KR101950110B1 - Separation method of paladium and platium - Google Patents
Separation method of paladium and platium Download PDFInfo
- Publication number
- KR101950110B1 KR101950110B1 KR1020170129647A KR20170129647A KR101950110B1 KR 101950110 B1 KR101950110 B1 KR 101950110B1 KR 1020170129647 A KR1020170129647 A KR 1020170129647A KR 20170129647 A KR20170129647 A KR 20170129647A KR 101950110 B1 KR101950110 B1 KR 101950110B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- palladium
- concentration
- extraction
- cyanex
- hydrochloric acid
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B11/00—Obtaining noble metals
- C22B11/04—Obtaining noble metals by wet processes
-
- C22B3/005—
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
- C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
- C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
- C22B3/38—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds containing phosphorus
- C22B3/381—Phosphines, e.g. compounds with the formula PRnH3-n, with n = 0-3
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Abstract
Description
본 발명은 백금과 팔라듐의 분리방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 효율적이면서 선택적으로 팔라듐을 추출할 수 있는 추출 시스템과, 팔라듐이 추출된 추출제로부터 팔라듐을 고효율로 탈거할 수 있는 시스템을 통해 백금과 팔라듐을 우수한 효율로 분리할 수 있는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a separation method of platinum and palladium, and more particularly, to an extraction system capable of efficiently and selectively extracting palladium and a system capable of removing palladium from palladium- And palladium can be separated with excellent efficiency.
팔라듐(Pd)과 백금(Pt)은 특수 기능을 갖춘 첨단 소재의 제조에 광범위하게 사용되고 있다. 그런데 팔라듐(Pd)과 백금(Pt)을 광석이나 2차 자원에서 고순도로 회수하기 위해서는 이 두 금속을 서로 분리해야 한다.Palladium (Pd) and platinum (Pt) are widely used in the manufacture of advanced materials with special functions. However, in order to recover palladium (Pd) and platinum (Pt) in ore or secondary resources in high purity, the two metals must be separated from each other.
이를 위해, 용매 추출법, 이온 교환법 및 침전법 등이 백금(Pt)과 팔라듐(Pd)을 함유하는 침출액에 사용되고 있으며, 특히 용매 추출법을 통해 백금(Pt)과 팔라듐(Pd)을 포함하는 침출액으로부터 양 금속을 분리하고자 하는 많은 연구가 행해지고 있다.For this purpose, the solvent extraction method, ion exchange method, and precipitation method are used for the leaching solution containing platinum (Pt) and palladium (Pd). Especially, the leaching solution containing platinum (Pt) and palladium (Pd) Many studies have been made to separate metals.
그런데, 백금(Pt)과 팔라듐(Pd)은 용매 추출제에 대한 추출 거동이 매우 유사하기 때문에, 용매 추출법을 통해 백금(Pt)과 팔라듐(Pd)을 분리하는 것은 어려운 문제이다.However, since the extraction behaviors of platinum (Pt) and palladium (Pd) are very similar to the solvent extracting agent, it is difficult to separate platinum (Pt) and palladium (Pd) by solvent extraction.
이와 관련하여, 종래, 염산 용액에 포함된 Pt(Ⅳ) 또는 Pd(Ⅱ)를 선택적으로 추출하는 추출 시스템을 찾기 위해 많은 연구가 이루어져왔으며, 그 결과 LIX 84I, LIX 63, DOS, CyphosIL 101, CyphosIL 104 등이 Pt(Ⅳ) 또는 Pd(Ⅱ)의 선택적인 추출제로 사용될 수 있다고 알려져 있다.In this regard, a lot of research has been conducted to find an extraction system for selectively extracting Pt (IV) or Pd (II) contained in a hydrochloric acid solution. As a result, LIX 84I, LIX 63, DOS, CyphosIL 101, CyphosIL 104 can be used as selective extractants of Pt (IV) or Pd (II).
그런데, 이들 추출제들은 가격이 지나치게 비싸거나, 추출 속도가 느리거나, Pd(II)와 Pt(IV) 간의 분리 계수가 낮은 등의 문제점이 있다.However, these extractants have problems such as excessively high cost, slow extraction rate, low separation factor between Pd (II) and Pt (IV).
용매 추출법을 통해 백금(Pt)과 팔라듐(Pd)을 분리하기 위해서는, 우수한 선택성을 갖는 추출제를 찾는 것과 함께, 선택적으로 추출된 백금(Pt) 또는 팔라듐(Pd)을 효율적으로 탈거할 수 있어야 경제적으로 분리할 수 있으므로, 본 발명은 우수한 선택 추출과 함께 효율적인 탈거가 가능한 백금과 팔라듐의 분리방법을 제공하는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다.In order to separate platinum (Pt) and palladium (Pd) by the solvent extraction method, it is necessary to efficiently extract the extracted platinum (Pt) or palladium (Pd) It is an object of the present invention to provide a separation method of platinum and palladium capable of efficient stripping together with excellent selective extraction.
