Способ разделения платины (ii, iv), родия (iii) и никеля (ii) в хлоридных растворах



Способ разделения платины (ii, iv), родия (iii) и никеля (ii) в хлоридных растворах
Способ разделения платины (ii, iv), родия (iii) и никеля (ii) в хлоридных растворах

 


Владельцы патента RU 2527830:

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Сибирский федеральный университет" (СФУ) (RU)

Изобретение относится к разделению и концентрированию металлов и может быть использовано для разделения платины, родия и никеля. Способ отделения платины (II, IV) и родия (III) от никеля (II) в хлоридных растворах, включает сорбцию платины (II, IV) и родия (III) и последующую десорбцию этих металлов. Сорбцию проводят из свежеприготовленных или выдержанных растворов в динамических условиях путем пропускания раствора через слой сильноосновного анионита Purolite А 500 или слабоосновного комплексообразующего анионита Purolite S 985, содержащего полиаминные функциональные группы. При этом происходит полный переход платины (II, IV) и родия (III) в анионит и оставление никеля (II) в выходящем растворе. Техническим результатом является сокращение времени процесса, отделение платиновых металлов от сопутствующих металлов, в частности от никеля, увеличение степени извлечения металлов, уменьшение трудоемкости процесса разделения. 2 ил., 2 табл., 6 пр.

 

Изобретение относится к области аналитической химии платиновых металлов, в частности к методам разделения и концентрирования, и может быть использовано для разделения платины, родия и никеля в хлоридных свежеприготовленных и выдержанных растворах сорбционным методом с использованием сильноосновного и слабоосновного комплексообразующего анионитов.

В настоящее время известен способ разделения платины и родия в солянокислых растворах [патент РФ №2165992, С22В 11/00, С22В 3/24, опубл. 27.04.2001 г.], включающий сорбцию их из растворов на сильноосновном анионите, последующую промывку анионита и его сжигание с получением металлической платины и чистых соединений родия.

К недостаткам этого способа относится использование только свежеприготовленных растворов; невозможность повторного использования анионита вследствие сжигания; проведение осаждения; а также экологическая опасность способа ввиду высокой температуры термической деструкции (400°С) и сжигания анионита (950°С).

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ разделения платины (II, IV) и родия (III) в солянокислых водных растворах [патент РФ №2439175, С22В 11/00, С22В 3/24, опубл. 10.01.2012], включающий сорбцию платины (II, IV) и родия (III) сильноосновным анионитом Purolite A 500, содержащим в качестве функциональной группы четвертичное аммонийное основание, и последующую десорбцию с анионита. При этом сорбцию осуществляют из свежеприготовленных и выдержанных растворов. Для десорбции платины используют 2 М NH4SCN или 2 М KNO3, для элюирования родия - 2 М HCl или 1 М раствор тиомочевины в 2 М растворе H2SO4.

К недостаткам данного способа относятся неполнота извлечения платиновых металлов и длительность процесса разделения за счет проведение экспериментов в статических условиях, отсутствие возможности отделения платины и родия от сопутствующих ионов цветных металлов, в частности, никеля.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является сокращение времени разделения платиновых металлов в растворах, отделение их от сопутствующих металлов, в частности никеля, увеличение степени извлечения металлов, уменьшение трудоемкости процесса разделения.

Достижение технического результата обеспечивается тем, что в способе отделения платины (II, IV), родия (III) и никеля (II) в хлоридных растворах, включающем сорбцию платины (II, IV) и родия (III) и последующую десорбцию, при этом сорбцию проводят из свежеприготовленных или выдержанных растворов в динамических условиях путем пропускания раствора через слой сильноосновного анионита Purolite A 500 или слабоосновного комплексообразующего анионита Purolite S 985, содержащего полиаминные функциональные группы, при полном переходе платины (II, IV) и родия (III) в анионит и оставлении никеля (II) в выходящем растворе.

Указанные отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию «новизна». Признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей химии и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию «изобретательный уровень».

Изобретение поясняется чертежами. На фиг.1 представлена общая схема разделения платины (II, IV), родия (III) и никеля (II) в хлоридных растворах на сильноосновном анионите Purolite A 500 и слабоосновном комплексообразующем анионите Purolite S 985. На фиг.2 представлены результаты исследования морфологии поверхности анионита Purolite S 985 после сорбции металлов, полученные сканирующей электронной рентгеновской микроскопией.

