Способ экстракции палладия

 

Изобретение относится к области экстракционного извлечения палладия. Результат способа - возможность извлечения палладия как из сульфидных, так и из сульфоксидных экстрагентов, снижение времени расслаивания фаз. Палладий экстрагируют сульфидсодержащим экстрагентом. Реэкстракцию проводят смесью хлорида аммония и карбоната натрия. Используют смесь с концентрацией хлорида аммония 10-214 г/л и карбоната натрия 10-100 г/л. Время контактирования фаз при реэкстракции составляет 5-30 мин. Соотношение органической и водной фаз V₀:V_в=1:(0,1-3). 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к технологии экстракционного извлечения палладия.

В настоящее время разработано множество экстракционных методов извлечения палладия из растворов и отделения его от других платиновых металлов и неблагородных примесей.

Во многих случаях подбор экстрагентов зависит от возможности реэкстракции, т.е. извлечения ценного компонента из органической фазы в водную.

Известен способ экстракции палладия из водного хлоридного раствора гетероциклическими производными пиридина, пирамидина, пиразина, пиридазина, триазола.

Реэкстракцию палладия осуществляют водным раствором аммиака (см. патент СССР 1838243, С 01 G 55/00, 1993).

Подбор экстрагента и реэкстрагента позволяет произвести разделение, например, палладия и платины.

При экстракции палладия и платины из солянокислого раствора в органическую фазу используют амин Амберлит LA 1.

Разделение металлов происходит на стадии реэкстракции. Вначале реэкстрагируют платину щелочным раствором карбоната, бикарбоната, щелочи, концентрацией 50 г/л, а затем палладий реэкстрагируют подкисленным раствором гидразина, гидроксиламина или тиомочевины (см. патент США 4041126, С 01 G 55/00, 1977).

Следовательно, для каждого экстрагента необходимо использовать свой реэкстрагент.

Известен способ извлечения палладия из солянокислого раствора сульфоксидом с последующей реэкстракцией раствором аммиака (см. патент РФ 2130429, С 01 G 55/00, 20.05.1999).

Однако этот способ имеет ряд недостатков: процесс реэкстракции протекает длительное время из-за кинетической длительности, образуется плохо расслаивающаяся от 5 до 12 ч эмульсия, что приводит к механическим потерям экстрагента. Кроме того, в процессе реэкстракции происходит разложение экстрагента аммиаком. Потери его составляют 10%. Продукт может быть загрязнен органикой.

Наиболее близким к предложенному является способ экстракции палладия с последующей реэкстракцией раствором хлористого натрия или раствором хлористого аммония или их смесью. Концентрация раствора хлористого натрия или раствора хлористого аммония составляет 50-250 г/л, а концентрация смеси растворов хлористого натрия или хлористого аммония составляет 50-350 г/л (RU 2161129, C 01 G 55/00, 27.12.2000).

Недостатком способа является невозможность использования реэкстрагирующих смесей при реэкстракции палладия, связанного с серой сульфидов или сульфоксидов, при использовании их в качестве экстрагентов. Кроме того, скорость расслаивания фаз невелика, что усложняет осуществление процесса экстракции в непрерывном режиме.

При реэкстракции удаляется только тот палладий, который связан с кислородом.

Многократное использование оборотного экстрагента - сульфоксида, приводит к накоплению в нем палладия, непосредственно связанного с серой, который не может быть реэкстрагирован хлористыми солями натрия и аммония.

Задачей изобретения является создание способа, который позволял бы извлекать палладий из любых экстрагентов, содержащих серу, как сульфидных, так и сульфоксидных, а также снижение времени расслаивания фаз.

Сущность изобретения заключается в том, что в способе экстракции палладия серосодержащим экстрагентом с последующей реэкстракцией смесью хлорида аммония и соли натрия, реэкстракцию проводят с использованием в качестве соли натрия карбоната натрия.

Кроме того, предпочтительно использовать смесь с концентрацией хлорида аммония 10-214 г/л и карбоната натрия 10-100 г/л.

Предпочтительное время контактирования фаз при реэкстракции 5-30 мин, а соотношение органической и водной фаз V₀:V_в=1:(0,1-3).

В процессе взаимодействия солей, входящих в состав реэкстрагирующего раствора, образуется карбонат аммония, который, в свою очередь, гидролизуется с образованием аммиака и угольной кислоты.