상기 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 백금(Pt)과 팔라듐(Pd)을 포함하는 염산 침출액에서 백금(Pt)과 팔라듐(Pd)을 분리하는 방법으로, 상기 침출액에 디알킬디티오포스포닉산(dialky1dithiophosphinic acid)을 포함하는 추출제를 사용하여 팔라듐(Pd)을 선택적으로 추출하는 단계와, 왕수를 사용하여 상기 팔라듐(Pd)을 추출한 추출제로부터 팔라듐(Pd)을 탈거하는 단계를 포함하는, 백금과 팔라듐의 분리방법을 제공한다.In order to solve the above problems, the present invention provides a method for separating platinum (Pt) and palladium (Pd) from a hydrochloric acid leaching solution containing platinum (Pt) and palladium (Pd), wherein the dialkyldithiophosphonic acid (Pd) is extracted from the extractant from which the palladium (Pd) has been extracted by using a royal flush using an extraction agent containing dialkyldithiophosphinic acid And palladium.
본 발명에 따른 방법에 의하면, 백금(Pt)과 팔라듐(Pd)이 포함된 다양한 염산 농도에서 팔라듐(Pd)만을 선택적이면서 효율적으로 추출할 수 있고, 팔라듐(Pd)을 포함하는 추출제로부터 팔라듐(Pd)을 완전히 탈거할 수 있어, 백금(Pt)과 팔라듐(Pd)을 효율적으로 분리할 수 있다.According to the method of the present invention, only palladium (Pd) can be selectively and efficiently extracted at various concentrations of hydrochloric acid containing platinum (Pt) and palladium (Pd), and palladium (Pd) can be extracted from the extractant containing palladium Pd) can be completely removed, and the platinum (Pt) and the palladium (Pd) can be efficiently separated.
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에서 사용한 용매 추출제의 제품명, 구조 및 화학식을 나타낸 것이다.
도 2는 D2EHPA, PC88A, Cyanex 272, Cyanex 301, LIX 63, LIX 84I를 추출제로 사용하여 Pd(II) 추출을 함에 있어서 염산 농도의 효과를 나타낸 것이다(여기서, 침출액은 Pd 100 mg/L, O/A=1, 희석제는 등유).
도 3은 TBP, Cyanex 923, TOA, Alamine 336을 추출제로 사용하여 Pd(II) 추출을 함에 있어서 염산 농도의 효과를 나타낸 것이다(여기서, 침출액은 Pd 100 mg/L, O/A=1, 희석제는 등유).
도 4는 D2EHPA, PC88A, Cyanex 272, Cyanex 301, LIX 63, LIX 84I, TBP, Cyanex 923, TOA, Alamine 336을 추출제로 사용하여 Pt(IV) 추출을 함에 있어서 염산 농도의 효과를 나타낸 것이다(여기서, 침출액은 Pt 100 mg/L, O/A=1, 희석제는 등유).
도 5는 LIX 63을 사용하여 Pt(IV) 및 Pd(II) 추출을 함에 있어서 염산 농도의 효과를 나타낸 것이다(여기서, 침출액은 Pt 100 mg/L, Pd 100 mg/L, O/A=1, 희석제는 등유).
도 6은 Cyanex 301을 사용하여 Pt(IV) 및 Pd(II) 추출을 함에 있어서 염산 농도의 효과를 나타낸 것이다(여기서, 침출액은 Pt 100 mg/L, Pd 100 mg/L, O/A=1, 희석제는 등유).
도 7은 Pd(II)를 추출함에 있어서 LIX 63의 농도 효과를 나타낸 것이다(여기서, 침출액은 Pd 100 mg/L, O/A=1, 희석제는 등유).
도 8은 Pd(II)를 추출함에 있어서 Cyanex 301의 농도 효과를 나타낸 것이다(여기서, 침출액은 Pd 100 mg/L, O/A=1, 희석제는 등유).
도 9는 본 발명의 바람직한 실시형태의 공정을 나타내는 공정도이다.Fig. 1 shows the name, structure and chemical formula of the solvent extractant used in Examples and Comparative Examples of the present invention.
FIG. 2 shows the effect of hydrochloric acid concentration on Pd (II) extraction using D2EHPA, PC88A, Cyanex 272, Cyanex 301, LIX 63 and LIX 84I as extractants, wherein the leach solution contains
Figure 3 shows the effect of hydrochloric acid concentration on the extraction of Pd (II) using TBP, Cyanex 923, TOA and Alamine 336 as extractants, wherein the leach solution contains
4 shows the effect of hydrochloric acid concentration on Pt (IV) extraction using D2EHPA, PC88A, Cyanex 272, Cyanex 301, LIX 63, LIX 84I, TBP, Cyanex 923, TOA and Alamine 336 as extractants , 100 mg / L of Pt, O / A = 1, and kerosene as a diluent).
FIG. 5 shows the effect of hydrochloric acid concentration on the extraction of Pt (IV) and Pd (II) using
Figure 6 shows the effect of hydrochloric acid concentration on the extraction of Pt (IV) and Pd (II) using Cyanex 301, where the leach solution was 100 mg / L of Pt, 100 mg / L of Pd, , The diluent is kerosene).
FIG. 7 shows the effect of
FIG. 8 shows the effect of concentration of Cyanex 301 in extracting Pd (II) (where
Fig. 9 is a process diagram showing the steps of a preferred embodiment of the present invention.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참고로 그 구성 및 작용을 설명하기로 한다. 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. Also, when a part is referred to as " including " an element, it does not exclude other elements unless specifically stated otherwise.
