RU2728120C1 - Способ извлечения палладия из солянокислых растворов - Google Patents

Способ извлечения палладия из солянокислых растворов Download PDF

Info

Publication number
RU2728120C1
RU2728120C1 RU2020107437A RU2020107437A RU2728120C1 RU 2728120 C1 RU2728120 C1 RU 2728120C1 RU 2020107437 A RU2020107437 A RU 2020107437A RU 2020107437 A RU2020107437 A RU 2020107437A RU 2728120 C1 RU2728120 C1 RU 2728120C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
palladium
extraction
concentration
hydrochloric acid
mol
Prior art date
Application number
RU2020107437A
Other languages
English (en)
Inventor
Наталья Анатольевна Григорьева
Исаак Юрьевич Флейтлих
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр "Красноярский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ СО РАН, КНЦ СО РАН)
Priority to RU2020107437A priority Critical patent/RU2728120C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2728120C1 publication Critical patent/RU2728120C1/ru

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C01—INORGANIC CHEMISTRY
    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
    • C01G55/00—Compounds of ruthenium, rhodium, palladium, osmium, iridium, or platinum
    • C01G55/001—Preparation involving a liquid-liquid extraction, an adsorption or an ion-exchange
    • 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
    • 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
    • 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

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
  • Extraction Or Liquid Replacement (AREA)

Abstract

Изобретение относится к гидрометаллургии палладия и может быть использовано при выделении палладия из солянокислых растворов сложного состава при переработке медь и никель содержащих концентратов, а также вторичного сырья, в частности, при переработке отработанных катализаторов автомобильной промышленности, содержащих палладий. Палладий извлекают из солянокислых растворов дисульфидом (бис(2,4,4-триметилпентил)дитиофосфиновой кислоты с концентрацией 0,025-0,1 моль/л в ароматическом растворителе в присутствии триоктиламмоний хлорида с концентрацией в смеси 0,0005-0,001 моль/л. Соотношение объемов органической и водной фаз O:В=1:1. Обеспечивается повышение степени извлечения палладия при меньшем времени контакта органической и водной фаз. 3 табл., 3 пр.

