CN102417981A - 一种离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于金属离子的溶剂萃取分离技术领域，具体地，本发明涉及一种离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法。所述方法包括以下步骤：1)采用浓度为0.1mol/L～10mol/L的盐酸溶解铂、钯和铑的化合物，得到含有铂、钯和铑离子的水溶液，并加入到疏水性离子液体或含有无机电解质盐的亲水性离子液体中，混合、离心处理，得到共存的两液相体系；2)向步骤1)的两液相体系中加入有机萃取剂，得到上、中、下三相互不相溶的三液相共存体系，其中，上相为含有钯的有机相，中相为含有铑的水相，下相为含有铂的离子液体相。本发明的优点在于可实现在一步萃取过程中同时三相分离铂、钯、铑，分离选择性高，能有效简化现有繁冗的铂钯铑液-液两相萃取分离的流程。

Description

一种离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法
技术领域
本发明属于金属离子的溶剂萃取分离技术领域，具体地，本发明涉及一种离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法。
背景技术
溶剂萃取是铂、钯、铑分离提纯最有效的方法。传统的方法一般采用有机相-水相组成的两液相体系萃取分离铂、钯、铑，其分离原理是利用铂、钯、铑氯配离子化学反应活性的差异，通过选择合适的萃取剂，确定最佳的工艺条件，按三种金属离子萃取反应的难易次序来制定适宜的萃取分离流程。例如，国际镍公司(INCO)的Acton精炼厂是用二正辛基硫醚DOS先选择性萃钯，然后磷酸三丁酯TBP萃铂，最后从残液中用化学沉淀法提取铑。英国Royston的Mathey-Rusterburg精炼厂是用羟基肟选择性萃钯，然后用三正辛胺TOA萃铂，最后从残液中用离子交换法提取铑。我国金川有色金属公司则先用二异戊基硫醚S201萃钯，而后用三烷基叔胺N235萃铂，最后从萃残母液中用化学法沉淀回收铑(余建民.贵金属萃取化学.北京：化学工业出版社，2005)。但是，实际操作过程中，由于影响萃取分离选择性的因素十分复杂，加之铂、钯、铑金属氯配离子本身特性和配位行为的复杂性，传统液-液两相溶剂萃取分离铂、钯、铑的选择性并不高。为提高铂、钯、铑的收率和产品纯度，在萃取分离前人们不得不凭经验对料液进行各种预处理以调整其性质，然后再经过多个步骤的反复液-液两相平衡以改善其萃取分离选择性，有时还须配合沉淀、置换等进一步富集工序，以分步逐个提纯目标金属。这样做的后果是操作繁杂，人为盲目性影响大，萃取分离历程难于控制。例如，已公开的从含铂钯铑的盐酸或氯化物介质中萃取分离铂钯铑工艺一般须在萃取前先降低料液酸度，然后才能用硫醚类萃取剂选择性萃钯，之后又须将料液酸度调高，以利于中性磷类萃取剂(如磷酸三丁酯TBP)选择性萃取分离铂，最后还得进一步调整料液性质，以利于从萃取后液中用化学沉淀法提取铑。整个分离工艺流程冗长、步骤多，极易造成铂、钯、铑在萃取过程中的分散损失，且各段工序间衔接对料液的性质要求高，操作不当，容易引起乳化，造成萃取剂流失。
离子液体是最近几年出现的一种新型分离介质。所谓离子液体是指在室温或接近室温下以液体状态存在的有机熔融盐，是完全由阴离子和阳离子组成的液体物质。离子液体与传统有机溶剂相比表现出许多优异的性能，如呈液体状态的温度范围较宽，从低于室温或接近室温到300℃范围内稳定存在；具有良好的物理化学稳定性；几乎没有蒸汽压，消除了挥发性有机溶剂(VOCs)对环境的污染问题；无可燃性，对大量无机和有机物都有良好的溶解能力；具有溶剂和催化剂的双重功效，可作为反应溶剂和催化剂活性载体；电导率高，电化学窗口宽可达到4V之多。更重要的是，离子液体作为分离介质，其亲疏水性可通过调节构成离子液体的阴阳离子化学结构而进行人为调控。由此，对于多种待分离物质共存的体系，各组分间亲疏水性的差异可得以放大和利用，从而实现选择性分离。