본 발명자들은 다음과 같은 용매 추출 및 탈거 시스템을 사용할 경우, 종래의 방법에 비해 우수한 효율로 백금(Pt)과 팔라듐(Pd)을 분리할 수 있음을 밝혀내고 본 발명에 이르게 되었다.The present inventors have found that when using the following solvent extraction and stripping system, platinum (Pt) and palladium (Pd) can be separated at a higher efficiency than the conventional method, leading to the present invention.
본 발명에 따른 방법은, 백금(Pt)과 팔라듐(Pd)을 포함하는 염산 침출액에 디알킬디티오포스포닉산(dialky1dithiophosphinic acid)을 포함하는 추출제를 사용하여 팔라듐(Pd)을 선택적으로 추출하는 단계와, 왕수를 사용하여 상기 팔라듐(Pd)을 추출한 추출제로부터 팔라듐(Pd)을 탈거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.The method according to the present invention comprises selectively extracting palladium (Pd) using an extractant containing dialkyldithiophosphinic acid in a hydrochloric acid leaching solution containing platinum (Pt) and palladium (Pd) And removing palladium (Pd) from the extractant from which the palladium (Pd) has been extracted by using aqua regia.
상기 염산 침출액에 있어서, 추출제의 추출 효율을 높이기 위해 상기 염산의 농도는 0.1M 이상인 것이 바람직하고, 0.5~9M인 것이 보다 바람직하다.In the hydrochloric acid leach solution, the concentration of the hydrochloric acid is preferably 0.1 M or more, more preferably 0.5 to 9 M, in order to increase extraction efficiency of the extractant.
상기 추출제의 적정 농도는 초기 팔라듐의 농도에 의존하는데, 팔라듐 100 ppm에 대해 추출제의 농도를 0.01-0.02M로 유지하는 것이 팔라듐(Pd)가 선택적으로 추출되어 높은 분리효율을 달성할 수 있고며, 추출제의 농도를 0.02M을 초과하여 첨가할 경우 백금(Pt)이 일부 추출되어 분리효율이 감소하기 때문에 상기 범위를 유지하는 것이 바람직하다.The optimum concentration of the extractant depends on the initial palladium concentration, and maintaining the concentration of the extractant at 0.01-0.02 M for 100 ppm of palladium can selectively extract palladium (Pd) to achieve high separation efficiency When the concentration of the extracting agent is more than 0.02M, it is preferable to maintain the above range because platinum (Pt) is partially extracted and the separation efficiency decreases.
상기 왕수는 물(증류수 또는 탈이온수)로 3배 이상 희석시 탈거 효율이 떨어지므로 2배 이하로 희석한 것을 사용하는 것이 바람직하다.It is preferable to use the diluted water at a rate of 2 times or less because the efficiency of stripping decreases when water is diluted 3 times or more with water (distilled water or deionized water).
상기 추출제는 Cyanex 301(Bis(2,4,4-trimethylpentyl)dithiophosphinic acid)일 수 있다.The extractant may be Cyanex 301 (Bis (2,4,4-trimethylpentyl) dithiophosphinic acid).
[실시예][Example]
도 1은 본 발명의 실시예 및 비교예에서 사용한 용매 추출제의 제품명, 구조 및 화학식을 나타낸 것이다. 이들 용매 추출제는 별도의 정제 없이 사용하였으며, 희석제로는 대정 화학 공업(Daejung Chemicals & Metals)사의 등유를 사용하였다.Fig. 1 shows the name, structure and chemical formula of the solvent extractant used in Examples and Comparative Examples of the present invention. These solvent extractants were used without further purification and kerosene from Daejung Chemicals & Metals was used as a diluent.
용매 추출 및 탈거 공정은 동일한 부피(10 mL)의 유기상 및 수상을 혼합한 후, 교반기를 사용하여 30분간(추출 및 탈거 평형이 초기 테스트에서 30분 이내에 도달하였음) 교반하고 평형 상태에서 분별 깔대기를 사용하는 분리하는 방법으로 수행되었으며, 이 모든 공정은 상온(25±1℃)에서 수행되었다.The solvent extraction and stripping processes were carried out by mixing the same volume (10 mL) of the organic phase and the aqueous phase, stirring with a stirrer for 30 minutes (extraction and stripping equilibrium reached within 30 minutes in the initial test) , All of which were carried out at room temperature (25 ± 1 ° C).
또한, 추출 전후의 수용액상에서의 금속이온 농도를 ICP-AES 장비를 사용하여 측정하였고, 금속이온이 추출된 유기상에서의 금속이온 농도는 매스 밸런스(mass balance)로 계산하였다.The metal ion concentration in the aqueous solution before and after the extraction was measured using an ICP-AES instrument, and the metal ion concentration in the organic phase from which the metal ions were extracted was calculated as the mass balance.
용매추출시험을 통해 아래 [식 1] 및 [식 2]를 통해 각 성분의 추출률과 탈거율을 계산하였다.Through the solvent extraction test, the extraction rate and the removal rate of each component were calculated through the following [Formula 1] and [Formula 2].
