Способ извлечения меди или палладия из органического раствора

 

Использование: гидрометаллургия меди и платиновых металлов, в частности способы извлечения металлов из органической фазы после селективной экстракции. Сущность: для извлечения меди или палладия из органического раствора, содержащего комплексное соединение металла с органическим реагентом диантипирилпропилметаном, органический раствор обрабатывают 0,01 1,0 М раствором гидроксида калия в этиловом или изопропиловом спирте. 1 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургии меди и платиновых металлов, в частности к способам извлечения последних из органической фазы после селективной экстракции.

Известен способ выделения меди из экстрактов путем реэкстракции их в водную фазу в определенных условиях, например, созданием соответствующей кислотности среды [1] Основной недостаток способа заключается в необходимости последующей электрохимической обработки реэкстракта с целью выделения металла. Кроме того, стадия реэкстракции требует дополнительного аппаратурного оформления, защиты аппаратуры от кислотной коррозии.

Известен способ прямого электролиза органической фазы, суть которого заключается в выделении палладия на аноде в виде комплексов с диантипирилметаном и диантипирилпропилметаном при наложении на электролитическую ванну с экстрактом электрического поля напряжением 80-220 В. В качестве органического растворителя в данном случае используют хлороформ, дихлорэтан, гексан.

Основные недостатки способа необходимость работы в электрофоретическом режиме (большие энергетические затраты, аппаратура) и неприменимость метода при концентрации металла в растворе <10 мг/л (резкое снижение выхода по току).

Наиболее близким к предлагаемому является способ, предполагающий непосредственное выделение меди из органической фазы путем восстановления водородом при повышенных температурах и давлении. Метод требует сложного аппаратурного оформления больших энергозатрат.

Целью изобретения является упрощение процесса и повышение степени извлечения палладия и меди из органического раствора.

Цель достигается тем, что для извлечения палладия или меди из органического раствора в последний вводят спиртовой раствор осадителя. При этом металлы выделяются в виде комплексов с реагентом практически мгновенно. В качестве осадителя используют 1˙10^-2 1 М раствора едкого кали в этаноле или изопропиловом спирте. Верхний и нижний пределы концентраций КОН обусловлены исходной концентрацией комплексов металлов в органическом растворителе и растворимостью осадителя в спирте. Исследованы условия осаждения (рН_отн, температура раствора, концентрация КОН) Pd и Cu. Комплексы этих металлов с диантипирилпропилметаном (ДАПМ) получали путем экстракции их из 2 М HCl в дихлорэтан. Для исключения прилипания осаждаемого комплекса к стенкам сосуда осаждение проводили в фторопластовом стакане при перемешивании с помощью магнитной мешалки. Относительный водородный показатель органического раствора (рН_отн) измеряли на рН-милливольтметре "DIGITAL-pH-NESSGER A T MV-870". Контроль содержания металлов осуществляли атомно-эмиссионным методом по остаточному содержанию металлов в растворе. Спектры фотографировали на дифракционном спектрометре ДФС-452 в ранее найденных условиях. Почернение линий замеряли на двухлучевом электронном микрофотометре М-274 (ПГУ).

Ниже приведены данные, подтверждающие причинно-следственную связь существенных признаков заявляемого изобретения с достигаемым техническим результатом.

Результаты исследований показали, что палладий и медь полностью осаждаются при рН_отн>10. Остаточное содержание металлов при любой их исходной концентрации (2-1200 мг/л) и при не менее чем 5-кратном избытке осадителя не превышает 0,10% Например, после осаждения 5 мг Pd из 20 мл дихлорэтанового раствора его комплекса с ДАПМ (RH)₂ [PdCl₄] в маточном растворе найдено 0,10% металла (таблица).

Граничные пределы концентраций металлов 2-1200 мг/л обусловлены растворимостью их комплексов в дихлорэтане и нижней границей спектральной чувствительности металлов, т.е. при концентрации металла <2 мг/л затруднен контроль остаточного их содержания во взятом объеме с достаточной достоверностью.