Сущность способа заключается в том, что разделение платиновых металлов и никеля осуществляют в динамических условиях, позволяющих, в отличие от статических, снизить время проведения сорбции. Кроме того, пропускание раствора через хроматографическую колонку дает возможность разделения ионов, содержащихся в этом растворе. При этом в свежеприготовленных хлоридных растворах преимущественно присутствуют хлорокомплексы платины (II) и платины (IV) ([PtCl4]2- и [PtCl6]2-) и гексахлорокомплексы родия (III) ([RhCl6]3-), никель в этих системах существует в виде комплексов [NiCl4]2-. По мере выдерживания в растворах образуются аква- и гидроксокомплексы платиновых металлов: [Pt(OH)Cl3]2-, [RhCl5(OH)5]3-, [Pt(OH)6]2- и [Rh(H2O)3Cl3]0 и другие. В случае никеля - «старения» растворов не происходит. Выдержанные системы наиболее приближены к технологическим.

На первом этапе пропускают свежеприготовленный или выдержанный в течение трех месяцев раствор через слой предварительно набухшего сильноосновного анионита Purolite A 500 или слабоосновного комплексообразующего анионита Purolite S 985, для которого характерно увеличение извлечения комплексов металлов в слабокислых средах за счет дополнительного комплексообразования. В результате пропускания таких растворов платина (II, IV) и родий (III) полностью сорбируются, а никель (II) остается в выходящем растворе без изменения концентрации. Отсутствие ионов никеля (II) в фазе анионита Purolite S 985 после сорбции подтверждают результаты исследования морфологии его поверхности, полученные сканирующей электронной рентгеновской микроскопией. Аналогичные данные получают при исследовании фазы анионита Purolite A 500.

Второй этап включает десорбцию платиновых металлов с анионитов. При выдерживании растворов в течение трех месяцев объемы десорбентов, требуемые для полного извлечения платиновых металлов с анионитов несколько увеличиваются, однако это не оказывает значительного влияния на эффективность извлечения. Аниониты после десорбции переходят в хлоридную форму, пригодную для повторного использования без дополнительной регенерации. Платину (II, IV), родий (III) и никель (II) после разделения можно использовать для дальнейшей работы в виде растворов, либо можно перевести их в металлическую форму.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом.

Анионит Purolite A 500 или Purolite S 985 в хлоридной форме, массой 2,3 г или 1,8 г, соответственно, помещают в хроматографическую колонку, высотой 20 см и диаметром 1 см. Для набухания аниониты на 20 мин заливают небольшим количеством (-20 мл) 0,01 М раствора HCl. Далее через слой анионитов со скоростью 1,5 мл/мин пропускают 50 мл раствора следующего состава: концентрации HCl 0,01-2 моль/л, концентрация по платине (II, IV) 2,5·10-4 моль/л, по родию (III) 2,5·10-4 моль/л, по никелю (II) 8,5·10-4 моль/л. В результате полностью сорбируются комплексы платины (II, IV) и родия (III), а ионы никеля (II) остаются в выходящем растворе. После этого пропускают 2 М раствор NH4SCN. При этом платина (II, IV) полностью переходит в раствор. Далее аниониты промывают от избытка тиоцианата аммония 20 мл воды и пропускают через них 2 М раствор HCl для извлечения родия (III). При этом аниониты переходят в хлоридную форму, пригодную для повторного использования без дополнительной регенерации.

Концентрации комплексов металлов в растворах определяют спектрофотометрическим методом с хлоридом олова (II) для платины (II, IV) и родия (III), и диметилглиоксимом для никеля (II) по известным методикам [Аналитическая химия платиновых металлов / С.И. Гинзбург, Н.А. Езерская, И.В. Прокофьева и др. М.: Наука, 1972. 617 с.; Пешкова В.М., Савостина В.М. Аналитическая химия никеля. М.: Наука, 1966. 205 с.].

Результаты предлагаемого способа представлены в табл.1 и 2, где С - концентрации платины (II, IV), родия (III), никеля (II) и хлороводородной кислоты в контактирующих растворах (моль/л), Rсорб, - процент сорбции платиновых металлов (%), Vдес - объем десорбента, требуемый для полного извлечения сорбированных ионов платиновых металлов (мл); Сэл - концентрация платины (II, IV) или родия (III) в элюате после их полной десорбции (моль/л).