[식 1][Formula 1]
추출률(%) = (유기상에서 금속 평형 질량)/(추출전 수용액상에서의 금속 초기 질량)×100(%) = (Metal equilibrium mass in organic phase) / (initial metal mass in aqueous solution before extraction) x 100
[식 2][Formula 2]
탈거율(%) = (탈거후 수용액상에서 금속 평형 질량)/(탈거 전 유기상에서의 금속 초기 질량)×100Removal rate (%) = (metal equilibrium mass in aqueous solution after removal) / (initial metal mass in organic phase before removal) x 100
또한, 분리 계수는 아래 [식 3]을 통해 도출하였다.The separation factor is derived from [Equation 3] below.
[식 3][Formula 3]
분리 계수(β) = DM1/DM2 Separation Factor (?) = D M1 / D M2
(여기서, DM1은 M1 금속의 분배비, DM2는 M2 금속의 분배비, 분배비는 평형에서 수상에 존재하는 금속농도에 대한 유기상에 존재하는 금속농도의 비율임)(Where D M1 is the distribution ratio of the M1 metal, D M2 is the distribution ratio of the M2 metal, and the distribution ratio is the ratio of the metal concentration present in the organic phase to the metal concentration present in the aqueous phase at the equilibrium)
침출액의 염산 농도의 효과Effect of hydrochloric acid concentration on leaching solution
2차 자원의 침출액에 포함되는 Pd(II)의 농도는 대략 50~500 mg/L 정도이므로, 본 실시예에서는 Pd(II)의 농도가 100 mg/L인 합성액을 사용하여 각 추출제에 미치는 염산(HCl) 농도의 효과를 확인하였다.Since the concentration of Pd (II) contained in the leach solution of the secondary resource is about 50 to 500 mg / L, the concentration of Pd (II) in this embodiment is 100 mg / L, The effect of hydrochloric acid (HCl) concentration was confirmed.
염산 용액에서 Pd(II)의 분포도에 따르면, 염산 농도가 0.1M보다 높을 때에는 Pd(II)의 대부분은 PdCl4 2-로 존재한다. 즉, 대부분의 Pd(II)가 강한 염산 용액에서는 음이온 착물로 존재한다. According to the distribution of Pd (II) in hydrochloric acid solution, most of Pd (II) exists as PdCl 4 2- when the concentration of hydrochloric acid is higher than 0.1M. That is, most of Pd (II) exists as anion complex in strong hydrochloric acid solution.
이와 같이 음이온 착물로 존재하는 Pd(II)의 추출 가능성을 평가하기 위하여 아래 표 1에 나타낸 농도를 갖는 유기 용매 추출제를 사용하였다.In order to evaluate the possibility of extracting Pd (II) present as an anion complex, organic solvent extractants having the concentrations shown in Table 1 below were used.
표 1에서, Cyanex 301, LIX 63, TOA 및 Alamine 336의 경우 Pd(II)가 잘 추출되는 것으로 알려져 추출제의 농도는 0.02M로 고정하였고, 상대적으로 추출성이 낮을 것으로 예상된 D2EHPA, PC 88A, Cyanex 272 , LIX 84I, TBP 및 Cyanex 923은 0.5M로 고정하였다. 이 추출 공정에서 유기상 대 수상(O/A)의 부피비는 1로 하였다.In Table 1, it is known that Pd (II) is well extracted in the case of Cyanex 301,
도 2는 양이온 추출제를 사용할 때 염산 농도에 따른 Pd(II)의 추출률의 변화를 보여준다.Fig. 2 shows the change in the extraction rate of Pd (II) with the concentration of hydrochloric acid when using a cationic extractant.
도 2에 나타난 바와 같이, D2EHPA, PC88A 및 Cyanex 272에 의한 Pd(II)의 추출률은 0.5-9M의 염산 농도 범위에서는 무시할 정도의 수준이었다. 이에 비해, Cyanex 301은 전체 염산 농도 범위에서 대부분의 Pd(II)를 추출하는 결과를 나타내었다. 한편, LIX 63의 경우 염산 농도가 0.5M에서 5M로 증가함에 따라 추출률이 서서히 감소하다가 5M 이상에서는 추출률이 급격하게 감소하는 경향을 나타내었다. 또한, LIX 84I에 의한 Pd(II)의 추출률은 LIX 63에 비해 훨씬 낮았고 염산 농도가 증가함에 따라 점차적으로 감소하였다.As shown in FIG. 2, the extraction rate of Pd (II) by D2EHPA, PC88A and Cyanex 272 was negligible in the hydrochloric acid concentration range of 0.5-9M. On the other hand, Cyanex 301 showed the most Pd (II) extraction in the total hydrochloric acid concentration range. On the other hand, in the case of
즉, 사용된 양이온 추출제의 산 해리 상수에는 약간의 차이가 있지만, 9M의 강한 염산 용액에서도 Cyanex 301을 사용할 경우 Pd(II)의 완전한 추출이 가능함이 확인되었다. 이는 Cyanex 301의 관능 그룹이 thiophosphoryl 그룹(-PSSH)인데 비해, D2EHPA, PC88A 및 Cyanex 272 등의 관능 그룹은 인산 그룹(-POOH)이고, 황(S)은 연성염기에 속하고 산소(O)는 경성 염기가 된다. HSAB 이론에 의할 때, Pd(II)는 연성 산으로 분류되어 연성 염기와 더 강한 결합을 형성할 수 있으며, 그 결과 Pd(II)는 Cyanex 301의 관능기와 착물을 형성하는 경향이 강하여 추출률이 높아지는 것으로 보인다.That is, although the acid dissociation constant of the used cationic extractant was slightly different, it was confirmed that complete extraction of Pd (II) was possible when Cyanex 301 was used even in 9M strong hydrochloric acid solution. This is because the functional group of Cyanex 301 is thiophosphoryl group (-PSSH), while the functional groups such as D2EHPA, PC88A and Cyanex 272 are phosphate group (-POOH), sulfur (S) belongs to soft base and oxygen It becomes a hard base. According to the HSAB theory, Pd (II) is classified as a soft acid and can form stronger bonds with the soft base. As a result, Pd (II) tends to form complex with the functional group of Cyanex 301, .
