Способ селективной экстракции ионов золота и серебра из солянокислых растворов трибутилфосфатом

Изобретение относится к способу селективного извлечения ионов золота и серебра из растворов экстракцией трибутилфосфатом. Способ включает контакт экстрагента и раствора, перемешивание, отстаивание и разделение фаз. Экстракцию осуществляют из солянокислых растворов при порционной подаче экстрагента. При этом при подаче первых порций экстрагента при концентрациях раствора 2 н. HCl и 240 г/дм³ NaCl и температуре t=60°C извлекают золото при минимальном извлечении серебра. После извлечения золота извлекают серебро при концентрациях 3 н. HCl и 240 г/дм³ NaCl и температуре t=20°C. Способ обеспечивает высокую селективность процесса извлечения ионов золота и серебра из водных растворов солей золота и серебра. Способ экономичен за счет сокращения расхода экстрагента при порционном его введении. 4 ил., 6 табл., 8 пр.

 

Изобретение относится к извлечению веществ органическими экстрагентами из солянокислых растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.

Известны способы извлечения ионов Au и Ag их гидролитическим осаждением из водных растворов [Р. Рипан, И. Читяну. Неорганическая химия. Ч. 2. М.: Мир. 1972. С. 736-738, 759-760].

Недостатком способов является то, что при осаждении хлорида серебра раствором соляной кислоты происходит соосаждение микропримесей, образующих нерастворимые хлориды или основные соли, при высокой концентрации HCl могут образоваться комплексные соединения полихлоридов серебра, а при извлечении золота используются сложные процессы его восстановления.

Наиболее близким техническим решением является способ раздельного извлечения золота и серебра из тиоцианатных растворов [Белобелецкая М.В., Медков М.А., Горячев Н.А., Молчанов В.П., Смольков А.А. Патент РФ №2385958], включающий контакт экстрагента и раствора, перемешивание, отстаивание и разделение фаз, сначала извлекают золото экстракцией раствором трибутилфосфата в керосине, а затем серебро - экстракцией смесью трибутилфосфата и дифенилтиокарбамида в керосине.

Недостатком способа является то, что не выявлены оптимальные условия селективного извлечения ионов Au и Ag из солянокислых растворов смеси их солей трибутилфосфатом (ТБФ).

Задачей изобретения является определение оптимальных условий селективного извлечения ионов Au и Ag из солянокислых растворов смеси их солей экстракцией ТБФ.

Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в эффективности селективного извлечения ионов Au и Ag из солянокислых растворов с использованием недорогого экстрагента.

Данный технический результат достигается тем, что в известном способе селективного извлечения ионов Au и Ag из растворов экстракцией ТБФ, включающем контакт экстрагента и раствора, перемешивание, отстаивание и разделение фаз, экстракцию из солянокислых растворов осуществляют порционной подачей экстрагента при концентрациях 2 н. HCl 240 г/дм³ NaCl и t=60°C при минимальном времени контакта раствора и экстрагента, что позволяет практически полностью извлечь золото в первых порциях экстрагента при минимальном извлечении серебра, после извлечения золота в дальнейшем практически полностью извлекается серебро экстракцией ТБФ при концентрациях 3 н. HCl, 240 г/дм³ NaCl и t=20°C.

Сущность способа поясняется данными табл. 1-6 и фиг. 1-4, в которых указаны концентрация ионов металлов в исходных растворах, время экстракции, концентрация ионов металлов в рафинате и экстракте, коэффициент распределения D, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций ионов металлов в органической и водной фазах, коэффициент разделения β_Αu/Ag=D_Au/D_Ag, извлечение, % масс. от исходного.

Экстракцию осуществляли при порционной и разовой подаче экстрагента из растворов объемом V_раст=100 см³ с концентрациями поваренной соли C^NaCl=240 NaCl г/дм³, температурами 20 и 60°C при различном соотношении объемов органической О и водной В фаз O:B. При порционной подаче ТБФ экстракцию осуществляли в 5 стадий, на каждой стадии использовали ТБФ объемом V_ТБФ=20 см³, O:В=1:5, ΣO:B=1:1, а при разовой подаче экстрагента V_ТБФ=0,1 дм³, O:B=1:1. Каждый этап осуществляется в течение 10 мин.

Исходные растворы содержали растворимые комплексы хлоридов золота и серебра. В качестве экстрагента использовали трибутиловый эфир фосфорной кислоты (C₄H₉O)₃PO (х.ч.). Экстракцию проводили при постоянном перемешивании.

Реэкстракцию золота и серебра из органической фазы осуществляли 8% раствором тиомочевины CS(NH₂)₂ и 10% раствором HCl.

Примеры практического применения

Пример 1 (табл. 1)

В табл. 1 рассмотрено влияние макрокомпонентов HCl и NaCl на результаты экстракции из солянокислых растворов смеси солей золота и серебра, O:B=1:1, время экстракции 15 мин, t=20°С.

Из данных табл. 1 следует, что для солей Au и Ag результаты экстракции возрастают в зависимости от концентраций HCl и NaCl в последовательности:

4M NaCl→3 н. HCl→2 н. HCl+2М NaCl

Пример 2 (табл. 2, фиг. 1)

В табл. 2 и на фиг. 1 показано влияние объемного соотношения водной В и органической О фаз В:O на результаты экстракции золота и серебра из индивидуальных солянокислых растворов, C^HCl=2 н., C^NaCl=240 г/дм³, время 15 мин, t=20°С.