离子液体双水相体系是一种新型萃取分离体系。一定条件下，通过调控离子液体的亲疏水性，其可与无机电解质水溶液形成宏观两液相共存体系，因两液相水含量均较高，称为离子液体双水相体系。因两液相极性的差异，待萃物质可在两液相间形成差异分配。由于分相时间短、粘度低、不易乳化且离子液体可回收再使用，离子液体双水相体系在生化分离(如蛋白质、氨基酸萃取)过程中已显示出明显的优势，具有广阔的应用前景(He C，Li S，Liu H，et a1.J Chromatogr A.2005，1082：143.Li S，He C，Liu H，et a1.J Chromatogr B.2005，826：58.刘庆芬，胡雪生，王玉红等.科学通报.2005，50：756.邓凡政，郭东方.分析化学.2006，34：1451.)。将离子液体双水相体系发展用于分离金属离子已有文献报道，但处理多种性质相近金属离子混合溶液时，其分离选择性仍然较低。为提高萃取分离系数，一般须事先添加某种特定的络合剂，利用其与金属离子配位能力的差异，以调整不同金属离子的亲疏水性，从而实现在离子液体双水相中差异分配。例如，添加冠醚萃取分离IA、IIA族金属离子(A.N.Visser，R.P.Swatloski，W.M.Reichert，S.T.Griffin，R.D.Rogers，Ind.Eng.Chem.Res.2000，39：3596.S.Chun，S.V.Dzyuba，R.A.Bartsch，Anal.Chem.2001，73：3737.)，添加硫脲、尿素萃取分离汞、镉(A.N.Visser，R.P.Swatloski，W.M.Reichert，R.Mayton，S.Sheff，A.Wierzbicki，J.H.Davis Jr.，R.D.Rogers，Chem.Commun.2001，135.)，添加双硫腙，然后控制溶液pH值，分离银、铜、铅、镉、锌(Guor-Tzo Wei.Ahalytica Chimica Acta.2003，488：183.)。此外，离子液体的溶解损失也一直是制约其广泛应用的最大困难之一(Sun，X.；Peng，B.；Ji，Y.；Chen，J.；Li，D.Sep.Purif.Technol.2008，63：61.Baghdadi，M.；Shemirani，F.Anal.Chim.Acta.2009，634：186.Luo，H.；Dai，S.；Bonnesen，P.V.Anal.Chem.2004，76：2773.)。
发明内容
本发明的目的在于为了克服上述问题提供了一种离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法。
为了实现上述目的本发明提供的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法包括以下步骤：
1)采用浓度为0.1mol/L到10mol/L的盐酸溶解铂、钯和铑的化合物，得到含有铂、钯和铑离子的水溶液，并加入到疏水性离子液体或含有无机电解质盐的亲水性离子液体中，混合、离心处理，得到两相共存的两液相体系；
2)向步骤1)的两液相体系中加入有机萃取剂，得到上、中、下三相互不相溶的三液相共存体系，其中，上相为含有钯的有机相，中相为含有铑的水相，下相为含有铂的离子液体相；
其中，所述步骤1)中疏水性离子液体中阳离子包括咪唑类、吡啶类、季铵盐类和季膦盐类，阴离子包括PF6 -和N(CF3SO2)2 -；亲水性离子液体中阳离子包括咪唑类、吡啶类和季铵盐类、季膦盐类，阴离子包括BF4 -、Cl-和Br-；
所述有机萃取剂包括二烃基硫醚。
根据本发明的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，步骤1)所述疏水性离子液体优选用1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C4mim][PF6])；亲水性离子液体优选用1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸([Bmim][BF4])或N-丁基吡啶四氟硼酸([BPy][BF4])。
