Способ выделения палладия из исходного сырья

 

Использование: выделение палладия из электролитов гальванических производств. Сущность способа: шлам состава, мас.%: олово 90-95, медь 3-5, палладий 2-5, растворяют в азотной кислоте с концентрацией 3-4 моль/л. Процесс ведут в присутствии щавелевой кислоты при массовом соотношении шлам : щавелевая кислота, равном 2:1 или 3:1. Полученный раствор, содержащий палладий, отделяют от осадка. Палладий из раствора восстанавливают водородом или цинком. 1 н.з. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к способам выделения палладия из отходов промышленных предприятий и может быть использовано для выделения палладия из электролитов гальванических производств.

Известен способ выделения платины и палладия из солянокислых растворов экстракцией аминами или солями четвертичных аммониевых оснований [1] Недостатком способа являются многостадийность: четырехкратная экстракция, реэкстракция, 5-кратная обработка органической фазы насыщенным раствором хлористого аммония.

Известен способ извлечения палладия из азотнокислых растворов, включающих его осаждение органическим соединением и отделение образовавшегося осадка [2] Проведение этого процесса с использованием сахарозы в качестве органического соединения палладия требует предварительного проведения операции подкисления исходного азотнокислого раствора до концентрации 8-12 М и нагревания раствора в течение 4 ч. При этом полнота осаждения палладия составляет 82% Недостаток известного способа многостадийность процесса.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ извлечения палладия, основанный на его осаждении карбоновокислым раствором с олефинами и азотнокислородсодержащими соединениями с последующим растворением осадка в растворе гидроокисей и дианидов щелочных металлов и восстановление палладия из раствора гидразином, формальдегидом или водородом [3] Недостатками способа прототипа являются многостадийность, использование дорогих и труднодоступных веществ, наличие сбросовых растворов, содержащих органические соединения.

Цель изобретения утилизация отходов, упрощение процесса и получение экологически чистых сбросовых вод.

Для этого в предлагаемом способе выделения палладия из исходного сырья, включающем растворение осадка и последующее восстановление палладия, в качестве исходного сырья используют шлам электролитических производств, растворение которого ведут в азотной кислоте в присутствии щавелевой кислоты.

В качестве исходного сырья используют шлам, предпочтительно содержащий олова 90-95% меди 3-5% палладия 2-5% Процесс, предпочтительно, ведут в азотной кислоте с концентрацией 3-4 моль/л.

Восстановление палладия проводят цинком или водородом.

Массовое соотношение шлама и щавелевой кислоты составляет 2:1 или 3:1 Отличительными от прототипа признаками предлагаемого способа являются: использование шлама электролитических производств состава: олово 90-95% медь 3-5% палладий 2-5% в качестве исходного сырья, что позволяет выделить палладий и олово, утилизировать отходы, исключить сброс загрязненных вод; растворение шлама ведут в азотной кислоте в присутствии щавелевой кислоты, это позволяет ускорить осаждение олова, как основного мешающего элемента, появляется возможность отделения основного раствора, содержащего палладий; использование азотной кислоты с концентрацией 3-4 моль/л является оптимальным, т.к. выход за эти пределы влияет на выход палладия; использование цинка в качестве восстановителя расширяет возможности применения процесса при выделении палладия из шлама электролитических производств; соотношение используемых реагентов 2:1 оптимально, т.к. при добавлении щавелевой кислоты образуется трудно растворимые оксалаты олова. Экспериментально установлено, что при соотношении шлам щавелевая кислота, равном 2:1, происходит связывание олова в оксалат, при более низком содержании щавелевой кислоты растворение олова сопровождается образованием студенистого осадка оловянной кислоты, который затрудняет отделение основного раствора, содержащего палладий.

Возможно проведение процесса при соотношении вышеуказанных компонентов 3:1.

Выше перечисленные признаки являются существенными, т.к. они влияют на достигаемый технический результат утилизацию отходов, упрощение процесса и получение экологически чистых отходов сбросовых вод, т.е. находятся в причинно-следственной связи с указанным результатом.

В процессе используется в качестве исходного сырья шлам следующего состава, олово от 90-95, медь 3-5, палладий 2-5.

Пример 1. К 300 г шлама, содержащего 8-15 г палладия, добавляют 100 г щавелевой кислоты, приливают 150 мл концентрированной HNO₃, перемешивают, добавляют дистиллированной воды до концентрации 4 моль/л по HNO₃, нагревают 15-20 мин до 80-90^oC при постоянном перемешивании. Разбавляют в 2-3 раза водой, сливают фильтрат. Осадок промывают дважды. Фильтрат и промывные воды собирают и ведут восстановление металла цинком. Выход 80-90%
Пример 2. К 300 г шлама, содержащего от 8-15 г палладия, приливают 150 мл концентрированной HNO₃, добавляют 150 г щавелевой кислоты и дистиллированной воды до концентрации 3 моль/л по HNO₃. Смесь перемешивают и нагревают 15-20 мин при 80-90^oC. К смеси добавляют 500-1000 мл дистиллированной воды. Фильтрат сливают с осадка, который дважды промывают. Фильтрат и промывные воды переносят в отдельную емкость, в которой ведут восстановление палладия водородом при 80^oC. Выпавшую палладиевую чернь отфильтровывают, сушат. Выход составляет 90-99%
Применение процесса в промышленности имеет следующие преимущества: утилизация отходов; упрощение процесса за счет сокращения числа операций; применение доступных и недорогих реактивов; экологически чистые сбросовые воды.

Формула изобретения

1. Способ выделения палладия из исходного сырья, включающий растворение осадка и последующее восстановление палладия, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют шлам электролитических производств, растворение которого ведут в азотной кислоте в присутствии щавелевой кислоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют шлам, предпочтительно содержащий, мас.

Олово 90 95
Медь 3 5
Палладий 2 5
3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что процесс ведут в азотной кислоте с концентрацией 3 4 мас./л.

4. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что восстановление палладия проводят цинком или водородом.

5. Способ по пп.1 3, отличающийся тем, что процесс ведут при массовом соотношении шлам щавелевая кислота 2 1.

6. Способ по пп.1 4, отличающийся тем, что процесс ведут при массовом соотношении шлам щавелевая кислота 3 1.