Способ извлечения иридия (iii) из хлоридных растворов



Способ извлечения иридия (iii) из хлоридных растворов
Способ извлечения иридия (iii) из хлоридных растворов
Способ извлечения иридия (iii) из хлоридных растворов
Способ извлечения иридия (iii) из хлоридных растворов
Способ извлечения иридия (iii) из хлоридных растворов

 


Владельцы патента RU 2550460:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии и химической технологии Сибирского отделения Российской академии наук (ИХХТ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов, в частности к аффинажному производству металлов платиновой группы (МПГ). Способ заключается в переводе хлоридных комплексов иридия (III) в хорошо экстрагируемое трибутилфосфатом комплексное соединение иридия (IV) путем смешивания хлоридного раствора МПГ с раствором хлорноватистой кислоты в трибутилфосфате при температуре 5-50°С. В процессе экстракции одновременно из раствора удаляется избыток хлорид-иона в виде молекулярного хлора и осуществляется окисление иридия (III) до иридия (IV). Извлечение иридия в органическую фазу составляет 93-95%, а платина, палладий, родий и рутений практически не экстрагируются. Реэкстракцию иридия из органической фазы осуществляют водой или слабощелочными водными растворами. Техническим результатом является селективное извлечение иридия из хлоридных растворов металлов платиновой группы. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 пр.

 

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов, в частности к аффинажному производству металлов платиновой группы (МПГ) и получению чистого иридия.

В настоящее время для вскрытия платиносодержащего сырья в основном используется процесс гидрохлорирования, в результате которого все металлы платиновой группы переходят в раствор в виде комплексных хлоридов. Разработаны и используются осадительные и экстракционные методы разделения МПГ и выделения иридия.

По известной схеме [Меретуков М.А., Орлов A.M. Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт, М., Металлургия, 1991, с.360-371; Металлургия благородных металлов / Под ред. Чугаева Л.В., изд. 2, - М.: Металлургия, 1987, с.408-424] при извлечении и очистке иридия раствор кипятят для удаления избытка соляной кислоты и проводят восстановление металла диоксидом серы, сульфитом натрия или другими восстановителями. На следующем этапе извлекают платину, палладий, рутений, затем иридий окисляют до четырехвалентного состояния и экстрагируют ТБФ, амином или осаждают иридий в виде аммонийной соли. Применяемые схемы многостадийны, получение целевого продукта иридия происходит на последних стадиях, что приводит к значительным потерям иридия с вторичными растворами, требуется их дополнительная переработка.

Известен способ извлечения иридия из хлоридного раствора, содержащего примеси металлов платиновой группы и неблагородные элементы, включающий обработку хлоридного раствора нитритом натрия, отделение осадка гидроксидов от нитритного раствора фильтрованием, выщелачивание осадка гидроксидов водой, нагревание в автоклаве при температуре 150-180°C и дальнейшее осаждение хлоридом аммония из растворов в виде иридиевых аммонийно-натрий нитритных комплексных солей [Ильяшевич В.Д., Мамонов С.Н., Сидоренко Ю.А. // Патент РФ 2094498, МПК C22B 11/00, заяв. 95110548/02 19.06.1995, http://on.27.10.J997]. Недостатками данного способа также является многостадийность технологического процесса, необходимость использования автоклавов, сложности дальнейшей переработки нитритного иридиевого продукта.

