветные металлы

 

еПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЕБРА ИЗ АЗОТНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ/ СОДЕРЖАЩИХ ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ, включающий экстракцию серебра фосфорсодержащим орга ническим реагентом в органическом . растворителе и последукнцее выделение серебра из экстракта, отличающийся тем, что, с целью обеспечения селективного извлечения И . упрощения процесса, в качестве фосфор содержащего органического реагента используют N,N диэтил-8

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

ОРЗ«Л %

РЕСПУБЛИК ае ав

C 22 В 11(04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

P.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 3547646/22-02(22) 25. 01. 83 (46) 07.05.84. Бюл. е 17 (72) В.Ф. Торопова, Г.А. Лазарева, .

М.T. Зимин и М.М. Афанасьев (71) .Казанский ордена Ленина и ордена

Трудового Красного Знамени государст- венный университет им. В.И. Ульянова (Ленина) (53) 669.22.3(088.8) (56) 1. Пятницкий И.В., Сухан В.В.

Аналитическая химия серебра, M., "Наука", .1975, с. 149-152.

2. Там же, с. 161-162. (54)(57) СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЕБРА

ИЗ АЗОТНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ, СОДЕРЖАЩИХ ЦВЕТНЫЕ МЕТАЛЛЫ, включающий экст" ракцию серебра фосфорсодержащим орга" ническим реагентом в органическом .. растворителе и последующее выделение серебра из экстракта, о т л .и ч аю шийся тем, что,.с целью обес" печения селективного извлечения И упрощения процесса, в качестве фосфорсодержащего органического реагента используют N,К диэтил-S««(0 0-диизопропилтиофосфорил)-дитиокарбамат и ведут экстракцию иэ растворов с концентрацией азотной кислоты 2-5 М при .13-17-кратном избытке органического реагента по отношению к концентрации серебра в исходном .растворе.

1090742

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к способам извлечения серебра из растворов, содержащих большое количество цветных металлов, в частности ме- 5 ди, °

Известен способ извлечения серебра из кислых растворов, содержащих цветные металлы экстракцией дитизоном )1j . Селективное извлечение серебра данным способом невозможно, если в растворе большие концентрации меди, так как при этом медь переходит в органическую фазу.

Дитизон обладает небольшой экстрак-15 ционной емкостью по отношению к серебру, при его использовании необходимо проводить неоднократную экстракцию. Это увеличивает длительность процесса. 20

Наиболее близким к изобретению по технической сущности н достигаемому эффекту является способ извлечения серебра из азотнокислых растворов, содержащ х цветные металн, BKm25 чающий экстракцию серебра фосфорсо держащим органическим реагентом в органическом растворителе и последующее выделение серебра из экстракта.

При этом извлечение серебра прово- 30 дится 40Х-ным раствором трибутилфосфата в бутанопе из, 1 М раствора HN03, содержащего 2 M;LiN0g. Этот способ является наиболее эффективным, когда реагентом служит одно соединение и позволяет количеотвенно извлекать серебро в присутствии 100-кратного йзбытка меди (II), цинка (II), кадмия (II), никеля (II), кобальта (Щ, висмута (Ш) (2) .

Недостатком известного способа является невысокая селективность извлечения серебра, а также то, что он позволяет экстрагировать лишь следовые количества серебра (50 мг)

45 и не применим для извлечения и разделения серебра, меди и других цветных металлов из более концентрированных растворов. Извлечению мешают мар ганец (Щ, свинец (II), хром (III), железо (III). Способ характеризуется относительной длительностью процесса, время экстракции пять минут.

Цель изобретения — обеспечение селективного извлечения серебра и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу извлечения серебра из азотнокислых растворов, содержащих цветные металлы, включающему экстракцию серебра фосфорсодержащим органическим реагентом в органическом растворителе и последующее выделение серебра из экстракта, в качестве фосфорсодержащего органического реагента используют N,N диэтил-S(0,0-диизопропилтиофосфорил)-дитиокарбамат и ведут экстракцию из растворов с концентрацией азотной кислоты 2-5 M при 13-17-кратном избытке органического реагента по отношению к концентрации серебра в исходном растворе.