Угольная кислота не устойчива и разлагается на углекислый газ и воду. Такой состав реэкстрагирующей смеси обеспечивает постоянство рН при реэкстракции и высокую скорость расслаивания фаз. Время расслаивания водной и органической фаз не превышает 15-20 мин. Это дает возможность организовать непрерывный процесс экстракции и реэкстракции.

При проведении реэкстракции чистым раствором аммиака время расслаивания эмульсий достигает 5-12 ч.

При использовании смеси с концентрацией хлорида аммония менее 10 г/л и карбоната натрия менее 10 г/л реэкстракция идет плохо из-за высокого коэффициента распределения палладия в органической фазе.

Верхний предел концентраций компонентов смеси органичен растворимостью солей и необходимостью их взаимодействия.

Время контактирования фаз при реэкстракции определяется кинетикой взаимодействия палладия и компонентов реэкстрагирующей смеси. При времени контакта фаз менее 5 мин извлечение палладия в водную фазу не достигает даже 25%.

Если соотношение органической и водной фаз V₀:V_в < (1:0,1), то невозможно осуществить реэкстракцию, т.к. количество водной фазы слишком мало и палладий выпадает в осадок.

Если соотношение органической и водной фаз V₀:V_в >(1:3), то раствор реэкстракта получается слишком разбавленным.

Изобретение может быть проиллюстрировано следующими примерами.

Пример 1 Палладий экстрагируют нефтяным сульфоксидом (НСО). Концентрация палладия в НСО составляет 17 г/л. Реэкстракцию палладия проводят реэкстрагирующей смесью состава хлорид аммония 80 г/л - карбонат натрия 80 г/л. Соотношение органической и водной фаз V₀:V_в=1:0,5. Время контакта фаз 5 мин. Концентрация палладия в реэкстракте 13,4 г/л. Время отстаивания 15 мин. Извлечение палладия за одну стадию 40%.

Пример 2 Условия проведения экстракции и реэкстракции как в примере 1, но время контакта фаз 30 мин. Концентрация палладия в реэкстракте 33,5 г/л. Время отстаивания 20 мин. Извлечение палладия за одну стадию 98,5%.

Пример 3 Палладий экстрагируют нефтяным сульфоксидом (НСО). Концентрация палладия в НСО составляет 17 г/л. Реэкстракцию палладия проводят реэкстрагирующей смесью состава хлорид аммония 214 г/л - карбонат натрия 30 г/л. Соотношение органической и водной фаз V₀:V_в=1:1. Время контакта фаз 5 мин. Время отстаивания 10 мин. Концентрация палладия в реэкстракте 15,3 г/л. Извлечение палладия за одну стадию 80%.

Пример 4 Условия проведения экстракции и реэкстракции как в примере 3, но концентрация солей в реэкстрагирующей смеси хлорид аммония 30 г/л, карбонат натрия 80 г/л. Время отстаивания 10 мин. Концентрация палладия в реэкстракте 11,9 г/л. Извлечение палладия за одну стадию 70%.

Пример 5 Условия проведения экстракции как в примере 1. Реэкстракцию палладия проводят смесью состава хлорид аммония 80 г/л - карбонат натрия 80 г/л. V₀: V_в= 1: 3. Время контакта фаз 5 мин. Время расслаивания 5 мин. Концентрация палладия в реэкстракте 3 г/л. Извлечение палладия составляет 42%.

Пример 6 Условия процесса как в примере 1. Соотношение фаз при реэкстракции V₀: V_в=1:0,1.

Время контакта фаз 10 мин, а время расслаивания 30 мин. Степень извлечения палладия 45%.

Приведенные примеры показывают, что смесь заявленного состава и условия осуществления процесса реэкстракции позволяют извлекать палладий из содержащего его сульфоксида с высоким выходом.

Формула изобретения

1. Способ экстракции палладия сульфидсодержащим экстрагентом с последующей реэкстракцией смесью хлорида аммония и соли натрия, отличающийся тем, что в качестве соли натрия используют карбонат натрия.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют смесь с концентрацией хлорида аммония 10-214 г/л и карбоната натрия 10-100 г/л.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что время контактирования фаз при реэкстракции составляет 5-30 мин, а соотношение органической и водной фаз V_о: V_в= 1: (0,1-3).