В процессе аффинажа МПГ, как правило, получают отдельно платино-палладиевый концентрат и концентрат, содержащий иридий, родий и рутений. Известен способ экстракции иридия (III) из хлоридных растворов, содержащих родий и рутений, растворами салицилгидроксамовой кислоты в изобутаноле. При рН=3 достигнуто выделение 99.9% Ir при соэкстракции по 0,1% родия и рутения [Sen Kinjalkini, Acharyya Bijay R., Siladitya D., Bag Saswati P. Селективная экстракция иридия в присутствии родия и рутения растворами салицилгидроксамовой кислоты в изобутане // Indian J. Chem. А. - 1991. - 30, №5. - С.437-440]. Недостатком способа является невозможность реэкстракции иридия без разрушения экстрагента и высокая стоимость салицилгидроксамовой кислоты, что приводит к нерентабельности использования предложенного реагента для аффинажа иридия.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ экстракции комплексных хлоридов иридия трибутилфосфатом (ТБФ) в присутствии хлора, как окислителя иридия (III) [Москвитин Л.Н. и др. // Журнал неорганической химии. 1985. Т.30, В.1. С.170-175]. Авторы установили, что наиболее эффективно в органическую фазу экстрагируется комплексная кислота состава Н[IrCl5·H2O], доля которой составляет 0,2% при CHCl=8.0 М и 8,6% при CHCl=0,1 M. Основной формой иридия в этих условиях является H2[IrCl6], однако экстрагируемость этой комплексной формы очень низка по сравнению с H[IrCl5·H2O]. Предложено для решения проблемы проводить экстракцию из смешанных соляно-сернокислых растворов. Рост извлечения иридия достигается за счет увеличения кислотности, добавлением в раствор слабо экстрагируемой серной кислоты, и снижения концентрации соляной кислоты, хорошо экстрагируемой трибутилфосфатом в присутствии хлора. Оптимальная для экстракции иридия концентрация ионов водорода составляет 4-5 н. Недостатком данного способа является низкая селективность процесса из-за высоких коэффициентов распределения комплексных кислот платины и палладия в этих условиях, использование смешанных растворов серной и соляной кислоты, усложняющих дальнейшую переработку технологических растворов.

Задачами заявляемого изобретения является повышение селективности извлечения иридия из раствора и упрощение технологического процесса. Для их решения предлагается значительно увеличить долю хорошо экстрагируемой комплексной кислоты H[IrCl5·H2O], что достигается гетерогенным окислением иридия (III) в хлоридных растворах соединением хлорноватистой кислоты с трибутилфосфатом (ТБФ·HOCl) с одновременной экстракцией иридиевого продукта окисления в органическую фазу.

Окислитель получается продувкой хлора через эмульсию трибутилфосфата в водном растворе гидроксида натрия по реакции (1). Процесс протекает количественно. В органической фазе может быть получена концентрация хлорноватистой кислоты до 1-1,5 моль/л. Получаемое соединение достаточно устойчиво и не разрушается при промывке водой.

здесь символы (в) и (о) обозначают принадлежность компонента к водной или органической фазам, соответственно.

При контакте раствора хлорноватистой кислоты в ТБФ с иридий-содержащими растворами хлоридные комплексы иридия(III) с большими выходами окисляются до комплексной кислоты H[IrCl5·H2O] по реакции (2).

Образующаяся кислота H[IrCl5·H2O] одновременно экстрагируется трибутилфосфатом (3).

Для предотвращения присоединения HCl к H[IrCl5·H2O] и образования плохо экстрагируемого соединения H2[IrCl6], а также снижения экстрагируемости комплексных кислот платины и палладия процесс окисления и экстракции иридия проводят при низкой кислотности раствора. С этой целью основную массу соляной кислоты удаляют упаркой. Остатки кислоты разлагаются на начальном этапе окисления иридия при контакте с раствором хлорноватистой кислоты в ТБФ (4).

Показано, что процесс обеспечивает извлечение иридия в органическую фазу за 1 контакт на 80-95%. Остальные металлы платиновой группы (Pt, Pd, Rh, Ru) экстрагируются слабо и их основная часть остается в водном растворе. Реэкстракция иридия из органической фазы водой осуществляется водой. Глубокое извлечение и очистка иридия могут быть достигнуты при реализации противоточного многоступенчатого процесса.

Примеры осуществления способа

Пример 1.

Солянокислый раствор комплексной кислоты иридия (III) - H3IrCl6 с содержанием иридия 1,9 г/л (0,01 М) упаривают почти досуха и разбавляют 0,1 М раствором азотной кислоты до прежнего объема. На этой стадии содержание соляной кислоты снижается с 1 М приблизительно до 0,02 М. Далее раствор контактируют с равным объемом 0,05 М раствора HOCl в 80% растворе ТБФ (разбавитель гептан) в течение 15 минут при 25°C. Анализ растворов показывает, что содержание соляной кислоты после обработки снижается до уровня менее 0,001 М, а извлечение иридия в органическую фазу составляет 95% (коэффициент распределения иридия - 19). По данным электронной спектроскопии основной экстрагируемой формой иридия является комплексное соединение H[IrCl5·H2O]-max=450 нм).

Пример 2.

