Способ селективного выделения палладия

 

Изобретение относится к гидрометаллургии. Палладий из растворов селективно выделяют осаждением водорастворимыми ксантогенатами с последующей очисткой палладиевых осадков от примесей. Очистку осадков ведут при температуре 40-75°С путем репульпации в растворе 10-50 г/дм³ тиокарбамида и 20-50 г/дм³ соляной кислоты. Технический результат заключается в повышении селективности выделения палладия из растворов различного состава, например, содержащих платину, серебро и медь. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к аффинажу металлов платиновой группы (МПГ).

Заявляемый способ селективного выделения палладия с использованием ксантогенатов может быть использован в металлургических и химических производствах и позволяет получать палладий в чистом виде.

При осаждении ионов палладия(II) ксантогенатами из различных растворов сложного, многокомпонентного состава достигают высокой степени его отделения от неблагородных металлов. Однако соосаждение платины(II) и серебра(I) не позволяет получать чистый палладиевый продукт последующей металлизацией осадков. Очистка ксантогенатов палладия через восстановление (разложение органики), перевод в раствор и осаждение металла приводит к задалживанию палладия и, как правило, снижению его прямого извлечения в готовую продукцию. Поэтому в настоящее время наряду с отработкой режимов селекции осаждения палладия ксантогенатами перспективным направлением развития аффинажного производства является поиск способов отделения примесных элементов из его ксантогенатных осадков селективным кондиционированием.

Известен способ селективного 80-90%-ного осаждения палладия из палладий-платиновых аммиачных растворов водорастворимыми ксантогенатами. Осаждение ведут при температуре 17-25°С, рН 7,7-8,4 с предварительной обработкой исходных растворов пероксидом водорода с расходом 5,85-8,78 г на 1 г платины (Лебедь А.Б., Шевелева Л.Д., Краюхин С.А., Набойченко С.С. О применении ксантогенатов в технологии аффинажа//Изв. вузов. Цветная металлургия. 1999. № 11-12.С.31-33). Способ позволяет за одну стадию достичь высокой степени разделения палладия и платины и упростить аппаратурное оформление.

Недостатки способа:

1. Достигаемая селективность отделения серебра от палладия недостаточна для получения палладиевого продукта (последующим восстановлением) с массовой долей основного компонента более 99,9%. Содержание серебра в металлизированном продукте может составлять 0,1-0,11%.

2. Узкие интервалы рН осуществления способа.

3. Необходимость разрушения избытка пероксида водорода при последующем выделении платины из растворов.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ селективного осаждения палладия из солянокислых, сернокислых, азотнокислых и аммиачно-хлоридных растворов ксантогенатами натрия при расходе осадителя 80-90% от стехиометрии выделения палладия (К.А.Карасев, И.А.Каковский. Некоторые сульфгидрильные соединения палладия. Цветные металлы № 3, 1958, с.47-54), который принят в качестве прототипа. Данные приведены для солянокислых растворов, содержащих 1% НСl и по 0,73 г/дм³ Pt, Pd, Сu, Ni, Rh, Ir, Fe.

Для очистки от примесей свежеосажденные осадки ксантогената палладия репульпируют в исходном палладийсодержащем растворе. В результате протекания обменных реакций примесные элементы из осадка переходят в раствор, осаждая при этом палладий вследствие меньших значений произведений растворимости его соединений.

По нашим экспериментальным данным способ имеет важный недостаток - не достигается очистка ксантогенатных осадков от платины, серебра и меди, позволяющая последующим восстановлением осадков продуцировать палладиевый продукт чистоты не менее 99,9% (см. таблицу).

Анализ описанных выше аналога и прототипа выявил, что ни в одном из них не достигается желаемого технического результата - повышение селективности выделения палладия из растворов различного состава водорастворимыми ксантогенатами.

Авторами изобретения по настоящей заявке способ селективного выделения палладия с достижением указанного технического результата создан.

Способ селективного выделения палладия из растворов включает осаждение водорастворимыми ксантогенатами и последующее кондиционирование очисткой от примесей палладиевых осадков.

Способ отличается тем, что очистку ведут при температуре 40-75°С путем репульпации в растворе, содержащем 10-50 г/дм³ тиокарбамида и 20-50 г/дм³ соляной кислоты.

Заявляемый способ очистки ксантогенатных осадков палладия отвечает всем критериям патентоспособности.

Он является новым, т.к. аналогичные известные из уровня техники решения не обладают тождественной совокупностью признаков, о чем свидетельствует приведенный выше анализ известных технических решений.

