Способ извлечения палладия из водных растворов солей металлов



Способ извлечения палладия из водных растворов солей металлов
Способ извлечения палладия из водных растворов солей металлов

 


Владельцы патента RU 2574266:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петрозаводский государственный университет" (RU)
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Московский государственный университет тонких химических технологий имени М.В. Ломоносова (RU)

Способ экстракции палладия из водных растворов относится к гидрометаллургическим приемам извлечения металлов и может использоваться в металлургической и химической промышленности. Способ извлечения палладия из водных растворов солей металлов включает в себя экстракцию палладия из солянокислых водных растворов и реэкстракцию 8-12% солянокислым раствором тиомочевины. В качестве экстрагента используют бромид проп-2-инилтриоктиламмония в толуоле, интервал времени контакта фаз установлен в пределах 4-6 мин, а соотношение объемов фаз установлено 1:1. Технический результат изобретения заключается в увеличении степени извлечения палладия из солянокислых растворов за один цикл экстракции толуольными растворами бромида проп-2-инилтриоктиламмония и увеличении степени реэкстракции палладия. 2 табл.

 

Способ экстракции палладия из водных растворов относится к гидрометаллургическим приемам извлечения металлов и может использоваться в металлургической и химической промышленности.

К настоящему времени экстракции палладия уделяется пристальное внимание [1-7], что связано с высоким спросом на данный металл или его соединения.

Известен способ [1], в котором палладий можно извлекать из водных растворов, содержащих смеси металлов платиновой группы, путем экстракции. Способ включает в себя выщелачивание исходного материала с последующим удалением примесей из щелока экстракцией, затем извлекают палладий из рафината. Дальнейшие стадии данного способа сводятся к последовательному извлечению платины, рутения, иридия, родия. Недостатками этого способа являются его многостадийность, необходимость предварительной очистки раствора от примесей, что существенно увеличивает продолжительность способа и требует использования дополнительных реагентов.

Согласно способу [2] проводят экстракцию меди и палладия с последующим выделением металла из органического раствора обработкой 0,01-1,0 М раствором гидроксида калия в этиловом или изопропиловом спирте. Недостатком данного способа является то, что спирты, используемые для реэкстракции, могут дополнительно связывать примеси, находящиеся в органической фазе после экстракции, что не позволяет получить химически чистый палладий.

Известен способ [3], в котором палладий экстрагируют из водного раствора диоктилсульфоксидом в керосине. После экстракции органическую фазу делят на 4 части и проводят реэкстрацию растворами хлористого натрия, хлористого аммония или их смесью.

Недостатком этого способа является то, что для эффективного извлечения палладия необходимо разделять органический экстракт на несколько порций и проводить реэкстракцию каждой из них, что существенно увеличивает затраты времени на выполнение технологического процесса.

Согласно способу [4] экстракцию палладия проводят из солянокислых растворов 10-40% растворами нефтяных диоктил- или диметилсульфоксидов в растворителе. Затем полученный экстракт очищают от соэкстрагировавшихся примесей с последующей реэкстракцией палладия из промывки аммиаком.

Недостатком этого способа является использование высоких концентраций экстрагента, что существенно удорожает затраты на проведение экстракции. Известен способ [5], согласно которому экстракцию палладия проводят с помощью дисульфидсодержащих моноамидов. Реэкстракцию палладия проводят раствором аммиака.

К недостатку способов [4, 5] относится использование для реэкстракции аммиака, который обладает токсичным действием на организм человека и животных.

Известен способ [6], в котором палладий экстрагируют иодидами дичетвертичных аминов.

Недостатками этого способа являются отсутствие возможности реэкстракции палладия, что снижает выход металла, а также возможное выделение свободного иода в присутствии слабых окислителей, что не позволяет получить химически чистый палладий.

Наиболее близким из аналогов является способ [7], который выбран в качестве прототипа.

Согласно этому способу палладий и платину экстрагируют нитро- или формильными производными бензодитиакраун-соединений в дихлорметане с последующей реэкстракцией 8-10% раствором тиомочевины в 0,01 М HCl.

Основным недостатком этого способа является сложность синтеза краун-соединений, что значительно увеличивает затраты на проведение экстракции и повышает стоимость палладия.