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Анионит Purolite A 500 в хлоридной форме, массой 2,3 г, помещают в хроматографическую колонку, заливают на 20 мин 20 мл 0,01 М раствора HCl для его набухания, затем со скоростью 1,5 мл/мин пропускают 50 мл свежеприготовленного раствора следующего состава: концентрация HCl 2,0 моль/л, концентрация по платине (II, IV) 2,5·10-4 моль/л, по родию (III) 2,5·10-4 моль/л, по никелю (II) 8,5·10-4 моль/л (табл.1). При этом никель (II) остается в выходящем растворе, в то время как платиновые металлы полностью сорбируются. Далее через слой анионита пропускают 120 мл 2 М раствора NH4SCN для извлечения платины (II, IV). Затем анионит промывают 20 мл воды и пропускают через него 140 мл 2 М раствора HCl для извлечения родия (III).

Пример 2. Анионит Purolite A 500 в хлоридной форме, массой 2,3 г, помещают в хроматографическую колонку, заливают на 20 мин 20 мл 0,01 М раствора HCl для его набухания, затем со скоростью 1,5 мл/мин пропускают 50 мл свежеприготовленного раствора следующего состава: концентрация HCl 0,01 моль/л, концентрация по платине (II, IV) 2,5·10-4 моль/л), по родию (III) 2,5·10-4 моль/л, по никелю (II) 8,5·10-4 моль/л (табл.1). При этом никель (II) остается в выходящем растворе, в то время как платиновые металлы полностью сорбируются. Далее через слой анионита пропускают 140 мл 2 М раствора NH4SCN для извлечения платины (II, IV). Затем анионит промывают 20 мл воды и пропускают через него 150 мл 2 М раствора HCl для извлечения родия (III).

Пример 3. Анионит Purolite A 500 в хлоридной форме, массой 2,3 г, помещают в хроматографическую колонку, заливают на 20 мин 20 мл 0,01 М раствора HCl для его набухания, затем со скоростью 1,5 мл/мин пропускают 50 мл выдержанного в течение трех месяцев раствора следующего состава: концентрации HCl 0,01 моль/л, концентрация по платине (II, IV) 2,5·10-4 моль/л, по родию (III) 2,5·10-4 моль/л, по никелю (II) 8,5·10-4 моль/л. При этом никель (II) остается в выходящем растворе, в то время как платиновые металлы полностью сорбируются на анионите. Далее через слой анионита пропускают 190 мл 2 М раствора NH4SCN для извлечения платины (II, IV). Затем анионит промывают 20 мл воды и пропускают через него 185 мл 2 М раствора HCl для извлечения родия (III).

Пример 4. Анионит Purolite S 985 в хлоридной форме, массой 1,8 г, помещают в хроматографическую колонку, заливают на 20 мин 20 мл 0,01 М раствора HCl для его набухания, затем со скоростью 1,5 мл/мин пропускают 50 мл свежеприготовленного раствора следующего состава: концентрация HCl 2,0 моль/л, концентрация по платине (II, IV) 2,5·10-4 моль/л, по родию (III) 2,5·10-4 моль/л, по никелю (11) 8,5·10-4 моль/л (табл.1). При этом никель (II) остается в выходящем растворе, в то время как платиновые металлы полностью сорбируются. Далее через слой анионита пропускают 150 мл 2 М раствора NH4SCN для извлечения платины (II, IV). Затем анионит промывают 20 мл воды и пропускают через него 160 мл 2 М раствора HCl для извлечения родия (III).

Пример 5. Анионит Purolite S 985 в хлоридной форме, массой 1,8 г, помещают в хроматографическую колонку, заливают на 20 мин 20 мл 0,01 М раствора НС1 для его набухания, затем со скоростью 1,5 мл/мин пропускают 50 мл свежеприготовленного раствора следующего состава: концентрация HCl 0,01 моль/л, концентрация по платине (II, IV) 2,5·10-4 моль/л, по родию (III) 2,5·10-4 моль/л, по никелю (II) 8,5·10-4 моль/л (табл.1). При этом никель (II) остается в выходящем растворе, в то время как платиновые металлы полностью сорбируются. Далее через слой анионита пропускают 160 мл 2 М раствора NH4SCN для извлечения платины (II, IV). Затем анионит промывают 20 мл воды и пропускают через него 170 мл 2 М раствора HCl для извлечения родия (III).