Из данных табл. 2 и фиг. 1 следует, что лучшие результаты экстракции получены при соотношении В:O≤2:1.

Пример 3 (табл. 3). В табл. 3 даны результаты экстракции ионов золота и серебра из солянокислых растворов при порционной подаче экстрагента с концентрациями С_исх, г/дм³: 281, 75 Au и 254 Ag, 3 н. HCl, 240 г/дм³ NaCl и температурами 20 и 60°С.

Из данных табл. 3 следует, что извлечение золота слабо зависит от температуры и составляет 98,40-99,65% масс. при 20°С и 99,29-99,65% масс. при 60°С, в то время как извлечение серебра существенно зависит от температуры, с повышением температуры извлечение снижается с 98,43-98,82% масс. при 20°С до 52,76-78,35% масс. при 60°С.

Пример 4 (табл. 4)

В табл. 4 даны результаты экстракции ионов золота и серебра из солянокислых растворов при разовой подаче экстрагента с концентрациями С_исх, г/дм³: 281, 75 Au и 254 Ag, 3 н. HCl, 240 г/дм³ NaCl и температурами 20 и 60°C.

Из данных табл. 4 следует, что извлечение золота слабо зависит от температуры и составляет 98,23-98,94% масс. при 20°С и 97,33-97,86% масс. при 60°C, в то время как извлечение серебра существенно зависит от температуры, с повышением температуры извлечение снижается с 96,46-98,03% масс. при 20°C до 70,47-71,65% масс. при 60°C.

Пример 5 (табл. 5)

В табл. 5 даны результаты экстракции ионов золота и серебра из солянокислых растворов при порционном введении экстрагента с концентрациями С_исх, г/дм³: 281, 75 Au и 254 Ag, 2 н. HCl, 240 г/дм³ NaCl и температурами 20 и 60°С.

Из данных табл. 5 следует, что извлечение золота слабо зависит от температуры и составляет 98,63-99,54% масс. при 20°С и 99,54% масс. при 60°С, в то время как извлечение серебра существенно зависит от температуры, с повышением температуры извлечение снижается с 97,64-98,43% масс. при 20°С до 49,21-70,47% масс. при 60°С.

Пример 6 (табл. 6)

В табл. 6 даны результаты экстракции ионов золота и серебра из солянокислых растворов при разовом введении экстрагента с концентрациями С_исх, г/дм³: 281, 75 Au и 254 Ag, 2 н. HCl, 240 г/дм³ NaCl и температурами 20 и 60°С.

Из данных табл. 6 следует, что извлечение золота слабо зависит от температуры и составляет 98,58-98,94% масс. при 200С и 96,44-97,87% масс. при 60°С, в то время как извлечение серебра существенно зависит от температуры, с повышением температуры извлечение снижается с 86,22-97,64% масс. при 20°С до 67,7-68,5% масс. при 60°С.

Пример 7 (фиг. 2, 3)

На фиг. 2, 3 по данным табл. 3-6 сравнительные результаты экстракции ионов золота и серебра из солянокислых растворов при порционном и разовом введении экстрагента. с концентрациями С_исх, г/дм³: 281, 75 Au и 254 Ag, 3 н. HCl (фиг. 2, табл. 3, 4) и 2 н. HCl (фиг. 3, табл. 5, 6), 240 г/дм³ NaCl и температурами 20 и 60°С.

Из данных фиг. 3, 4 и табл. 3-6 можно сделать следующие выводы:

1. При повышении температуры извлечение серебра на каждой стадии убывает в ~2 раза, а золота - не изменяется. Извлечение ионов золота не зависит, а серебра слабо зависит от температуры при заданной кислотности. При повышении концентрации HCl извлечение золота практически не изменяется, а серебра убывает в 1,3-1,5 раза.

2. При заданной исходной концентрации порционная подача экстрагента повышает извлечение серебра в 1,1 раза при C^HCl=3 н. и в 1,03 раза при C^HCl=2 н. на пятой стадии экстракции.

3. Порционная подача экстрагента сокращает расход экстрагента: для получения одинакового результата экстракции при постадийном введении экстрагента за время 10 мин требуется O:В=1:5, а при разовом введении экстрагента за время 10 мин O:В=1:1. При регенерации каждой порции экстрагента можно еще больше сократить расход экстрагента.

4. Лучшие результаты экстракции получены при порционной подаче экстрагента из солянокислых растворов с концентрацией 2 н. HCl, 240 г/дм³ NaCl и температурой t=60°С для золота и с концентрацией 3 н. HCl, 240 г/дм³ NaCl и температурой t=20°С для серебра.

Пример 8 (фиг. 4)

На фиг. 4 дана принципиальная технологическая схема селективного извлечения ионов золота и серебра из солянокислых растворов смеси их солей.

Способ селективного извлечения ионов золота и серебра из растворов экстракцией трибутилфосфатом, включающий контакт экстрагента и раствора, перемешивание, отстаивание и разделение фаз, отличающийся тем, что экстракцию осуществляют из солянокислых растворов при порционной подаче экстрагента, при этом при подаче первых порций экстрагента при концентрациях раствора 2 н. HCl и 240 г/дм³ NaCl и температуре t=60°C извлекают золото при минимальном извлечении серебра, а после извлечения золота извлекают серебро при концентрациях 3 н. HCl и 240 г/дм³ NaCl и температуре t=20°C.