根据本发明的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，步骤1)所述含有铂钯铑离子的水溶液可以用浓度为0.1mol/L到10mol/L的盐酸水溶液溶解相应金属的化合物制备，铂钯铑离子的水溶液优选用1mol/L到3mol/L的盐酸水溶液溶解相应金属的氯化物制备，相应金属的化合物包括但不限于其氯化物、氧化物、氢氧化物、硝酸盐或硫酸盐。
根据本发明的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，步骤1)所述加入的离子液体体积与含有铂钯铑离子水溶液的体积比为0.1∶1～10∶1，优选为0.5∶1～5∶1。
根据本发明的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，步骤1)所述加入的无机电解质盐为一种含钠、钾、锂或铵的盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐、或磷酸盐，包括但不限于硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂、氯化钠、氯化铵、氯化钾、氯化锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸锂或磷酸钾，优选用硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、氯化锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂或磷酸钾；步骤1)所述加入的无机电解质盐的重量为含铂钯铑水溶液重量的10％-50％。
根据本发明的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，步骤1)所述对钯离子萃取具有选择性的有机萃取剂为二烃基硫醚溶液，包括但不限于将二异戊基硫醚S201、二正辛基硫醚DOS、二正庚基硫醚DNHS和二异辛基硫醚S219溶于含6-12个碳原子的烷烃稀释剂中。二烃基硫醚在稀释剂中的重量百分浓度为10wt％～80wt％。钯选择性萃取剂优选用二异戊基硫醚S201，非极性有机溶剂优选用壬烷或十二烷。S201在壬烷或十二烷中的重量百分浓度优选为30wt％～50wt％。
根据本发明的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，步骤1)所述有机萃取剂的加入体积与含有铂钯铑离子水溶液的体积比为0.1∶1～10∶1，优选为0.5∶1～5∶1。
根据本发明的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，步骤2)中通过离心后得到的上相用常规方法回收钯，包括但不限于氨水反萃法、试剂还原法。
根据本发明的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，步骤2)中离心后得到的中相用常规方法回收铑，包括但不限于试剂还原法、电沉积法等。
根据本发明的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，步骤2)中离心后得到的下相直接电解回收铂，槽电压为0.1～5V，电流密度200～400A/m2，电解得到铂后，进一步的对下相的离子液体回收，并返回到步骤1)中循环使用。
本发明所述一种离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，被萃铂、钯、铑金属离子在初始水溶液中的浓度不做限制。
本发明原理在于，采用不同酸度(0.1mol/L到10mol/L)的盐酸水溶液溶解铂、钯、铑的化合物时，因酸度不同，铂、钯、铑与氯离子形成的氯络阴离子在盐酸水溶液中的存在状态不同。其中，铑形成RhCl6 3-，随体系酸度的降低或放置时间的延长，RhCl6 3-极容易发生水合取代反应，生成亲水性极强的Rh(H2O)nCl6 3-n络合离子；钯形成PdCl4 2-，但PdCl4 2-仅在低酸度条件下才可形成一系列水合络阴离子Pd(H2O)mCl4 2-m；铂形成PtCl6 2-，但PtCl6 2-稳定性很强，无论体系酸度如何变化，均不发生水合取代反应。因此，改变盐酸水溶液的酸度，可控制铂、钯、铑氯络阴离子在水溶液中的存在状态，使其具有不同的亲疏水性。此时，加入一种疏水性离子液体，混合后静置或离心分相，疏水性离子液体与含有铂钯铑离子的水溶液能分裂形成两相共存体系；当加入的是一种亲水性离子液体时，需再加入一定质量的无机电解质盐，因盐析效应，亲水性离子液体也能与含有铂钯铑离子的水溶液分裂形成两相共存体系。并且，随着使用的盐种类及加入的盐浓度的不同，分裂得到的离子液体相的疏水性也不同。随着上述两相体系的生成，疏水性的PtCl6 2-容易被选择性萃入离子液体相，而钯和铑滞留在水相中不被萃取。此时，向上述离子液体两相体系中再加入一种对钯离子萃取具有选择性的有机萃取剂时，因该有机萃取剂溶于非极性的有机稀释剂中，控制一定的体系酸度或盐浓度(0.1mol/L到10mol/L)，能够与上述离子液体两相体系形成稳定的液-液-液三相体系。此时，钯被选择性萃入有机相，而铑仍滞留在水相中不被萃取。因此，由有机相-水相-离子液体相组成的三液相体系中，钯可选择性萃入有机相，铂萃入离子液体相，而铑仍富集在水相不被萃取，从而实现了一步萃取三相同时分离铂、钯、铑。本发明利用盐酸水溶液中铂、钯、铑氯络阴离子亲疏水性的差异进行三液相分离，不须外加其他络合剂。
本发明优点在于，将传统的有机相-水相两相体系与离子液体双水相体系组合在一起，通过构造一稳定的液-液-液三相共存体系，利用有机相-水相-离子液体相三相间极性的差异实现相分离；利用有机相、离子液体相分别对铂、钯、铑氯配离子竞争相互作用的差异，在不外加其他络合剂的条件下，实现铂、钯、铑氯配离子分别在三个性质不同、互不相溶的共存液相(有机上相、中间水相、离子液体下相)中选择性富集，从而三相一步分离铂、钯、铑。相比传统的液-液两相萃取方法而言，离子液体基三液相体系可在一次萃取过程中同时完成钯选择性富集在上层非极性的钯选择性有机萃取剂中，铂富集在最下层离子液体相中，而铑因水化作用强，留在中间层萃残水相中不被萃取，与铂钯分离。因此，三相萃取法可实现在一步萃取过程中同时三相分离铂、钯、铑，其分离选择性高，能有效简化现有繁冗的铂钯铑液-液两相萃取分离的工艺流程。
本发明提供的一种离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，在传统的有机相-水相两液相萃取体系基础上引入离子液体双水相体系，相分离时间大大缩短、且不易乳化，有效避免了有机萃取剂机械夹带或溶解损失等问题。此外，因离子液体的亲疏水性易于控制，与有机相、电解质盐水相组成的液-液-液三相共存体系稳定，对外部环境及操作条件的变化适应性强。铂、钯、铑氯配离子在水溶液中各种存在状态的亲疏水性差异可得以有效利用，从而实现选择性分离。
附图说明
图1为本发明一种离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法流程图。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明进行详细说明，但所有实施例并不对本发明构成任何限制。
实施例1
用5mL浓度为0.1mol/L的盐酸水溶液溶解铂、钯、铑氯化物，配制成含有铂、钯、铑离子的金属混合溶液，三种金属离子浓度均为100mg/L。加入2.5mL离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C4mim][PF6])。室温下充分振荡混合后进行离心处理，得到上、下两层共存的两液相体系。然后加入5mL二异戊基硫醚(S201)-十二烷有机混合溶液，S201在十二烷中的重量百分浓度为30wt％。室温下充分振荡混合后将混合物进行离心处理，得到上、中、下三层互不相溶的澄清分相的三液相共存体系。分别取上、中、下三相测定钯、铑、铂浓度，计算钯、铑、铂分别在上、中、下三相的质量占初始水相混合金属溶液中的质量百分比，钯质量分数98.3％，铑质量分数为98.8％，铂质量分数为88.6％。取离心后得到的上相，用氨水反萃回收钯，钯反萃率99％；取离心后得到的中相，用氯化铵沉淀回收铑，铑回收率99％；取离心后得到的下相，直接电解回收铂，槽电压为0.2V，电流密度200A/m2，铂回收率96.5％。
实施例2
用5mL浓度为3mol/L的盐酸水溶液溶解铂、钯、铑氯化物，配制成含有铂、钯、铑离子的金属混合溶液，三种金属离子浓度均为100mg/L。加入5mL离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C4mim][PF6])。室温下充分振荡混合后进行离心处理，得到上、下两层共存的两液相体系。然后加入5mL二异戊基硫醚(S201)-壬烷有机混合溶液，S201在壬烷中的重量百分浓度为50wt％。室温下充分振荡混合后将混合物进行离心处理，得到上、中、下三层互不相溶的澄清分相的三液相共存体系。分别取上、中、下三相测定钯、铑、铂浓度，计算钯、铑、铂分别在上、中、下三相的质量占初始水相混合金属溶液中的质量百分比，钯质量分数95.5％，铑质量分数为99.0％，铂质量分数为85.0％。取离心后得到的上相，用氨水反萃回收钯，钯反萃率99％；取离心后得到的中相，用氯化铵沉淀回收铑，铑回收率99％；取离心后得到的下相，直接电解回收铂，槽电压为0.1V，电流密度300A/m2，铂回收率92.0％。
实施例3
用5mL浓度为1mol/L的盐酸水溶液溶解铂、钯、铑氯化物，配制成含有铂、钯、铑离子的金属混合溶液，三种金属离子浓度均为300mg/L。加入10mL离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐([C4mim][PF6])。室温下充分振荡混合后进行离心处理，得到上、下两层共存的两液相体系。然后加入10mL二正辛基硫醚(DOS)-十二烷有机混合溶液，DOS在十二烷中的重量百分浓度为30wt％。室温下充分振荡混合后将混合物进行离心处理，得到上、中、下三层互不相溶的澄清分相的三液相共存体系。分别取上、中、下三相测定钯、铑、铂浓度，计算钯、铑、铂分别在上、中、下三相的质量占初始水相混合金属溶液中的质量百分比，钯质量分数98.0％，铑质量分数为99.0％，铂质量分数为90.3％。取离心后得到的上相，用氨水反萃回收钯，钯反萃率99％；取离心后得到的中相，用氯化铵沉淀回收铑，铑回收率99％；取离心后得到的下相，直接电解回收铂，槽电压为2V，电流密度200A/m2，铂回收率94.0％。
实施例4
用5mL浓度为5mol/L的盐酸水溶液溶解铂、钯、铑氯化物，配制成含有铂、钯、铑离子的金属混合溶液，三种金属离子浓度均为100mg/L。加入5mL离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸([Bmim][BF4])，充分混匀，然后在此混合液中再加入2g磷酸钾。上述混合物在室温下充分振荡混合，然后进行离心处理，得到上、下两层共存的两液相体系。然后加入5mL二异戊基硫醚(S201)-十二烷有机混合溶液，S201在十二烷中的重量百分浓度为50wt％。室温下充分振荡混合，然后将混合物进行离心处理，得到上、中、下三层互不相溶的澄清分相的三液相共存体系。分别取上、中、下三相测定钯、铑、铂浓度，计算钯、铑、铂分别在上、中、下三相的质量占初始水相混合金属溶液中的质量百分比，钯质量分数98.3％，铑质量分数为90.8％，铂质量分数为86.0％。取离心后得到的上相，用氨水反萃回收钯，钯反萃率99％；取离心后得到的中相，用氯化铵沉淀回收铑，铑回收率99％。取离心后得到的下相，直接电解回收铂，槽电压为0.5V，电流密度300A/m2，铂回收率93.5％。
实施例5
用5mL浓度为1mol/L的盐酸水溶液溶解铂、钯、铑氯化物，配制成含有铂、钯、铑离子的金属混合溶液，三种金属离子浓度均为200mg/L。加入10mL离子液体N-丁基吡啶四氟硼酸([BPy][BF4])，充分混匀，然后在此混合液中再加入2.5g硫酸钠。上述混合物在室温下充分振荡混合，然后进行离心处理，得到上、下两层共存的两液相体系。然后加入5mL二正辛基硫醚(DOS)-壬烷有机混合溶液，DOS在壬烷中的重量百分浓度为50wt％。室温下充分振荡混合，然后将混合物进行离心处理，得到上、中、下三层互不相溶的澄清分相的三液相共存体系。分别取上、中、下三相测定钯、铑、铂浓度，计算钯、铑、铂分别在上、中、下三相的质量占初始水相混合金属溶液中的质量百分比，钯质量分数98.5％，铑质量分数为86.0％，铂质量分数为80.2％。取离心后得到的上相，用氨水反萃回收钯，钯反萃率99％；取离心后得到的中相，用氯化铵沉淀回收铑，铑回收率99％。取离心后得到的下相，直接电解回收铂，槽电压为1V，电流密度200A/m2，铂回收率95.0％。
实施例6
用5mL浓度为2mol/L的盐酸水溶液溶解铂、钯、铑氯化物，配制成含有铂、钯、铑离子的金属混合溶液，三种金属离子浓度均为100mg/L。加入15mL离子液体1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸([Bmim][BF4])，充分混匀，然后在此混合液中再加入1g氯化钾。上述混合物在室温下充分振荡混合，然后进行离心处理，得到上、下两层共存的两液相体系。然后加入10mL二正庚基硫醚(DNH)-壬烷有机混合溶液，DNH在壬烷中的重量百分浓度为30wt％。室温下充分振荡混合，然后将混合物进行离心处理，得到上、中、下三层互不相溶的澄清分相的三液相共存体系。分别取上、中、下三相测定钯、铑、铂浓度，计算钯、铑、铂分别在上、中、下三相的质量占初始水相混合金属溶液中的质量百分比，钯质量分数97.0％，铑质量分数为92.5％，铂质量分数为83.8％。取离心后得到的上相，用氨水反萃回收钯，钯反萃率99％；取离心后得到的中相，用氯化铵沉淀回收铑，铑回收率99％。取离心后得到的下相，直接电解回收铂，槽电压为3V，电流密度200A/m2，铂回收率92.0％。
实施例7
用5mL浓度为10mol/L的盐酸水溶液溶解铂、钯、铑氯化物，配制成含有铂、钯、铑离子的金属混合溶液，三种金属离子浓度均为100mg/L。加入5mL离子液体N-丁基吡啶四氟硼酸([BPy][BF4])，充分混匀，然后在此混合液中再加入2g硝酸钾。上述混合物在室温下充分振荡混合，然后进行离心处理，得到上、下两层共存的两液相体系。然后加入5mL二异辛基硫醚(S219)-十二烷有机混合溶液，S219在十二烷中的重量百分浓度为40wt％。室温下充分振荡混合，然后将混合物进行离心处理，得到上、中、下三层互不相溶的澄清分相的三液相共存体系。分别取上、中、下三相测定钯、铑、铂浓度，计算钯、铑、铂分别在上、中、下三相的质量占初始水相混合金属溶液中的质量百分比，钯质量分数98.3％，铑质量分数为90.0％，铂质量分数为88.0％。取离心后得到的上相，用氨水反萃回收钯，钯反萃率99％；取离心后得到的中相，用氯化铵沉淀回收铑，铑回收率99％。取离心后得到的下相，直接电解回收铂，槽电压为1V，电流密度200A/m2，铂回收率90.0％。
实施例8
用5mL浓度为0.1mol/L的盐酸水溶液溶解铂、钯、铑氯化物，配制成含有铂、钯、铑离子的金属混合溶液，三种金属离子浓度均为100mg/L。加入2.5mL离子液体(阳离子为甲基三辛基胺季铵盐阳离子，阴离子为N(CF3SO2)2 -)。室温下充分振荡混合后进行离心处理，得到上、下两层共存的两液相体系。然后加入5mL二异戊基硫醚(S201)-十二烷有机混合溶液，S201在十二烷中的重量百分浓度为30wt％。室温下充分振荡混合后将混合物进行离心处理，得到上、中、下三层互不相溶的澄清分相的三液相共存体系。分别取上、中、下三相测定钯、铑、铂浓度，计算钯、铑、铂分别在上、中、下三相的质量占初始水相混合金属溶液中的质量百分比，钯质量分数98.5％，铑质量分数为99.0％，铂质量分数为89.0％。取离心后得到的上相，用氨水反萃回收钯，钯反萃率99％；取离心后得到的中相，用氯化铵沉淀回收铑，铑回收率99％；取离心后得到的下相，直接电解回收铂，槽电压为0.2V，电流密度200A/m2，铂回收率96.0％。