Технический результат изобретения заключается в увеличении степени извлечения палладия из солянокислых растворов за один цикл экстракции толуольными растворами бромида проп-2-инилтриоктиламмония и увеличении степени реэкстракции палладия.

Технический результат достигается тем, что способ извлечения палладия из водных растворов солей металлов включает в себя экстракцию палладия из солянокислых водных растворов и реэкстракцию 8-12% солянокислым раствором тиомочевины. В качестве экстрагента используют бромид проп-2-инилтриоктиламмония в толуоле, интервал времени контакта фаз установлен в пределах 4-6 мин, а соотношение объемов фаз установлено 1:1.

Способ включает в себя экстракцию палладия из водного раствора контактированием с растворами экстрагента. В качестве растворителя экстрагента (органической фазы) используется толуол. Экстрагентом палладия является бромид проп-2-инилтриоктиламмония. Затем проводят реэкстракцию палладия солянокислым раствором тиомочевины.

Экстракцию палладия толуольными растворами бромида проп-2-инилтриоктиламмония проводили при комнатной температуре в стеклянных делительных воронках с притертыми пробками путем перемешивания фаз на механическом вибрационном аппарате Promax 1020.

Соотношение водной и органической фаз было равно 1:1. Время контактирования фаз составляло 4-6 мин. По окончании перемешивания и расслоения фаз их разделяли и водную фазу анализировали на содержание палладия. Так как в процессе экстракции объем фаз не изменялся, то концентрацию палладия в органической фазе определяли по разнице концентраций палладия в исходном и в водном растворах. Для осуществления способа используют низкую концентрацию соляной кислоты, которая содержит 1 мг/мл палладия, обрабатывают 0,025 М толуольным раствором бромида проп-2-инилтриоктиламмония. При данной концентрации экстрагента наблюдается максимальная степень извлечения палладия. В случае использования органических растворов с меньшей концентрацией экстрагента наблюдается снижение степени извлечения палладия, а использование более высоких концентраций, как показали эксперименты, экономически нецелесообразно. Эффективность извлечения палладия (максимальные коэффициенты распределения металла (D) и степень экстракции (Е)) при данной концентрации соляной кислоты подтверждается экспериментальными данными (табл. 1). Концентрацию палладия в водной фазе определяли фотометрически по методике с хлоридом олова [8]. Количество палладия в органической фазе определяли после реэкстракции по методу с тиомочевинной [9].

где C P d и с х - исходная концентрация палладия в водной фазе до экстракции в мг/мл; C P d в о д - концентрация палладия в водной фазе после экстракции в мг/мл; C P d о р г - концентрация палладия органической фазе после экстракции в мг/мл; D - коэффициент распределения палладия; Е - степень экстракции палладия; СЭкстр - концентрация экстрагента.

Затем органический экстракт, содержащий палладий (II), направляют на реэкстракцию. Реэкстракцию проводили из органических растворов, полученных после экстракции, содержащих 1 мг/мл палладия. Соотношение водной и органической фаз 1:1. Время контактирования 4-6 мин. В указанном временном интервале степень экстракции и реэкстракции достигала максимальных значений, а дальнейшее увеличение времени контактирования фаз не вызывало повышение степени экстракции палладия. Наилучшая реэкстракция (98,3%) наблюдается при использовании 10% раствора тиомочевины на 1 М HCl, которая определена экспериментальным путем (табл.2) по сравнению с другими реэкстрагентами (8 М соляной кислоты, смесью 12,5% NH4OH и 50 г/л NH4Cl).

где C P d в о д - концентрация палладия в водной фазе после реэкстракции в мг/мл; C P d о р г - концентрация палладия в органической фазе после реэкстракции в мг/мл; 1/D - коэффициент распределения палладия после реэкстракции; R - степень реэкстракции палладия.

При экстракции палладия бромидом проп-2-инилтриоктиламмония показано, что данный реагент эффективно извлекает палладий из солянокислых растворов (Е=98%). Последующая реэкстракция 10% раствором тиомочевины, содержащим 1М соляной кислоты, позволяет реэкстрагировать палладий на 98% за одну ступень. Таким образом, сквозное извлечение палладия при использовании данного экстрагента составляет 96%. При организации многоступенчатого процесса экстракции и реэкстракции палладия происходит его полное извлечение. В ходе экспериментов было проанализировано влияние концентрации тиомочевины в солянокислом растворе на степень реэкстракции палладия, из которых следует, что в области концентрации 8-12% тиомочевины в растворе степень реэкстракции палладия незначительно увеличивается и достигает максимума при 10% тиомочевины, а дальнейшее увеличение концентрации реэкстрагента не вызывает значительного увеличения степени реэкстракции палладия.