도 3은 TBP, Cyanex 923, TOA 및 Alamine 336에 의한 Pd(II)의 추출에 대한 HCl 농도의 영향을 나타낸 것이다.Figure 3 shows the effect of HCl concentration on the extraction of Pd (II) by TBP, Cyanex 923, TOA and Alamine 336.
도 3에 나타난 바와 같이, Cyanex 923에 의한 Pd(II)의 추출률은 염산 농도가 0.5M에서 3M 사이에서 완전하게 이루어졌고 염산 농도가 증가함에 따라 추출률이 75%로 급격히 감소하는 결과를 나타내었고, 이에 비해 TBP의 추출률은 무시할 수준으로 낮았다. 또한, TOA와 Alamine 336의 경우, 염산 농도가 0.5M에서 3M 사이에서 Pd(II)의 추출이 대부분 이루어지고, 염산 농도가 증가함에 따라 추출률이 40% 대로 현저히 감소되었다.As shown in FIG. 3, the extraction rate of Pd (II) by Cyanex 923 was found to be complete between 0.5M and 3M, and the extraction rate rapidly decreased to 75% as the hydrochloric acid concentration increased. In contrast, the extraction rate of TBP was negligible. In the case of TOA and
이상의 결과로부터, LIX 63, LIX 84I, Cyanex 923, Cyanex 301, TOA, Alamine 336 등이 Pd(II)의 추출에 사용될 수 있음이 확인된다.From the above results, it is confirmed that
Pd(II)의 선택적 추출Selective extraction of Pd (II)
백금(Pt)과 팔라듐(Pd)의 분리를 위해서는, 팔라듐(Pd)의 추출이 효율적으로 이루어짐과 동시에 백금(Pt)의 추출이 제한적이거나 바람직하게는 거의 이루어지지 않아야 한다.For the separation of platinum (Pt) and palladium (Pd), the extraction of palladium (Pd) should be efficient and the extraction of platinum (Pt) should be limited or not nearly done.
이를 위해 먼저, Pt(IV)만을 포함하는 합성 용액에서, 상기 추출제들의 Pt(IV)에 대한 추출성을 평가하였다.To this end, the extractability of the extractants to Pt (IV) was evaluated in a synthesis solution containing only Pt (IV).
본 시험에서 Pt(IV)의 농도는 100 mg/L로 고정되었고, 이들 추출물의 농도는 0.1M로 고정되었고 유기상과 수상의 부피비(O/A)는 1이었다.In this test, the concentration of Pt (IV) was fixed at 100 mg / L, the concentration of these extracts was fixed at 0.1M, and the volume ratio of organic phase and water phase (O / A) was 1.
도 4는 다양한 추출제를 사용하였을 때, 염산 농도가 0.5M 내지 9M인 침출액에서 Pt(IV) 추출률의 변화를 나타낸 것이다.Figure 4 shows the change in the extraction rate of Pt (IV) in the leach solution with a hydrochloric acid concentration of 0.5M to 9M when various extractants were used.
도 4에 나타난 바와 같이, Cyanex 923에 의한 Pt(IV)의 추출률은 83~95%로 나타났고, 염산 농도에 관계없이 TOA와 Almaine 336의 경우 Pt(IV)의 추출률이 100%였다. 한편, Cyanex 301에 의한 Pt(IV)의 추출률은 염산 농도가 증가함에 따라 30%에서 10%로 감소하는 경향을 보였다. 다른 추출제인 Cyanex 272, D2EHPA, PC 88A, LIX 63 및 LIX 84I의 경우 염산 농도가 0.5M에서 9M로 증가할 때 추출률이 약간 증가하는 경향을 보였으나, Pt(IV)는 거의 추출되지 않았다.As shown in FIG. 4, the extraction rate of Pt (IV) by
도 4로부터, Pd(II)의 추출률이 높으면서 동시에 Pt(IV)의 추출률이 낮은 추출제인 Cyanex 301 또는 LIX 63이 Pt(Ⅳ)에 대한 Pd(II)의 선택적 추출제로서 사용될 가능성이 있음을 알 수 있다.4 shows that
이에 따라, Cyanex 301과 LIX 63을 사용하여 Pd(II)와 Pt(IV)를 포함하는 혼합 용액을 사용하여 용매 추출 실험을 수행하였다.Thus, solvent extraction experiments were performed using mixed solutions containing Pd (II) and Pt (IV) using
본 시험에서 Pd(II) 및 Pt(IV)의 농도는 100 mg/L로 고정하였고, LIX 63 및 Cyanex 301은 각각 0.01M과 0.02M의 2가지 농도를 사용하였으며, 유기상 대 수상의 부피비(O/A)는 1로 하였다.In this test, the concentrations of Pd (II) and Pt (IV) were fixed at 100 mg / L, and
도 5는 LIX 63을 사용한 Pd(II) 및 Pt(IV)의 추출 시험 결과를 나타낸 것이다. Fig. 5 shows the results of extraction tests of Pd (II) and Pt (IV) using
도 5에 나타난 바와 같이, Pd(Ⅱ)의 추출률은 염산 농도가 0.5M에서 5M로 증가함에 따라 각각 97% 및 83%에서 82% 및 73%로 약간 감소하다가, 염산 농도가 9M까지 증가할 경우 Pd(II)의 추출률이 급격하게 감소하는 경향을 나타낸다. 이에 비해 Pt(Ⅳ)의 추출률은 상기 조건에서 실질적으로 0%로 나타났다.As shown in FIG. 5, the extraction rate of Pd (II) slightly decreased from 97% and 83% to 82% and 73%, respectively, as the hydrochloric acid concentration increased from 0.5M to 5M, and when the hydrochloric acid concentration increased to 9M The extraction rate of Pd (II) tends to decrease sharply. In contrast, the extraction rate of Pt (IV) was substantially 0% under the above conditions.