Солянокислый раствор, содержащий иридий (III) - 0,96 г/л, платину - 0,97 г/л, палладий - 0,53 г/л, родий - 0,51 г/л и рутений - 0,50 г/л, упаривают почти досуха и разбавляют 0,1 М раствором азотной кислоты до прежнего объема, как и в примере 1. Затем раствор контактируют с равным объемом 0,11 М раствора HOCl в 80% растворе ТБФ (разбавитель гептан) в течение 15 минут при 25°C. Результаты межфазного распределения металлов приведены в таблице 1. Для сравнения приведены также данные по экстракции металлов платиновой группы ТБФ без хлорноватистой кислоты. Извлечение иридия за 1 контакт составляет 90% (коэффициент распределения - 9). Для других МПГ извлечение не превышает 5% (коэффициент распределения менее 0,05), за исключением палладия, извлечение которого составляет 20% (коэффициент распределения - 0,25).

В таблице 2 приведены коэффициенты разделения иридия с остальными МПГ. Видно, что наиболее селективно в процессе извлекается иридий.

Пример 3.

Солянокислый раствор комплексной кислоты иридия (III) - H3IrCl6 с содержанием иридия 1,9 г/л (0,01 М) подвергают обработке по примеру 1 при различных температурах (5-90°C). Данные по извлечению иридия в органическую фазу приведены в таблице 3.

Извлечение иридия максимально при низких температурах (5-25°C) и резко снижается при повышении температуры до 50°C и выше.

Пример 4.

Процесс проводят по примеру 1. В качестве реэкстрагента для извлечения иридия используют воду и 0,1 моль/л растворы ацетата натрия, гидроксида натрия, углекислого натрия. Соотношение объемов фаз при реэкстракции равно O:В=1:2. В случае с водой последовательно проводят 2 контакта. Полученные результаты представлены в таблице 4.

Приведенные выше примеры показывают, что использование заявленного способа извлечения иридия (III) позволяет эффективно извлекать иридий из хлоридных растворов металлов платиновой группы с заявленным результатом.

1. Способ извлечения иридия(III) из хлоридных водных растворов металлов платиновой группы, включающий селективную экстракцию иридия в органическую фазу трибутилфосфатом, отличающийся тем, что селективную экстракцию ведут смешиванием иридий-содержащего хлоридного водного раствора с раствором хлорноватистой кислоты в трибутилфосфате при температуре 5-50°С, органическую фазу отделяют от водной и иридий реэкстрагируют из органической фазы водой или слабощелочными водными растворами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед экстракцией иридия исходный водный раствор упаривают для удаления избытка соляной кислоты.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к экстракционной очистке нитратных растворов, содержащих редкоземельные металлы (РЗМ), от примесей, в частности от Fe, Al, Ca, Mg и радиоактивных примесей, в том числе от тория.

Изобретение относится к способу переработки кремнийсодержащего химического концентрата природного урана с повышенным содержанием кремния. Способ включает выщелачивание концентрата водным раствором азотной кислоты при повышенной температуре с получением пульпы, состоящей из твердой и водной фаз, отделение фильтрацией водной фазы в виде азотнокислого раствора нитрата уранила от твердой фазы, экстракционный аффинаж урана с применением трибутилфосфата в углеводородном разбавителе.

Изобретение относится к переработке урансодержащего сырья, а именно к способу подготовки сырья к экстракционной переработке. Способ включает выщелачивание урана азотной кислотой и отделение водной фазы от нерастворенного остатка.

Изобретение относится к способам переработки химических концентратов природного урана (ХКПУ), имеющих повышенное содержание примесей серы и железа, а также, возможно, фосфора.
Изобретение относится к технологии редких металлов, в частности к гидрометаллургии циркония и гафния. Способ разделения циркония и гафния включает получение гидроксидов циркония и гафния при температуре, не превышающей 30-35°С, обезвоживание полученных гидроксидов циркония и гафния, растворение их в азотной кислоте и последующее извлечение циркония экстракцией трибутилфосфатом из полученного раствора в противотоке, причем из ячейки в середине каскада выводят водную фазу, добавляют в нее азотную кислоту и полученный раствор вводят в следующую ступень по движению водной фазы.
Изобретение относится к технологии переработки химических концентратов природного урана (ХКПУ), включающей выщелачивание (растворение) концентрата и экстракцию урана с использованием трибутилфосфата (ТБФ) в углеводородном разбавителе.
Изобретение относится к способам переработки химических концентратов природного урана (ХКПУ) и может быть использовано в технологии переработки ХКПУ с повышенным содержанием кремния.

Изобретение относится к способам переработки химических концентратов природного урана (ХКПУ) и может быть использовано в технологии экстракционной переработки ХКПУ с повышенным содержанием кремния с целью получения ядерно-чистых материалов, пригодных для производства гексафторида урана для обогащения.

Изобретение относится к способам экстракционной переработки регенерированного урана, его очистке от бета-активного технеция-99 и может быть использовано в атомной промышленности при проведении аффинажа урана.

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов и может быть использовано для получения солей металлов из хлоридных, сульфатных и нитратных растворов, образующихся при переработке полиметаллического сырья.

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для фильтрации пульпы на фильтр-прессах или вакуум-фильтрах. Предложен способ фильтрации цианистой пульпы, содержащей частицы флотоконцентрата упорной сульфидной золотосодержащей руды сверхтонкого измельчения.

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов, в частности к переработке золотосульфидного сырья, не содержащего органического углеродистого вещества.

Изобретение относится к способу переработки золотосодержащего минерального сырья. Способ включает использование активного содового раствора, подвергнутого электрохимической и/или фотоэлектрохимической обработке, и выщелачивание подачей выщелачивающего раствора, содержащего комплексообразователи для золота, для его извлечения.

Изобретение относится к способу переработки труднообогатимых упорных урановых руд, содержащих браннерит. Способ заключается в том, что измельченную до крупности минус 0,3 мм руду обрабатывают 1-40% раствором бифторида аммония при соотношении Т:Ж=1:(1-5) и температуре 50-80°C в течение 1-4 часов.

Изобретение относится к переработке золотосодержащих руд месторождений сланцевой формации сухоложского типа. Заявленный комплекс для переработки руд включает связанные между собой по ходу технологического процесса модули дробления, измельчительно-гравитационный модуль, флотационный модуль и металлургический модуль.

Изобретение относится к области гидрометаллургии платиновых металлов, а именно к способам выделения рутения в форме гексанитрорутената (II) калия. Изобретение может быть использовано в процессах аффинажного производства, а также при переработке и захоронении отработанного топлива АЭС.
Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для экстракционного извлечения золота(III) из солянокислых растворов от выщелачивания золотосодержащих промпродуктов и концентратов.

Изобретение относится к области металлургии цветных и благородных металлов, в частности к переработке концентратов флотации шламов электролиза меди, содержащих селенид серебра, и может быть использовано при производстве серебра и солей селена из шламов медного производства.

Изобретение относится к области нанотехнологий и может быть использовано в медицине, фармацевтике, косметологии. Наночастицы платиновых металлов получают в прозрачной жидкости на водной основе 7 при разрушении мишени 6 из платинового металла или сплава кавитацией, возникающей путем доставки лазерного излучения 2, представленного в виде импульсов сфокусированного излучения лазера на парах меди 1 с величиной энергии импульса 1-5 мДж и длительностью импульса 20 нс, с частотой следования импульсов 10-15 кГц и плотностью мощности 5,7 ГВт/см2, через прозрачное дно кюветы 5 к мишени 6, помещенной в кювету 5 с прозрачной жидкостью на водной основе 7.
Изобретение может быть использовано при переработке вторичного сырья, включающего отработанные катализаторы, содержащие металлы платиновой группы и рений, и концентраты.

Изобретение относится к гидрометаллургии цветных и благородных металлов, а именно к извлечению металлов из сульфидных руд и продуктов обогащения. Способ включает регулирование расхода воздуха, подаваемого на биоокисление, и скорость перемешивания в чане, где проводится биоокисление, по концентрации ионов двухвалентного железа в пульпе, обеспечивая значение концентрации около нуля. При увеличении концентрации ионов двухвалентного железа в пульпе более 0,5-1,0 г/дм3 расход воздуха, подаваемого на биоокисление, и скорость перемешивания повышают. При отсутствии ионов двухвалентного железа в пульпе расход воздуха, подаваемого на биоокисление, и скорость перемешивания уменьшают до появления следов ионов двухвалентного железа до концентрации около нуля. Технический результат заключается в более простом, точном и оперативном управлении процессом биоокисления сульфидных концентратов. Дополнительным результатом является повышение окислительно-восстановительного потенциала и эффективности биоокисления сульфидных концентратов, а также снижение энергозатрат на биоокисление. 2 пр.
Наверх