Пример 6. Анионит Purolite S 985 в хлоридной форме, массой 1,8 г, помещают в хроматографическую колонку, заливают на 20 мин 20 мл 0,01 М раствора HCl для его набухания, затем со скоростью 1,5 мл/мин пропускают 50 мл выдержанного в течение трех месяцев раствора следующего состава: концентрации HCl 0,01 моль/л, концентрация по платине (II, IV) 2,5·10-4 моль/л, по родию (III) 2,5·10-4 моль/л, по никелю (II) 8,5·10-4 моль/л. При этом никель (II) остается в выходящем растворе, в то время как платиновые металлы полностью сорбируются. Далее через слой анионита пропускают 210 мл 2 М раствора NH4SCN для извлечения платины (II, IV). Затем анионит промывают 20 мл воды и пропускают через него 210 мл 2 М раствора HCl для извлечения родия (III).

Результаты разделения платины (II, IV) и родия (III) представлены в табл.1, результаты по сорбции никеля (II) в табл.2.

Таблица 1
Результаты по разделению платины (II, IV) и родия (III) из свежеприготовленных (а) и выдержанных (б) растворов в динамических условиях (C(Pt)=C(Rh)=2,5·10-4 моль/л)
Марка анионита Металлы C (HCl), моль/л Rсорб, % Десорбент
2М NH4SCN 2М HCl
Vдес, мл Сэл, моль/л Vдес, мл Сэл, моль/л
Purolite А 500 Pt (a) 2,0 99,9 120 1,04·10-4 - -
(a) 0,01 99,9 140 8,92·10-5 - -
(6)0,01 95,0 190 6,25·10-5 - -
Rh (a) 2,0 99,9 - - 140 8,93·10-4
(a) 0,01 99,9 - - 150 8,34·10-4
(6) 0,01 93,2 - - 185 6,25·10-4
Purolite S985 Pt (a) 2,0 99,9 150 8,33·10-5 - -
(a) 0,01 99,9 160 7,80·10-5 - -
(6) 0,01 98,0 210 5,83·10-5 - -
Rh (a) 2,0 99,9 - - 160 7,81·10-4
(a) 0,01 99,9 - - 170 7,36·10-4
(6) 0,01 97,1 - - 210 5,77·10-4
Таблица 2
Результаты по сорбции никеля (II) из свежеприготовленных (а) и выдержанных (б) растворов в динамических условиях
Марка анионита C (Ni) С (HCl) в свежеприготовленных растворах С (HCl) в выдержанных растворах
2,0 моль/л 0,01 моль/л 0,01 моль/л
Purolite А 500 До сорбции 8,5·10-4 8,5·10-4 8,5·10-4
После сорбции 8,5·10-4 8,5·10-4 8,5·10-4
Purolite S985 До сорбции 8,5·10-4 8,5·10-4 8,5·10-4
После сорбции 8,5·10-4 8,5·10-4 8,5·10-4

Использование заявляемого изобретения открывает возможность раздельного получения платины (II, IV), родия (III) и никеля (II) из хлоридных растворов. Для процессов сорбции и десорбции применяются дешевые, нетоксичные растворы тиоцианата аммония и хлороводородной кислоты, что позволяет разработать экологически безопасные технологии извлечения платиновых металлов и никеля, и избежать дополнительной операции регенерации анионита.

Способ позволяет извлекать указанные металлы на уровне до 99,9% не только из свежеприготовленных, но и из выдержанных растворов, поскольку последние приближены к производственным условиям, где часто используют «старые» растворы. Кроме того, использование комплексообразующего анионита Purolite S 985 позволяет увеличить степень извлечения металлов при переходе от сильнокислых к слабокислым средам.

Таким образом, в результате использования заявляемого технического решения сокращается время разделения платиновых металлов в растворах за счет проведения сорбции в динамических условиях, появляется, возможность отделения их от сопутствующих металлов, в частности никеля, а также увеличивается степень извлечения металлов, уменьшается трудоемкость процесса разделения.

Способ отделения платины (II, IV) и родия (III) от никеля (II) в хлоридных растворах, включающий сорбцию платины (II, IV) и родия (III) и последующую десорбцию, при этом сорбцию проводят из свежеприготовленных или выдержанных растворов в динамических условиях путем пропускания раствора через слой сильноосновного анионита Purolite А 500 или слабоосновного комплексообразующего анионита Purolite S 985, содержащего полиаминные функциональные группы, при полном переходе платины (II, IV) и родия (III) в анионит и оставлении никеля (II) в выходящем растворе.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу извлечения концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ) из экстракционной фосфорной кислоты. Экстракционную фосфорную кислоту с концентрацией 27-45 мас.%, содержащую РЗЭ и торий, пропускают через сульфоксидный катионит с образованием обедненного по РЗЭ торийсодержащего фосфорнокислого раствора и катионита, насыщенного РЗЭ.
Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых и может быть использовано для извлечения тонкодисперсного золота из глинистых отложений. Способ включает приготовление суспензии из глинистых отложений, улавливание из суспензии тонкодисперсного золота сорбцией введением сорбента на основе растительного материала, предварительно измельченного до крупности 0,3 мм, в суспензию и перемешиванием.