도 6은 Cyanex 301을 사용한 Pd(II) 및 Pt(IV)의 추출 시험 결과를 나타낸 것이다. 6 shows the extraction test results of Pd (II) and Pt (IV) using
도 6에 나타난 바와 같이, Pd(II)는 시험된 모든 조건 범위에서 100%에 가깝게 추출되었지만, Pt(IV)는 전혀 추출되지 않았다. As shown in FIG. 6, Pd (II) was extracted close to 100% in all the conditions tested, but Pt (IV) was not extracted at all.
아래 표 2는 이상의 결과를 통해 도출한 Cyanex 301과 LIX 63에 의한 Pd(Ⅱ)와 Pt(Ⅳ) 사이의 분리 계수를 나타낸 것이다.Table 2 below shows the separation coefficients between Pd (II) and Pt (IV) by
(M)HCl concentration
(M)
(위 표에서 DPd(II)는 Pd(II)의 분배비, DPt(IV)는 Pt(IV)의 분배비임)(D Pd (II) is the distribution ratio of Pd (II), D Pt (IV) is the distribution ratio of Pt (IV)
표 2에 나타난 바와 같이, Cyanex 301에 의한 두 금속 간의 분리 계수가 동일한 추출 시험에 LIX 63에 의한 분리 계수보다 높은 경향을 나타내었다.As shown in Table 2, the separation factor between two metals by
또한, Cyanex 301에 의한 분리 계수는 염산 농도가 0.5M에서 9M 사이로 변화할 때 거의 일정한 수치를 나타냈으나, LIX 63에 의한 분리 계수는 염산 농도의 증가에 따라 감소하는 경향을 나타내었다. In addition, the separation factor by
즉, Pt(IV)에 대한 Pd(II)의 선택적 추출의 관점에서 Cyanex 301이 LIX 에 비해 우수한 추출제라고 할 수 있다.In other words,
추출제 농도 효과Extractant concentration effect
본 시험에서는 다양한 염산 농도에서 LIX 63과 Cyanex 301의 추출률 변화를 확인하였다. 이를 위해 염산 농도는 1M, 5M 및 9M로 변화시키고 추출제의 농도를 변화시키는 방법으로 수행하였고, Pd(II)의 농도는 100 mg/L로 고정하였고 유기상 대 수상의 체적비(O/A)는 1로 하였다.In this test, the extraction rates of
도 7은 LIX 63의 농도 변화에 따른 Pd(II)의 추출률의 변화를 나타낸 것이다. Fig. 7 shows the change in the extraction rate of Pd (II) according to the concentration change of LIX63.
도 7에 나타난 바와 같이, 염산 농도가 LIX 63에 의한 Pd(II)추출에 유의미한 영향을 미치는데, 염산 농도가 1과 5M일 때, Pd(II)의 추출률은 20%~25%에서 LIX 63 농도가 0.003M에서 0.015M로 증가함에 따라 88%로 증가하였고, LIX 63 농도가 더 증가하더라도 일정하게 유지되었다. 한편, 염산 농도가 9M이었을 때, LIX 63에 의한 Pd(II)의 추출률은 1M 및 5M HCl에서의 그것보다 훨씬 작았다. 다시 말해, 염산 농도 9M 이상의 조건에서는 LIX 63에 의한 Pd(II)의 완전한 추출이 어려우므로, 추출 효율의 측면에서 LIX 63을 사용하는 것이 바람직하지 않다.As shown in FIG. 7, the hydrochloric acid concentration had a significant effect on the Pd (II) extraction by
도 8은 Cyanex 301의 농도 변화에 따른 Pd(II)의 추출률의 변화를 나타낸 것이다. FIG. 8 shows the change in the extraction rate of Pd (II) according to the concentration change of
도 8에 나타난 바와 같이, Cyanex 301 농도가 0.003M에서 0.01M로 증가함에 따라 10%에서 100%로 급격히 증가한 다음, Cyanex 301의 농도가 0.05M까지 증가하더라도 일정하게 유지되었다. 즉, Cyanex 301은 다양한 농도의 염산 용액에서 Pd(II)를 완전하게 추출할 수 있다. 또한, Cyanex 301의 추출 과정에 제3상(third phase)의 생성이 전혀 관찰되지 않았다.As shown in FIG. 8, the
Pd(II)의 탈거Removal of Pd (II)
용매 추출 공정에서 추출된 금속의 탈거의 용이성은 추출제의 재사용 효율성에 직접적인 영향을 미치므로, 효율적인 공정을 구현하기 위해서는 탈거가 용이하게 이루어지는 것이 매우 중요하다.Since the ease of removal of the metal extracted in the solvent extraction process directly affects the re-use efficiency of the extractant, it is very important that the removal of the metal is easy to achieve an efficient process.