Сущность способа заключается в том, что проводят однократную экстракцию серебра 13-17-кратным избытком раствора N N диэтил-S-(0,0диизопропилтиофосфорнл)-дитиокарбамата формулы (С2Б5)2 NC(S) SP (S) >

«(ОСИН вЂ” )2в хлороформе из 2"5 М растворов азотной кислоты, при этом извлечение серебра из экстракта ведут 5-7 М раствором тиомочевины с дальнейшим выделением сульфида серебра при действии на водную фазу щелочи и кипячении раствора. Предлагаемым способом возможно извлечь серебро из кислых растворов, содержащих медь, цинк, кобальт, сви- нец, марганец, хром, никель, висмут, железо, кадмий, а также провести отделение от меди в присутствии 3000кратного избытка последней.

Как показали исследования, серебро количественно извлекается хлороформным раствором реагента (I) в широком интервале кислотности (от 5 M HNOg до рН 10); такие элементы, как кобальт, никель, цинк, хром, свинец, висмут, марганец, железо, кадмий не извлекаются из кислых растворов. Однако в щелочных средах Cu (II), Еп (II), Pb (II), Bi (III), Cd (II) экстрагируются.

Такое различие в поведении элементов можно объяснить разной устойчивостью комплексных соединений с исполь зуемым в качестве экстрагента реагентом. В растворах 2 М. HNO3 наблюдается незначительное извлечение меди, в средах большей кислотности, чем 6 М HNOg происходит разрушение реагента. Исходя из этого, для экстракционного отделения серебра от сопутствующих элементов йеобходимо использовать

2-5 M растворы HNO .

0742

3 109

Установлено, что оптимальным условием для осуществления способа является использование 13-17-кратного избытка реагента по отношению к концент; рации серебра. Предпочтительным является использование 15-кратного избытка. Использование более, чем 17кратного избытка приводит к нераци-. ональному расходу реагента. Использование менее чем 13-кратного избытка 10 приводит к уменьшению степени экстракции серебра, вследствие этого становится необходима 2-кратная экстракция, что ведет к усложнению процесса.

В предлагаемом способе серебро может полностью извлекаться из органической фазы при соотношении объемов органической и водной фаз от 1:1 до

1:15. При дальнейшем увеличении объема водной фазы степень извлечения серебра уменьшается.

N,N диэтил-S-(0,0-диизопропилтиофосфорил)-дитиокарбамат обладает большой экстракционной емкостью по отношению к серебру. 1 М раствор ре- 25 агента, извлекает 321 мг серебра (0,99 М)., Серебро образует комплекс с исполь. зуемым реагентом состава 1:2 с устойчивостью (28 /3 ) 9,84 0,03 (807.-ный 3б ацетон). Устойчивость (Fg(a fgp3) данного и тиомочевинного (УВ =

13,05) комплексов близки. Поэтому, во-первых, возможно извлечение серебра из экстракта раствором тиомочевины, во-вторых, при.реэкстракции необ35 ходимо использование большого избытка тиомочевины. 5 М раствор тиомочевины при однократной реэкстракции asвлекает серебро на 47Х. Для полноты извлечения серебра необходима трех40 кратная реэкстракция. На основании изложенного использование меньшей, ° чем 5 М концентрации раствора тиомочевины представляется нецелесообразным, так как это ведет к усложнению процес са (требуется более, чем трехкратная реэкстракция). Использование .более концентрированного, чем 7 М, раствора тиомочевины не приводит к упрощению процесса реэкстракции и нецелесообразно из-за нерационального расходования тиомочевины.

При действии щелочи на тиомбчевинный комплекс серебра при кипячении выпадает осадок сульфида серебра.

Поэтому согласно предлагаемому способу серебро из водной фазы после . реэкстракции извлекают в виде сульфида известными приемами, например центрифугированием, Для этого в раст вор тиомочевинного комплекса реэкстрагированного серебра добавляют 1 М

Na0H, затем нагревают до кипения.

Выпавший сульфид серебра отделяют.

Использование одного экстракционного реагента,. отсутствие маскирующих реагентов, одноразовая экстракция, быстрота извлечения (30-40 с), легкость разделения фаз обуславливают упрощение процесса извлечения и отделения серебра от меди и других металлов. Предлагаемый способ позволяет извлекать серебро as растворов, содержащих большее количество ионов цветных металлов: Cr (Ш), Na (II) °

Ре (III), РЬ (Щ . Предлагаемым способом возможно отделение серебра от 3000-кратного избытка меди, Пример 1. Извлечение серебра и отделение серебра от меди с использованием раствора К,Я диэтилS-(0,0-дииэопропилтиофосфорил)-дитиокарбамата в хлороформе.