Для промышленного использования экстрагента подтверждена возможность его повторного использования. Для этого экстрагент после реэкстракции палладия тиомочевиной отмывали водным раствором 1 М NaCl за 4 стадии, время контактирования составляло 5 мин. После чего провели повторную экстракцию согласно предлагаемому способу из раствора, содержащего 1 мг/мл Pd и 0,6-0,7 М HCl. Степень извлечения повторной стадии составляет 98%. Это указывает на то, что экстрагент не разрушается, и его можно использовать многократно. Степень извлечения палладия при использовании регенерированного экстрагента составляет 98%, то есть практически равна его степени извлечения при первоначальном применении экстрагента (табл. 1).

Таким образом, разработанный способ экстракции позволяет эффективно извлекать палладий из водных растворов при низких концентрациях соляной кислоты без потерь экстрагента и снижения его экстракционной способности.

Список литературы

1. Патент на изобретение RU 2353684 C2, опубликован 27.01.2011.

2. Патент на изобретение RU 2051190 C1, опубликован 27.12.1995.

3. Патент на изобретение RU 2161129 C1, опубликован 27.01.2000.

4. Патент на изобретение RU 2130429 C1, опубликован 20.05.1999.

5. Патент на изобретение JP 2010059533, опубликован 18.03.2010.

6. Патент на изобретение WO 2004076697, опубликован 26.07.2007.

7. Патент на изобретение RU 2412737 C1, опубликован 10.09.2004.

8. Гинзбург С.И., Езерская Н.А. и др. Аналитическая химия платиновых металлов. М.: Наука, 1972. 612 с.

9. W. Nielsch. Die photometrische bestimmung des palladiums mit thiohamstoff. Mikrochim Acta. 1954. №5. P. 523-538.

Способ извлечения палладия из водных растворов солей металлов, включающий в себя экстракцию палладия из солянокислых водных растворов и реэкстракцию 8-12% солянокислым раствором тиомочевины, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют бромид проп-2-инилтриоктиламмония в толуоле, интервал времени контакта фаз установлен в пределах 4-6 мин, а соотношение объемов фаз установлено 1:1.



 

Похожие патенты:
Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ переработки титансодержащего материала включает выщелачивание измельченного материала серной кислотой при нагревании с получением суспензии.

Изобретение может быть использовано в области гидрометаллургии цветных металлов и в химической промышленности. Способ экстракции ионов меди (II) из аммиачных растворов с использованием экстрагента, состоящего из смеси 1-фенил-3-гептил-1,3-пропандиона и 2-этилгексановой кислоты в количестве от 5 до 10 моль % от содержания 1-фенил-3-гептил-1,3-пропандиона в органическом растворителе, несмешивающемся с водой.

Изобретение относится к способу извлечения и концентрирования золота из растворов гидрохлорирования золотосодержащих руд и концентратов. Золото извлекают в анионной форме из хлорсодержащих растворов экстракцией стабильной эмульсией водного раствора водорастворимого сульфита в сернистой нефти.

Изобретение относится к способу извлечения тербия (III) из бедного или техногенного сырья с помощью метода флотоэкстракции. В процессе флотоэкстракции катионов тербия (III) используют в качестве органической фазы изооктиловый спирт, а в качестве собирателя ПАВ анионного типа - додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции: Tb+3+3NaDS=Tb(DS)3+3Na+, где Tb+3 - катион тербия (III), DS- - додецилсульфат-ион.

Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к технологии переработки рудных концентратов ниобия и тантала. Способ получения оксидов ниобия и тантала из колумбитового (танталитового) концентрата включает его вскрытие фторидами аммония и серной кислотой, последующее выделение, очистку и разделение солей ниобия и тантала экстракцией.
Изобретение относится к экстракционной технологии аффинажа природного урана. Способ экстракционного аффинажа урана включает предварительную очистку азотнокислого раствора нитрата уранила путем контактирования его с ТБФ в разбавителе.

Изобретение относится к применению дигликольамида в кислой водной фазе, содержащей америций, кюрий и/или лантаниды, в качестве повышающего коэффициент их разделения комплексообразователя при экстракции.
Изобретение относится к способу экстракционного аффинажа урана и может быть использовано в технологии переработки регенерированного из облученного ядерного топлива урана (регенерированного урана) и химических концентратов природного урана (ХКПУ).

Изобретение относится к извлечению молибдена из растворов. Раствор, содержащий молибден, подкисляют до кислого pH путем добавления неорганической кислоты, затем добавляют по меньшей мере один органический растворитель и непрерывно перемешивают для образования водно-органической эмульсии.

Изобретение относится к способу извлечения самария (III) из бедного или техногенного сырья, в частности флотоэкстракцией из водных фаз. В процессе флотоэкстракции самария (III) в качестве органической фазы используют изооктиловый спирт, а в качестве собирателя - ПАВ анионного типа додецилсульфат натрия в концентрации, соответствующей стехиометрии реакции: Sm+3+3NaDS=Sm(DS)3+3Na+,где Sm+3 - катион самария (III), DS- - додецилсульфат-ион.

Изобретение относится к химической промышленности. В качестве предшественника для получения тетрахлороплатоат(II)-иона используют хлорплатиновую кислоту, а в качестве предшественника для получения соли тетрахлороплатоата(II) калия или аммония используют соответствующий гексахлороплатоат.

Изобретение относится к способам и устройствам для регенерации твердых частиц катализатора. Способы включают ввод отработанных частиц катализатора в зону выжигания, образованную в регенераторе с непрерывным потоком катализатора.

Изобретение относится к синтезу диоксида платины, применяемого в качестве прекурсора дисперсной платины - составной части катализаторов, например гидрирования и изомеризации углеводородов, а также для получения металл-углеродных композиций на основе высокодисперсной платины.

Изобретение относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ) и их соединений. Способ получения транс-динитродиамминпалладия включает обработку раствора нитрата палладия нитритом натрия до достижения значения рН, равного 4-6.

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 химико-металлургическому производству металлов платиновой группы, а именно к экстракционному извлечению рутения. Способ извлечения рутения из нитритных водных растворов включает экстракцию рутения раствором три-н-бутилфосфата, промывку экстракта водой, присоединение промывного раствора к раствору, поступающему на экстракцию, и реэкстракцию рутения раствором карбоната натрия.

Изобретение относится к химической промышленности. Соединение цис-дихлородиамминплатины (II) получают из раствора координационного соединения платины с последующей обработкой раствором соляной кислоты.

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Способ получения дизамещенных динитритных соединений палладия включает взаимодействие раствора азотнокислого палладия с NO и упаривание полученного раствора.

Изобретение относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ) и их соединений. Cпособ получения тетраоксида осмия включает загрузку контейнера с порошком металлического осмия в кварцевую трубу, помещенную в электрическую печь.
Изобретение относится к области получения соединений платиновых металлов, в частности к способу получения оксида палладия(II) на поверхности носителя. .

Изобретение относится к аналитической химии и фармацевтике и описывает способ извлечения пролина из водных растворов, включающий приготовление водно-солевого раствора пролина путем его растворения в насыщенном растворе высаливателя, экстракцию и анализ равновесной водной фазы, где экстракцию пролина осуществляют раствором водорастворимого полимера, а именно сополимера поли-N-винилкапролактам-N-винилимидазол (ПВК-ВИ) в дистиллированной воде с концентрацией 1,15-1,20 г/см3 в течение 7-10 мин из водно-солевого раствора пролина, который имеет рН 9,7±0,3, при этом соотношение объемов водно-солевого раствора пролина и экстрагента 5:2 и в качестве высаливателя применяют раствор сульфата аммония, далее отделяют водно-солевую фазу от органической и анализ проводят методом УФ-спектрофотометрии при длине волны 450 нм, по градуировочному графику находят концентрацию пролина в анализируемом водном растворе, рассчитывают коэффициент распределения (D) и степень извлечения пролина (R, %).
Наверх