표 2의 결과에서 확인된 바와 같이, Pt(IV)에 대한 Pd(II)의 선택적 추출의 관점에서는 Cyanex 301이 LIX 63에 비해 우수한 추출제라고 할 수 있다.As can be seen from the results in Table 2, in view of the selective extraction of Pd (II) with respect to Pt (IV),
그런데, Cyanex 301에서 Pd(II)를 탈거하는 것은 Pd(II)가 추출된 LIX 63으로부터 Pd(II)를 탈거하는 것에 비해 매우 어렵다. LIX 63으로부터는 티오우레아(thiourea, (NH2)2CS)를 사용하여 Pd(II)를 완전히 탈거할 수 있기 때문에, 염산 농도가 7M보다 낮은 조건에서는, Pt(IV)와 Pd(II)의 분리용으로는 LIX 63이 바람직한 선택이 될 수 있으나, 염산 농도가 7M보다 높으면, LIX 63에 의한 Pd(II)의 추출률이 급격하게 감소하므로, Pd(II)의 완전한 추출을 위해 여러 단계의 향류 추출 단계가 필요하게 되므로 공정의 효율성 측면에서 바람직하지 않다.However, it is very difficult to remove Pd (II) from
이에 본 발명자는 Pd(II)를 추출한 Cyanex 301로부터 Pd(II)를 효율적으로 탈거할 수 있는 탈거 공정을 구현하기 위하여 다양한 물질들에 대한 탈거 시험을 수행하였다.Therefore, the present inventor carried out stripping tests on various materials in order to realize a stripping process capable of efficiently stripping Pd (II) from
Cyanex 301의 탈거 시험에서는, 100mg/L Pd(II)를 함유하는 5M 염산 농도의 침출액에 0.02M의 Cyanex 301 추출제를 접촉시켜 Pd(II)를 추출하였다. 이때 유기상 대 수상의 체적비(O/A)는 1로 하였다. 그 결과 Cyanex 301 중의 Pd(II)의 농도는 97.5 mg/L인 추출제를 얻었다.In the stripping test of
아래 표 3은 Pd(II)가 추출된 Cyanex 301로부터 Pd(II)를 탈거하기 위해 시험된 물질의 종류와 탈거율(%)을 나타낸 것이다.Table 3 below shows the types and removals (%) of materials tested to remove Pd (II) from
표 3에서 왕수는 증류수로 2배 희석한 것을 사용한 결과이다.In Table 3, the royal flue is the result of using two times diluted with distilled water.
표 3에 나타난 바와 같이, Cyanex 301의 황 원자에 전자를 제공할 수 있고 유기 추출제의 Pd(II)와 결합할 수 있을 다양한 물질 중에서 왕수만이 99% 이상의 탈거율을 구현하였고, 거의 모든 비교예에 있어서 Pd(II)의 탈거율은 무시할 수준이었다.As shown in Table 3, among the various substances capable of providing electrons to the sulfur atom of
이상과 같은 결과로부터, 도 9에 도시된 바와 같이, Pd(II)와 Pt(IV)가 포함된 염산 침출액에 Cyanex 301를 사용할 경우 Pd(II)만을 고효율로 선택적으로 추출할 수 있게 되며, 추출된 Cyanex 301에 왕수를 탈거제로 사용할 경우 Pd(II)를 완전하게 탈거할 수 있어, 추출제인 Cyanex 301의 효율적인 재사용이 가능하게 된다. 9, when
이러한 추출 및 탈거 공정을 포함하는 시스템을 통해 팔라듐(Pd)과 백금(Pt)을 효율적으로 분리할 수 있게 된다.It is possible to efficiently separate palladium (Pd) and platinum (Pt) through a system including such extraction and stripping processes.
Claims (8)
상기 침출액에 Cyanex 301(Bis(2,4,4-trimethylpentyl)dithiophosphinic acid)을 포함하는 추출제를 사용하여 팔라듐(Pd)을 선택적으로 추출하는 단계와,
왕수를 사용하여 상기 팔라듐(Pd)을 추출한 추출제로부터 팔라듐(Pd)을 탈거하는 단계를 포함하는, 백금과 팔라듐의 분리방법.As a method for separating platinum (Pt) and palladium (Pd) from hydrochloric acid leaching solution containing platinum (Pt) and palladium (Pd)
Selectively extracting palladium (Pd) using an extractant containing Cyanex 301 (Bis (2,4,4-trimethylpentyl) dithiophosphinic acid)
And separating the palladium (Pd) from the extraction agent from which the palladium (Pd) has been extracted using a royal flush.