В делительную воронку. емкостью

100 мл вводят растворы нитратов меди (II) и серебра (I). Содержание ионов меди меняют от 6,35 до 317,70 мг, а серебра — от 0,107 мг до 1,07 мг.:

Разделение проводят в 3-5 М растворах ННОЕ, объемы водной и органической фаз равны и составляют 20 мл.

Серебро экстрагируют О,015-0,15 М хлороформным раствором И,Я"диэтилS(0,0-диизопропилтиофосфорил)-дитиокарбамата в хлороформе в течение

30 с. Содержание металлов в водной и органической фазах контролируют спектральным методом.

Результаты отделения серебра от меди в искусственной смеси при числе опытов п = 4 приведены в табл. 1.

Как видно из табл. 1, количественное отделение серебра от меди возможно как при небольшом избытке меди, так и при 3000-кратном избытке последней.

Серебро реэкстрагируют из органической фазы встряхиванием с 10 ил

5 М раствором тиомочевины в течение трех минут, Для полноты извлечения .серебра из органической фазы необходима трехкратная реэкстракция. Затем в водную фазу добавляют 1 М раствор щелочи до рН 10 и нагревают до кипения, выделившийся сульфид серебра отделяют центрифугированием.

Пример 2. Извлечение серебра в присутствии ионов меди (II), 6

5 1090742 цинка (II), кобальта (II), свинца (II) т марганца (II) хрома (III) ° никеля (П) ч висмута (III), железа (III), кадмия (II) с использованием раствора N,N диэтил- де

S-(ОО,-диизопропилтнофосфорил)-дитио- д карбамата в хлороформе.

Таблица t

Содержание смеси, мг

Найдено, мг в органической в водной фазе фазе серебро (I медь (II) Серебро (I) Медь (II) 1эоб

6,30

6,35

0 02

1,07

12,70

12, 70

12,70

63,50

0,04

1,07

О, 107

О, 107

0,1Î7

0,106

О, 106

12,69

0,004

0,002

0,003

63,50

О, 106

315,09

315, 30

П р и м е ч а н и е: S -стандартное отклонение среднего результата содержания серебра в органической фазе после экстракции.

Предлагаемая смесь

Таблица 2

Ni Си Co Pb .2п: Hn Bi Cr Fe Cd Ag

Введено, мг

2э9 Зэ2 2э9 10э3 Зэ2 2э3 1ОэО 2э3 5 ° 2 6э6 5э5

Найдено, мг (в водной фазе) 2,7 3,3 2,9 10,0 3,2 2,3 10,0 2,2 5,3 6,6

ВНИНПИ Заказ 3018/24 Тираж 603, Подписное

Щщщал mm ээйатват" i Уаи ород,уи.йроектная, 4

Извлечение серебра хлороформным раствором N,N диэтил-S-(О,О-диизопропилтиофосфорил)дитиокарбамата из раст 1О вора, содержащего ионы некоторых металлов, при и 3 представлено в.табл.3

В делительную воронку емкостью

100 мл вводят 20 мл раствора нитратов,1> с держание которых указано в табл. 2.

Кислотность раствора устанавливают (3-5 HNOg) добавлением НИОКР.(конц.), затем приливают 20 мл 0 013-0 017 М хлороформного раствора реагента (1) 20 и экстрагнруют в течение 40 с. Коа-, центрацию ионов металла в водной фазе контролируют спектральным методом.

Как видно из табл. 2, только серебро количественно извлекается из водной фазы, присутствие йонов цветных меаллов не оказывает влияния на извлеение серебра в этих-условиях.

Предлагаемый способ позволяет отлить серебро от меди в кислых среах в присутствии 3000-кратного изытка последней, что невозможно осуществить известными способами; извлечь серебро из экстракта раствором тиомочевины известили приемами; упростить технологию (отсутствие использования маскирующих реагентов, быстрота экстракции, легкость разделения фаз); извлекать серебро в присутствии большего количества цветных металлов, чем известный.

Доступность, устойчивость реагента используемого в кислых средах (до 6 М

НВО )э избирательность по отношению к ионам серебра в кислых средах, боль» шая экстракционная емкость (0,99 М) по серебру, большая растворимость реагента (I) в органической фазе и низкая в водной, малая токсичность, пожаро- и взрывоопасностьэ выгодно отличает предлагаемый способ от из- вестных.