Изобретение относится к способу извлечения ионов серебра из низкоконцентрированных растворов. Способ включает пропускание раствора через полимерное волокно для сорбции ионов серебра.
Изобретение относится к сорбционной гидрометаллургии урана и рения и может быть использовано для извлечения рения из растворов и пульп. Способ извлечения рения из урансодержащих растворов включает сорбцию рения на анионах.

Изобретение относится к способу переработки фосфогипса для производства концентрата редкоземельных металлов (РЗМ) и гипса. Способ включает приготовление пульпы фосфогипса, выщелачивание РЗМ и фосфора серной кислотой.
Изобретение относится к способу извлечения урана из маточных растворов. Способ включает получение смолы, модифицированной аминофосфоновыми группами, и получение маточного раствора, содержащего от 25 до 278 г/л сульфата и уран.
Изобретение относится к области извлечения чистого пентаоксида ванадия из шлака, полученного при его производстве. В данном способе берут предварительно измельченный ванадийсодержащий шлак, сплавляют его с едким натром с получением метаванадата натрия.

Сорбционное извлечение ионов железа из кислых хлоридных растворов относится к области извлечения веществ с использованием сорбентов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Изобретение относится к сорбционному извлечению ионов кобальта Со2+ из кислых хлоридных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Изобретение относится к способу извлечения галлия из летучей золы. Способ включает измельчение летучей золы, удаление Fe путем магнитной сеперации, затем растворение ее в соляной кислоте с получением продукта солянокислого выщелачивания.

Изобретение относится к области получения нанопорошков. Способ получения суперпарамагнитных частиц никеля включает смешивание соединений никеля и полиольного спирта, последующий нагрев полученной смеси, ее охлаждение и центрифугирование, промывку и высушивание полученного осадка.

Изобретение относится к сорбционному извлечению ионов кобальта Со2+ из кислых хлоридных растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.
Изобретение относится к области вторичного получения цветных металлов. Способ извлечения кадмия и никеля из отработанных щелочных аккумуляторов и батарей включает химическую обработку отработанных щелочных аккумуляторов и батарей с хлоридом аммония путем пропускания через них конденсированных паров нагретого раствора аммиака в воде с растворением оксидов кадмия и никеля и образованием растворов аммиакатов кадмия и никеля, выделения растворов аммиакатов кадмия и никеля и нагревания их с разложением на гидроксиды кадмия и никеля, осаждения гидроксидов кадмия и никеля и отделения полученного осадка от раствора, нагревания раствора до испарения, конденсирования его и пропускания полученного конденсата через оставшуюся массу.

Изобретение относится к способу извлечения никеля из его растворов цементацией. Способ включает цементацию никеля путем пропускания раствора соли никеля через порошок восстановленного железа.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к восстановлению никеля из сульфидного сырья, и может быть использовано при металлизации предварительно обогащенного материала, содержащего 60-70% сульфидного никелевого концентрата разделения файнштейна.

Изобретение относится к области получения цветных металлов, в частности, никеля из сульфидных руд окислительным выщелачиванием с последующей очисткой раствора выщелачивания и электроэкстракцией.

Изобретение относится к извлечению никеля экстракцией из водных кислых растворов в присутствии железа или цветных металлов. .

Изобретение относится к способу переработки никелевого штейна. .
Изобретение относится к способу электрохимической переработки отходов жаропрочных никелевых сплавов, содержащих рений, вольфрам, тантал и другие ценные металлы, входящие в состав перерабатываемого сплава.
Изобретение относится к гидрометаллургической переработке силикатных руд, отвалов, техногенных продуктов, преимущественно силикатных никелевых руд. .

Изобретение относится к химии и гидрометаллургии, в частности к устройству для выщелачивания металлов и их соединений. Устройство содержит конический реактор с крышкой, нижним патрубком ввода и верхним патрубком вывода реакционной смеси.
Наверх