实施例9
用5mL浓度为0.1mol/L的盐酸水溶液溶解铂、钯、铑氯化物，配制成含有铂、钯、铑离子的金属混合溶液，三种金属离子浓度均为100mg/L。加入10mL离子液体(阳离子为甲基三辛基胺季铵盐阳离子，阴离子为Cl-)，充分混匀，然后在此混合液中再加入2.5g硫酸钠。上述混合物在室温下充分振荡混合，然后进行离心处理，得到上、下两层共存的两液相体系。然后加入5mL二正辛基硫醚(DOS)-壬烷有机混合溶液，DOS在壬烷中的重量百分浓度为50wt％。室温下充分振荡混合，然后将混合物进行离心处理，得到上、中、下三层互不相溶的澄清分相的三液相共存体系。分别取上、中、下三相测定钯、铑、铂浓度，计算钯、铑、铂分别在上、中、下三相的质量占初始水相混合金属溶液中的质量百分比，钯质量分数99.0％，铑质量分数为95.0％，铂质量分数为85.0％。取离心后得到的上相，用氨水反萃回收钯，钯反萃率99％；取离心后得到的中相，用氯化铵沉淀回收铑，铑回收率99％。取离心后得到的下相，直接电解回收铂，槽电压为1V，电流密度200A/m2，铂回收率95.0％。
实施例10
用5mL浓度为10mol/L的盐酸水溶液溶解铂、钯、铑氯化物，配制成含有铂、钯、铑离子的金属混合溶液，三种金属离子浓度均为100mg/L。加入2.5mL离子液体(阳离子为三己基十四烷基膦季膦盐阳离子，阴离子为N(CF3SO2)2 -)。室温下充分振荡混合后进行离心处理，得到上、下两层共存的两液相体系。然后加入5mL二正辛基硫醚(DOS)-十二烷有机混合溶液，DOS在十二烷中的重量百分浓度为30wt％。室温下充分振荡混合后将混合物进行离心处理，得到上、中、下三层互不相溶的澄清分相的三液相共存体系。分别取上、中、下三相测定钯、铑、铂浓度，计算钯、铑、铂分别在上、中、下三相的质量占初始水相混合金属溶液中的质量百分比，钯质量分数96.0％，铑质量分数为99.0％，铂质量分数为88.0％。取离心后得到的上相，用氨水反萃回收钯，钯反萃率99％；取离心后得到的中相，用氯化铵沉淀回收铑，铑回收率99％；取离心后得到的下相，直接电解回收铂，槽电压为0.2V，电流密度200A/m2，铂回收率95.0％。
实施例11
用5mL浓度为0.1mol/L的盐酸水溶液溶解铂、钯、铑氯化物，配制成含有铂、钯、铑离子的金属混合溶液，三种金属离子浓度均为100mg/L。加入10mL离子液体(阳离子为三己基十四烷基膦季膦盐阳离子，阴离子为Br-)，充分混匀，然后在此混合液中再加入3g氯化钾。上述混合物在室温下充分振荡混合，然后进行离心处理，得到上、下两层共存的两液相体系。然后加入5mL二正辛基硫醚(DOS)-壬烷有机混合溶液，DOS在壬烷中的重量百分浓度为50wt％。室温下充分振荡混合，然后将混合物进行离心处理，得到上、中、下三层互不相溶的澄清分相的三液相共存体系。分别取上、中、下三相测定钯、铑、铂浓度，计算钯、铑、铂分别在上、中、下三相的质量占初始水相混合金属溶液中的质量百分比，钯质量分数98.0％，铑质量分数为98.0％，铂质量分数为90.0％。取离心后得到的上相，用氨水反萃回收钯，钯反萃率99％；取离心后得到的中相，用氯化铵沉淀回收铑，铑回收率99％。取离心后得到的下相，直接电解回收铂，槽电压为1V，电流密度200A/m2，铂回收率95.0％。

Claims (9)

1.一种离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
1)采用浓度为0.1mol/L～10mol/L的盐酸溶解铂、钯和铑的化合物，得到含有铂、钯和铑离子的水溶液，并加入到疏水性离子液体或含有无机电解质盐的亲水性离子液体中，混合、离心处理，得到共存的两液相体系；
2)向步骤1)的两液相体系中加入有机萃取剂，得到上、中、下三相互不相溶的三液相共存体系，其中，上相为含有钯的有机相，中相为含有铑的水相，下相为含有铂的离子液体相；
其中，所述步骤1)中疏水性离子液体中阳离子包括咪唑类、吡啶类、季铵盐类和季膦盐类，阴离子包括PF6 -和N(CF3SO2)2 -；亲水性离子液体中阳离子包括咪唑类、吡啶类、季铵盐类和季膦盐类，阴离子包括BF4 -、Cl-和Br-；
所述有机萃取剂为二烃基硫醚溶液。
2.根据权利要求1所述的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，其特征在于，
所述步骤1)中疏水性离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐，亲水性离子液体为1-丁基-3-甲基咪唑四氟硼酸或N-丁基吡啶四氟硼酸，其中，加入的疏水性离子液体或含有无机电解质盐的亲水性离子液体的体积与含铂、钯和铑离子的水溶液的体积比为0.1～10∶1；
所述步骤1)中无机电解质盐为含钠、钾、锂或铵的盐酸盐、硫酸盐、硝酸盐或磷酸盐；所述无机电解质盐的重量为含铂钯铑水溶液重量的10％～50％；
所述步骤2)中二烃基硫醚溶液为将二异戊基硫醚S201、二正辛基硫醚DOS、二正庚基硫醚DNHS或二异辛基硫醚S219溶于含6-12个碳原子的烷烃稀释剂中，其中，二烃基硫醚在烷烃稀释剂中的重量百分浓度为10wt％～80wt％，所述有机萃取剂加入的体积与含有铂钯铑离子水溶液的体积比为0.1～10∶1。
3.根据权利要求2所述的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，其特征在于，所述加入的疏水性离子液体或含有无机电解质盐的亲水性离子液体的体积与含铂、钯和铑离子的水溶液的体积比为0.5～5∶1；
所述有机萃取剂的加入体积与含有铂钯铑离子水溶液的体积比为0.5～5∶1。
4.根据权利要求2或3所述的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，其特征在于，所述步骤1)中无机电解质盐包括硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾、硫酸锂、氯化钠、氯化铵、氯化钾、氯化锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸铵、硝酸锂和磷酸钾。
5.根据权利要求4所述的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，其特征在于，所述步骤1)中无机电解质盐为硫酸铵、硫酸钠、硫酸钾、氯化钠、氯化钾、氯化锂、硝酸钠、硝酸钾、硝酸锂或磷酸钾。
6.根据权利要求1所述的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，其特征在于，所述有机萃取剂为将二异戊基硫醚S201溶于壬烷或十二烷中，其中二异戊基硫醚S201在壬烷或十二烷中的重量百分浓度为30wt％～50wt％。
7.根据权利要求1所述的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，其特征在于，所述步骤2)中分离得到上相中含有的钯通过氨水反萃法或试剂还原法回收；
所述步骤2)中分离得到中相含有的铑通过试剂还原法或电沉积法回收；
所述步骤2)中分离得到下相含有的铂通过直接电解回收。
8.根据权利要求7所述的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，其特征在于，所述步骤2)中分离得到下相含有的铂电解时槽电压为0.1～5V，电流密度200～400A/m2。
9.根据权利要求7所述的离子液体基三液相体系萃取分离铂钯铑的方法，其特征在于，所述方法还包括对下相的离子液体回收、循环使用的步骤。
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