Предлагаемое для патентной защиты изобретение имеет изобретательский уровень, т.к. его сущность для специалиста, занимающегося аффинажом благородных металлов, явным образом не следует из известного уровня техники, т.е. не выявлены решения, имеющие признаки, совпадающие с отличительными признаками заявляемого способа, а значит, и не может быть подтверждена известность отличительных признаков на указанный заявителем технический результат.

Заявляемый способ кондиционирования очисткой ксантогенатных осадков палладия позволяет получать продукт, практически не содержащий платины, серебра и меди, что обеспечивает при дальнейшей обработке известными способами, например прокалкой, производство палладиевого продукта с массовой долей основного компонента не менее 99,9%.

Режимы осуществления способа подобраны экспериментально. Кондиционирование свежеосажденных осадков ксантогената палладия тиокарбамидом (Thio) в растворе соляной кислоть (HCl) оуществляли в реакторе с перемешиванием при Т:Ж=1:5 и температуре 25-75°С в течение 4 часов. Полученный по окончанию операции осадок палладия отделяли фильтрацией, промывали водой, сушили, прокаливали при 800°С в течение 2 часов, полученную губку измельчали и анализировали на палладий, платину, серебро и медь.

Опытным путем установлен оптимальный состав раствора кондиционирования и температура ведения процесса. Результаты опытов представлены в таблице. При температуре 40-75°С в растворе, содержащем, г/дм³: 10-50 Thio, 20-50 НСl, достигается необходимая степень очистки ксантогенатных осадков палладия от примесей, позволяющая последующим восстановлением получать палладий высокой чистоты (более 99,9% Pd) при степени его перехода в раствор кондиционирования на уровне 0,93-5,14%.

Дальнейшее повышение концентраций используемых реагентов неоправдано по причине повышения степени перехода палладия в раствор, а при концентрациях Thio менее 10 г/дм³ и НСl - менее 20 г/дм³ степень очистки палладия от примесей недостаточна для получения чистого палладия металлизацией осадков.

При температуре менее 40°С необходимая для получения чистого палладия степень очистки его ксантогената не достигается.

Способ опробован на осадках бутилксантогената палладия, выделенных из промышленных аммиачно-нитратных растворов АО “Уралэлектромедь”, содержащих, %: 24,14 Pd, 0,020 Pt, 0,40 Ag и 0,15 Сu, и иллюстрируется примерами практического осуществления способа.

Пример 1 (по прототипу). Порцию ксантогенатного осадка палладия репульпировали в аммиачно-нитратном растворе, содержащем, г/дм³: 38,8 Pd, 2,3 Pt, 0,13 Ag и 0,09 Сu при Т:Ж=1:5 и температуре 25°С. После 4-часовой выдержки пульпы осадок палладия отделяли фильтрацией, промывали водой, сушили, прокаливали при 800°С, полученную губку измельчали. Палладиевый продукт содержал, %: 97,61 Pd, 0,081 Pt, 1,62 Ag и 0,54 Сu.

Пример 2 (по заявляемому способу). Порцию ксантогенатного осадка палладия репульпировали при Т:Ж=1:5 и температуре 25°С в растворе, содержащем, г/дм³: 20 Thio, 10 НСl. Продолжительность кондиционирования и последующая обработка осадков палладия, как в примере 1. Палладиевый продукт содержал, %: 97,61 Pd; 0,081 Pt; 1,62 Ag и 0,54 Сu.

Остальные примеры осуществляли, как в примере 2. Состав раствора кондиционирования, температура, состав получаемых палладиевых продуктов представлены в таблице.

Положительные результаты селективного выделения палладия из аммиачных растворов аффинажа ОАО "Уралэлектромедь", включающего осаждение и кондиционирование ксантогената палладия, аппаратурная и режимная технологичность осуществления способа позволяют считать способ селективного выделения палладия промышленно применимым.

Преимущества промышленного использования заявляемого способа:

1. высокая степень селективности отделения палладия от платины, серебра и меди, что обеспечивает получение марочного палладия;

2. простота аппаратурного оформления.

Формула изобретения

Способ селективного выделения палладия из растворов, включающий осаждение водорастворимыми ксантогенатами и последующее кондиционирование очисткой от примесей палладиевых осадков, отличающийся тем, что очистку ведут при температуре 40-75°С путем репульпации в растворе, содержащем 10-50 г/дм³ тиокарбамида и 20-50 г/дм³ соляной кислоты.

РИСУНКИ

Рисунок 1