Способ извлечения драгоценных и тяжелых металлов из растворов

 

Изобретение может быть использовано для извлечения серебра, золота, платины и платиноидов из промышленных аффинажных отработанных растворов, а также для извлечения тяжелых металлов из промышленных сточных вод. Предложенным способом достигается повышение селективности извлечения ионов благородных металлов, содержащихся в растворе одновременно с катионами других металлов, увеличение сорбционной емкости твердого сорбента по отношению к металлам платиновой группы и увеличение скорости сорбции. Способ извлечения драгоценных и тяжелых металлов из растворов осуществляют с помощью органического сорбента смеси олигомерных продуктов взаимодействия формальдегида, сероводорода или его солей и соединений, содержащих первичные или вторичные аминогруппы.

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов, в частности к способам извлечения серебра, золота, платины и платиноидов из растворов.

Известен способ, разработанный фирмой "Рон Пуленк Индастриз", Франция (Заявка 2294239, Франция, 1976; Ситтиг М. Извлечение металлов и неорганических соединений из отходов. - М.: Металлургия, 1985), предназначенный для выделения металлов платиновой группы из кислых растворов. По данному способу кислые растворы контактируют с ионообменным сорбентом "Дуолит А 101 Д", после чего сорбент-концентрат сжигают. В золе остаются металлы в чистом виде. Благодаря исключению операции десорбции процесс эффективен. Недостатком способа является низкая емкость сорбента - 1 - 50 мг металла на 1 г сорбента, соответственно большой расход сорбента, вызывающий повышенные энергозатраты на сжигание.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ извлечения драгоценных металлов из растворов с помощью органических сера-, азотсодержащих сорбентов (патент РФ 2102508, 08.01.1998), в котором раствор извлекаемого металла контактирует с неионообменным сорбентом, после чего сорбент-концентрат сжигают.

Недостатком способа является его применимость лишь к растворам, не содержащим других металлов, кроме благородных. Неселективность указанного сорбента по отношению к драгоценным металлам в растворах, содержащих наряду с драгоценными металлами ртуть и некоторые другие тяжелые металлы, сдерживает применение этого способа в промышленности.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение селективности извлечения ионов драгоценных металлов, содержащихся в растворе одновременно с катионами других металлов, увеличение сорбционной емкости твердого сорбента по отношению к металлам платиновой группы и увеличение скорости сорбции.

Технический результат достигается за счет того, что в способе извлечения драгоценных и тяжелых металлов из растворов с помощью органического сорбента согласно изобретению в качестве сорбента используют смесь олигомерных продуктов взаимодействия формальдегида, сероводорода или его солей и соединений, содержащих первичные или вторичные аминогруппы.

Синтезированный сорбент представляет собой смесь олигомерных тиометиленаминов, (далее ОТМА), получаемых известными реакциями СН₂О, H₂S или его солей, и соединений, содержащих первичные или вторичные аминогруппы.

Получают ОТМА реакцией 2-10 молей СН₂О, 0,5-10 молей Н₂S (или солей H₂S) и 0,5-2 молей соединений с первичной или вторичной аминогруппой в присутствии катализатора - гидроокиси или гидрокарбоната щелочного металла в количестве от 1 до 10 мас.%. Реакция проводится в интервале от 0 до 100^oС в течение 1-20 ч. Аддукты реакции - смесь ОТМА общей формулы: Для RNH₂: где n≥1 Для RR'NH: где n≥1 Для полиаминов: где n≥1, m≥0,
где R, R' - Н или углеводородный радикал с любыми типами заместителей.

R'' - углеводородный радикал с любыми типами заместителей, карбонильная, тиокарбонильная и др. типы функциональных групп.

Смесь ОТМА, выделенная из реакционной массы фильтрованием, после промывки водой и сушки без разделения на фракции используется в качестве сорбента драгоценных (ДМ) и тяжелых (ТМ) металлов.

Извлечение ДМ и ТМ из растворов проводилось следующим образом: раствор, содержащий драгоценные и тяжелые металлы, обрабатывали сорбентом ОТМА в количестве 5-10 г на 1 г извлекаемого металла при температуре 0-100^oС и атмосферном давлении в статическом или динамическом режиме в течение 2-10 ч до полного отсутствия следов драгоценных или тяжелых металлов.

Отфильтрованный и промытый водой осадок сорбента-концентрата высушивали и прокаливали при температуре 600-870^oС, получали извлекаемый металл с выходом 96-99%.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. В 1 литр модельного раствора с содержанием платины (в виде платинохлористоводородной кислоты), равным 100 мг, вносят навеску сорбента ОТМА, равную 200 мг, и перемешивают в течение 2 ч при комнатной температуре, после чего отделяют твердую фазу фильтрованием. В фильтрате и в твердой фазе определяют содержание платины: в фильтрате платина отсутствовала, в твердой фазе найдено платины - 99 мг.

Пример 2. В 1 литр модельного раствора с содержанием кадмия (в виде сульфата), равным 100 мг, вносят навеску сорбента ОТМА, равную 400 мг, и перемешивают в течение 4 ч при комнатной температуре, после чего отделяют твердую фазу фильтрованием. В фильтрате и в твердой фазе определяют содержание кадмия: в фильтрате кадмий отсутствовал в твердой фазе найдено кадмия - 98,9 мг.

Пример 3. В 1 литр модельного раствора, содержащего 3 моля НСl, 100 мг платины (в виде платинохлористоводородной кислоты), 100 мг кадмия (в виде хлорида кадмия), вносят навеску ОТМА, равную 200 мг и перемешивают в течение 2 часов при комнатной температуре, после чего отделяют твердую фазу фильтрованием. В фильтрате и в твердой фазе определяют содержание платины и кадмия. В фильтрате платина отсутствовала, содержание кадмия не изменилось и было равным 100 мг. В твердой фазе содержание платины 99 мг, кадмий отсутствовал.

Пример 4. В 1 литр модельного раствора, содержащего 100 мг платины (в виде платинохлористоводородной кислоты), 100 мг кадмия (в виде хлорида кадмия), вносят навеску ОТМА, равную 500 мг, и перемешивают при температуре 100^oС в течение 2 ч, после чего отделяют твердую фазу фильтрованием. В фильтрате и в твердой фазе определяли содержание платины и кадмия. В фильтрате платина и кадмий отсутствовали. В твердой фазе содержание платины 99 мг, кадмия 99,5 мг.

Отличительными особенностями извлечения ДМ и ТМ из растворов являются:
1) более высокая емкость (0,4-0,5 г/г) по извлекаемому металлу, что влечет за собой уменьшение расхода сорбента;
2) более высокая скорость сорбции, что влечет за собой сокращение времени контакта сорбента с раствором до 1-2 ч.

Способ промышленно применим для извлечения серебра, золота, платины и платиноидов из промышленных отработанных аффинажных растворов, а также для извлечения тяжелых металлов из промышленных сточных вод.

Формула изобретения

Способ извлечения драгоценных и тяжелых металлов из растворов, включающий сорбцию органическим сорбентом, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют смесь олигомерных продуктов взаимодействия формальдегида, сероводорода или его солей и соединений, содержащих первичные или вторичные аминогруппы.