Как следует из таблицы, основным фактором, обуславливающим полноту осаждения, является достаточный избыток едкого кали, необходимый для полного замещения ионов Cl- в комплексе металла с органическим реагентом. При этом разрушения комплексов не происходит. Так, в случае палладия выпадает желтый осадок гидроксокомплекса. При нагревании органического раствора до температуры кипения комплексы, образованные медью и палладием, разрушаются. При этом, исходя из данных химического анализа продуктов, образуются черные осадки оксида меди (II) и гидроксида палладия. В случае палладия процесс можно представить следующей схемой: (C₂₆H₃₀N₄O₂H)₂[PdCl₄] +4KOH->> ->>(C₂₆H₃₀N₄O₂H)₂[Pd(OH)4] +4KCl->> ->>2C₂₆H₃₀N₄O₂+Pd(OH₎₂+4KCl+2H₂O Инфракрасные спектры конечных и промежуточных продуктов реакции подтвердили указанный механизм разрушения комплекса. Так, ИК-спектры диантипирилпропилметана (ДАПМ), полученного в результате реакции и исходного реагента, полностью совпадают. В ИК-спектре промежуточного продукта зафиксировано появление полосы валентных колебаний группы (О-Н) при 3368 см^-1.

Из изложенного следует, что при действии раствора едкого кали в органическом растворителе на органический раствор, содержащий комплексы ДАПМ с палладием или медью, последние выделяются в виде осадков гидроксокомплексов с указанным реагентом. Избыток ДАПМ, необходимый при экстракции элементов, а также реагент, выделяющийся в конце реакции, могут быть возвращены на повторную экстракцию также, как и растворитель (дихлорэтан), то есть возможно осуществление процесса выделения металла в производственной технологической схеме по замкнутому циклу. Выделяющиеся осадки хорошо фильтруются.

П р и м е р 1. 20 мл диантипирилпропилметанового комплекса палладия в дихлроэтане с концентрацией Pd 250 мг/л вносили в фторопластовый стакан емкостью 100 мл. Добавляли при перемешивании на магнитной мешалке 2,5 мл 0,2 М КОН в этаноле. Выпавший осадок отфильтровывали через фильтр N 391 на воронке Бюхнера, промывали дихлорэтаном, затем дистиллированной водой до отрицательной реакции на Cl- с нитратом серебра. Фильтрат анализировали на содержание Pd атомно-эмиссионным методом. Найдено 4,5 мкг Pd, то есть выход металла в осадке составил 99,91% П р и м е р 2. 50 мл диантипирилпропилметанового комплекса меди в дихлорэтане с концентрацией Cu 450 мг/л вносили в фторопластовый стакан емкостью 100 мл. Добавляли при перемешивании на магнитной мешалке 2 мл 0,4 М КОН в изопропиловом спирте. Выпавший осадок отфильтровывали через фильтр N 391 на воронке Бюхнера, промывали дихлоэтаном, затем дистиллированной водой до отрицательной реакции на Cl^- с AgNO₃. Фильтрат анализировали на содержание Cu атомно-эмиссионным методом. Найдено 18 мкг Cu, то есть выход металла в осадке составил 99,92% Таким образом применение предлагаемого способа позволит существенно упростить и значительно удешевить процесс извлечения палладия и меди из органических растворов комплексных соединений при более полном их выделении за счет использования дешевого осадителя едкого кали вместо реализации дорогостоящих и трудоемких вышеуказанных операций.

Предлагаемый способ может быть использован при выделении названных и каких-либо других металлов из различных органических растворов, их комплексов вследствие универсальности действия КОН. Так, при действии спиртового раствора КОН на органический раствор, содержащий прочное внутрикомплексное соединение меди с диантипирилтиомочевиной, также происходит выделение комплекса в виде осадка. Кроме того, способ может найти применение при концентрировании драгметаллов из разбавленных растворов, при синтезе и очистке гидроксокомплексных соединений этих металлов.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ МЕДИ ИЛИ ПАЛЛАДИЯ ИЗ ОРГАНИЧЕСКОГО РАСТВОРА, содержащего комплексное соединение металла с органическим реагентом, включающий обработку органического раствора с последующим выделением комплекса, отличающийся тем, что органический раствор обрабатывают 0,01 1,0 М раствором гидроксида калия в этиловом или изопропиловом спирте, а в качестве органического реагента используют диантипирилпропилметан.

РИСУНКИ

Рисунок 1