상기 염산의 농도는 0.1M 이상인, 백금과 팔라듐의 분리방법.The method according to claim 1,
Wherein the concentration of hydrochloric acid is 0.1 M or more.
상기 염산의 농도는 0.5~9M인, 백금과 팔라듐의 분리방법.The method according to claim 1,
Wherein the concentration of the hydrochloric acid is 0.5 to 9 M.
상기 추출제의 농도는 팔라듐(Pd) 100 ppm에 대해 0.01M 이상인, 백금과 팔라듐의 분리방법.The method according to claim 1,
Wherein the concentration of the extracting agent is 0.01 M or more per 100 ppm of palladium (Pd).
상기 추출제의 농도는 팔라듐(Pd) 100 ppm에 대해 0.01~0.02M인, 백금과 팔라듐의 분리방법.The method according to claim 1,
Wherein the concentration of the extracting agent is 0.01 to 0.02 M per 100 ppm of palladium (Pd).
상기 왕수는 물로 2배 이하로 희석한 것인, 백금과 팔라듐의 분리방법.The method according to claim 1,
Wherein said water is diluted twice or less with water.
상기 탈거 공정에서 수상 대 유기상의 체적비(A/O)는 1:1 이상인, 백금과 팔라듐의 분리방법.The method according to claim 6,
Wherein the volume ratio (A / O) of the water phase to the organic phase in the stripping step is 1: 1 or more.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170129647A KR101950110B1 (en) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | Separation method of paladium and platium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020170129647A KR101950110B1 (en) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | Separation method of paladium and platium |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR101950110B1 true KR101950110B1 (en) | 2019-02-19 |
Family
ID=65528606
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020170129647A KR101950110B1 (en) | 2017-10-11 | 2017-10-11 | Separation method of paladium and platium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101950110B1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2728120C1 (en) * | 2020-02-18 | 2020-07-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) | Method of extracting palladium from hydrochloric acid solutions |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000046770A (en) | 1998-12-31 | 2000-07-25 | 주덕영 | Method for purifying platinum and palladium with high purity |
KR20170103096A (en) * | 2016-03-03 | 2017-09-13 | 희성금속 주식회사 | The recovering method of palladium from spent catalyst comprising palladium and carbon |
-
2017
- 2017-10-11 KR KR1020170129647A patent/KR101950110B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20000046770A (en) | 1998-12-31 | 2000-07-25 | 주덕영 | Method for purifying platinum and palladium with high purity |
KR20170103096A (en) * | 2016-03-03 | 2017-09-13 | 희성금속 주식회사 | The recovering method of palladium from spent catalyst comprising palladium and carbon |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2728120C1 (en) * | 2020-02-18 | 2020-07-28 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) | Method of extracting palladium from hydrochloric acid solutions |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH01502976A (en) | Ion exchange method for separation of scandium and thorium | |
US4012481A (en) | Process for the separation of platinum group metals | |
Chen et al. | Separation and recovery of Pd (II) and Pt (II) from cyanide liquors of Pd‐Pt flotation concentrate via solvent extraction | |
KR101720900B1 (en) | Method for separation of platinum, palladium, rhodium and iridium from concentrated hydrochloric acid solution | |
DE112016004897T5 (en) | Process for platinum recovery from materials containing rhenium and platinum metals | |
KR101950110B1 (en) | Separation method of paladium and platium | |
Cerpa et al. | Separation of cobalt and nickel from acidic sulfate solutions using mixtures of di (2‐ethylhexyl) phosphoric acid (DP‐8R) and hydroxyoxime (ACORGA M5640) | |
Iberhan et al. | Removal of arsenic (III) and arsenic (V) from sulfuric acid solution by liquid–liquid extraction | |
Demopoulos | Solvent extraction in precious metals refining | |
US10533239B2 (en) | Methods of recovering rare earth elements from a material | |
Pietrelli et al. | Automotive spent catalysts treatment and platinum recovery | |
EP3158093B1 (en) | Interseparation of metals | |
US10392679B2 (en) | Method for recovering gold from activated carbon | |
KR101950111B1 (en) | Separation method of gold, platinium and palladium from hydrochloric acid containing gold, platinium and palladium | |
AU2013339214B2 (en) | Method for collecting silver | |
KR101950108B1 (en) | Separation method of gold from hydrochloric acid containing gold, platinium and palladium | |
JP5777150B2 (en) | Method for recovering platinum and palladium | |
KR101925725B1 (en) | Recovery method of platinium and rhodium from glass industry scraps | |
KR102299211B1 (en) | Separation method of rare earth elements from the leaching solution of waste phosphors | |
US3787554A (en) | Process for the separation of iridium and rhodium | |
CN113802012A (en) | Method for separating gold from thiosulfate gold leaching solution | |
Desai et al. | Liquid anion-exchange extraction and separation of yttrium, neodymium and samarium | |
KR102320891B1 (en) | Method for recovery ruthenium and cobalt from scrap | |
JPH07331349A (en) | Separation and recovering method of palladium and silver | |
CN109371238A (en) | A method of removing selenium from noble metal concentrate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |