CS217636B1 - Způsob čištění paládia od mědi - Google Patents

Abstract

Vynález se týká způsobu čištění paládia od mědi do vysokého stupně, zejména s cílem získání kovu pro výrobu účinných katalyzátorů. Podstatou vynálezu je způsob čištění paládia od mědi, který spočívá v tom, že se směsný roztok obou kovů o pH menším než 1 ponechá protéci sloupcem pryskyřice schopné selektivně sorbovat pouze paládium, Sl|OiU<pec Bie ptttonnyije 1M-HC1 a siorbowané paládium se eluuje kyselinou chlorovodíkovou o koncentraci 2 až 5 mol/1. Použitá pryskyřice je makroporézní kopolymer (lycidylmethakrylát-ethylendimethakrylát modifikovaný ethylendiaminem a obsahující 0,1 až 3 mmol/g vázaného diaminu. Způsob čištění podle vynálezu je velmi jednoduchý, nevyžaduje prakticky žádnou energii a desorbované paládium vyniká vysokou čistotou. Přitom sloupce pryskyřice lze opakovaně mnohokrát použít, což zlepšuje ekonomiku procesu.

Description

Vynález se týká způsobu čištění paládia od mědi do vysokého stupně, zejména s cílem získání kovu pro výrobu účinných katalyzátorů.

Paládium je velmi často používaný katalyzátor, většinou ve formě kovu naneseného na organický nebo anorganický nosič. Po jisté době užívání katalytická účinnost systému kov—nosič klesá a katalyzátor je třeba nahradit novým, starý regenerovat a vrátit do výroby. Přitom jsou ovšem kladeny na kov, který má sloužit jako selektivní katalyzátor například hydrogenace, vysoké požadavky stran jeho čistoty. Během procesu regenerace a mnohdy i aplikace dochází však často k vnesení nežádoucích kovů, zejména barevných, které jsou katalytickým jedem; to znamená, že jejich přítomnost významně snižuje, až úplně likviduje katalytickou schopnost paládia, a to i v relativně malém množství.

Tradiční a nejdůležitější postup čištění paládia spočívá v mnohokráte opakovaném přesrážení obtížně rozpustné soli chloridu diamopaládnatého [Pd(NH3)2Cl2], Komplex se rozpustí ve vodním roztoku amoniaku a vysráží přídavkem kyseliny chlorovodíkové. Pro odstranění mědi je výhodnější používat komplexů [ (NH4]2iPdCl4] a [ (NHájžPdClej.

Tento postup je málo produktivní a je velmi náročný na čistotu používaných činidel, zejména HC1.

Modernější způsob čištění lze spatřovat v elektrodialýze, při níž byl nalezen dostatečně velký distribuční koeficient pro směs iontů plaládiia a mědi, umožňující jejiiicíh dělení [Kozin L. F., Ž. Prikl. Chlm. (Leningrad) 50 (1977) 1183], Tento postup je však náročný jak investičně, tak i energeticky.

Jiný způsob dělení spočívá v selektivní extrakci, například podle DOS 2 726 557 kysellnioiu diiliaulryliamSbooctovoiu. Odhlédine-li se od málo běžného extrakčního činidla, není ani čistota produkovaného paládia pro katalycké účely vždy vyhovující.

Další jisté zlepšení představuje použití pryskyřic. Je popsán způsob separace chloridu mědnatého z roztoku paládia iontovou výměnou na silně kyselém katexu. Při průtoku sloupcem se zachytí ionty mědi, zatímco jiioipty palájdla p(roJdJoru. (Fjotkiin A. F., Pirlb. Sist. Upr., 52, 1977). Postup je však málo selektivní a rezultující paládium nemá dostatečnou čistotu.

Výše uvedené nedostatky nemá způsob čištění paládia od mědi podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se směsný roztok obou kovů o pH menším než 1 ponechá protéci sloupcem pryskyřice schopné isíeilektiiivmě síoirbiovat pouze paládiuinl, (sllioupec se promyje 1M-HC1 a sorbované paládium se eluuje kyselinou chlorovodíkovou o koncentraci 2 až 5 mol/1.

Použitá pryskyřice je s výhodou makroporézní kopolymer glycidylmethakrylát-ethylendimethakrylát, modifikovaný ethylendiaminem a obsahující 0,1 až 3 mmol/g vázaného diaminu.

Způsob čištění podle vynálezu je velmi jednoduchý, nevyžaduje prakticky žádnou energii a desorbované paládium vyniká vysokou čistotou. Přitom sloupce pryskyřice lze opiatooiviaině mnohokrát použít, což zlepšuje ekonomiku procesu.

Používaná pryskyřice se snadno syntetizuje podle čs. a. o. 162 535 smísením ethylendiamlnu s kopolymerem glycidylmethakrylát-ethylendimethakrylát, vyrobeným podle čs. a. o. 175 112, zahřátím směsi na teplotu do 80 ^CC a vypráním nezreagovaného diaminu vodou, což lze realizovat již na koloně, jež bude posléze sloužit k čištění paládia. Množství nevázaného ligandu se řídí dobou reakce a je důležité z hlediska selektivity a kapacity.

Naplněný a promytý sloupec se pak použije k isoirpci paládia, jež se přidává ve formě roztoku o takové koncentraci, aby obsah paládia byl vždy nižší, než je kapacita sloupce experimentálně stanovená, a zamezilo se tak průniku a ztrátě cenného kovu. Hodnota pH roztoku musí být bezpodmínečně nižší než 1, neboť v opačném případě, tj. při pH vyšším než 1, není pryskyřice již dostatečně selektivní a čištění není dostatečně účinné. Hodnotu pH roztoku lze v případě potřeby upravit přídavkem koncentrované kyseliny chlorovodíkové. Po projití daného množství roztoku se sloupec promyje 1M-HC1 v množství reprezentujícím jeden až dva objemy sloupce, čímž se odstraní zbytky zadrženého sorpčního roztoku s obsahem mědi. Konečnou operací je eluce 2 až 5 mol/1 roztokem kyseliny chlorovodíkové, čímž se z pryskyřice převede paládium do roztoku. Roztok vytékající z kolony v průběhu sorpce paládia lze zpracovat na měď, například elektrolyticky.

Celý postup je v dalším dokumentován příklady. Přitom je však třeba vidět, že princip čištění spočívající v sorpci platinových kovů na selektivním sorbentu v extrémních podmínkách kyselosti, kdy nedochází k sorpci barevných kovů, je obecněji použitelný i pro jiné směsi.

Příklad 1

Do kolony světlosti 15 mm bylo vsypáno 6,95 g sorbentu získaného reakcí kopolymerů glycidylmethakrylát-ethylendimethakrylát s ethylendiaminem, obsahujícího 2,0 mmol/g navázaného diaminu, což představovalo sloupec o výšce 120 mm. K čištění byl vzat průmyslový koncentrát s pH < 1, obsahující v použitých 405 ml roztoku 814,86 mg Pd a 85,46 mg Cu (metodou plamenové atomové absorpční spektrometrie). Po sorpci bylo analýzou vyteklé kapaliny stanoveno, že se na sorbentu zachytilo 806,78 mg Pd a 0,88 mg Cu, která se však odstranila promývacím roztokem 1M-HC1. Prostřednictvím mol/1 HC1 se podařilo eluovat 802,45 mg Pd, což reprezentuje 99,5 % sorbovaného, anebo 98,5 % vneseného množství. Obsah mědi se snížil z původních 9,5 % ve směsi na 0 o/_o. (v roztocích zjištěná koncentrace mědi 0,1 jug/ml je na hranicích citlivosti použité analytické metody plamenové atomové absorpční spektrometrie).

Příklad 2

Do téže kolony jako v příkladu 1 bylo vsypáno 3,17 g téhož sorbentu a prolito 125 ml roztoku obsahujícího 251,5 mg Pd a 26,37 mg

Cu s pH < 1. Na pryskyřici se zachytilo 246,3 mg Pd a méně než 0,2 mg Cu, která se však vymyla již promývacím roztokem 1M-HC1. 5 mol/1 HC1 bylo eluováno 244,4 mg Pd, což je 97,2 % vneseného nebo 99,2 % sorbovaného množství. Obsah mědi polesl z původních 9,5 % na 0 %.

Po skončení předešlé eluce paládia bylo do kolony vneseno dalších 150 ml téhož roztoku, obsahujícího 301,8 mg Pd a 31,6 mg Cu. Na sorbentu se navázalo 295,4 mg Pd a bylo eluováno opět 5 ml/1 HC1 294,3 mg Pd, což je 99,6 o/_o sorbovaného nebo 97,5 % vneseného množství.

Claims (2)

1. Způsob čištění paládia od mědí, vyznačený tím, že směsný roztok obou kovů o pH nižším než 1 se ponechá protéci sloupcem pryskyřice schopné selektivně sorbovat pouze paládium, sloupec se promyje 1M-HC1 a sorbované paládium se eluuje 2 až 5 mol/1 kyselinou chlorovodíkovou.

2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že použitá pryskyřice je makroporézní kopolymer glycidylmethakrylát-ethylendimethakrylát, modifikovaný ethylendiaminem a obsahující 0,1 až 3 mmol/g vázaného diaminu.