Description

Изобретение относится к гидрометаллургии палладия и может быть использовано при выделении палладия из солянокислых растворов сложного состава при переработке медь и никельсодержащих концентратов, а также вторичного сырья, в частности, при переработке отработанных катализаторов автомобильной промышленности, содержащих палладий.
Известен метод выделения палладия из хлоридных медьсодержащих растворов, основанный на его извлечении экстрагентами оксимного типа в виде 20-40 об.% раствора в разбавителе при рН=0,2-2,5. Палладий практически количественно извлекается вместе с медью.
К недостаткам способа следует отнести высокую концентрацию используемых экстрагентов (20-40 об.%), невысокую селективность (вместе с палладием извлекается медь), а также деградацию оксимов в растворах по реакции кислотного гидролиза [RU 2654818, опубл. 08.08.2017].
Согласно другому способу палладий из раствора, содержащего, г/л: Pd ~ 1,5; Pt ~ 0,5; Fe ~ 5,1 и около 200 г/л хлоридов извлекают экстракцией солью четвертичных аммониевых оснований - 0,6 молярным раствором бензилдиметилоктадециламмоний хлоридом в спиртах фракции С7-С9. В этом случае достигается практически полное извлечение палладия и платины.
Недостатком способа является высокая концентрация применяемого экстрагента (0,6 моль/л), а также сильная зависимость извлечения палладия от кислотности, причем, с возрастанием содержания HCl извлечение палладия падает, в то время как примесей, особенно Fe(III), заметно возрастает [Шмидт B.C. Экстракция аминами. М. Атомиздат, 1970, с. 312].
Возможно извлечение палладия из солянокислых растворов 0,01 молярным раствором 1,2-бис(2-метоксиэтилтио)бензола в 1,2-дихлорбензоле. За две экстракционные ступени извлекается ≥98% Pd(II). Экстрагент показывает удовлетворительную селективность по отношению к Pt (IV) и Rh (III), а также цветным металлам, содержащимся в реальном растворе выщелачивания автомобильного катализатора.
Основные недостатки данного способа: использование хлорированного растворителя (о-дихлорбензола) в качестве разбавителя и неблагоприятная кинетика (24 часа на экстракцию, 3 часа на реэкстракцию тиомочевиной) [Traeger J,
Figure 00000001
Figure 00000002
Holdt H-J. Development of a solvent extraction system with 1, 2-bis (2-methoxyethylthio) benzene for the selective separation of palladium(II) from secondary raw materials. Hydrometallurgy, 2012, V. 127-128; p. 30-38].
Органические сульфиды позволяют эффективно экстрагировать палладий из растворов при концентрации соляной кислоты 2,0-4,0 моль/л. Раствор сульфидов нефти в триэтилбензоле с концентрацией 0,5 моль/л селективно извлекает палладий на 91-97% за одну ступень [Торгов В.Г., Татарчук В.В., Дружинина И.А. и др. Возможность глубокой очистки осколочного палладия от серебра экстракцией сульфидами нефти. Атомная энергия. 2000, Т. 88, Вып. 5, с. 358-362].
К недостаткам способа следует отнести высокую концентрацию используемого экстрагента (0,5 моль/л), а также медленную кинетику экстракции палладия (τ=60 минут).
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому способу является способ экстракции палладия растворами n-толил(тиаметил)каликс[4]арена в присутствии триоктил-аммоний хлорида (TOACl) в ароматическом растворителе (толуоле) из растворов соляной кислоты с концентрацией от 1,0 до 6,0 моль/л. Исходная концентрация палладия в водной фазе составила 36,2 мг/л (3,4⋅10-4 моль/л), концентрация n-толил(тиаметил)каликс[4]арена 3,⋅10-3 моль/л, концентрации триоктиламмоний хлорида (TOACl) - 1,4⋅10-4 и 6,8⋅10-4 моль/л. Отношение объемов органической и водной фаз (O:В) составило 1:1. В этих условиях извлечение палладия ≥95% за одну ступень достигалось за 45 и 15 минут контакта фаз, соответственно. Без триоктиламмоний хлорида (TOACl) это же извлечение достигается за 180 минут [В.Г. Торгов, Г.А. Костин, В.И. Машуков и др. Экстракция палладия (II) серосодержащими каликс[4,6]аренами из солянокислых сред. // Журнал неорганической химии. 2008, Т. 53, №11, с. 1932-1939].
Недостатками способа следует считать сложность и экономическую неэффективность способа. Так синтез исходного экстрагента -(n-толил(тиаметил)каликс[4]арена сложен, что значительно увеличивает стоимость самого экстрагента и, соответственно, повышает стоимость получаемого палладия, а также неблагоприятную кинетику экстракции (не менее 15 минут перемешивания фаз).
Задача изобретения - разработка простого и экономичного способа извлечения палладия из солянокислых растворов.
Технический результат изобретения - упрощение и повышение экономической эффективности способа за счет повышения степени извлечения палладия при меньшем времени контакта органической и водной фаз.
Технический результат изобретения достигается тем, что в способе извлечения палладия из солянокислых растворов, включающем экстракцию палладия нейтральным фосфорсерусодержащим экстрагентом в ароматическом растворителе в присутствии триоктиламмоний хлорида при соотношении объемов органической и водной фаз (O:В) равным 1:1, согласно изобретению, экстракцию палладия проводят дисульфидом бис(2,4,4-триметилпентил)дитиофосфиновой кислоты с концентрацией 0,025-0,1 моль/л в присутствии триоктиламмоний хлорида с концентрацией 0,0005-0,001 моль/л.
В предлагаемом изобретении в отличие от прототипа в качестве экстрагента используют дисульфид бис(2,4,4-триметилпентил)дитиофосфиновой кислоты (L), который имеет формулу [R2P(S)-S-S-(S)PR2]. Этот экстрагент может быть легко синтезирован из коммерчески доступного экстрагента Cyanex 301 - бис(2,4,4-триметил-пентил)дитиофосфиновой кислоты, производство которой налажено в промышленном масштабе [CYANEX® Extractant, 2007, TechnicalBrochure, CYTECINDUSTRIESINC.], простым окислением йодом (J2) в одну стадию [Grigorieva N.A., Fleitlikh I. Yu., Logutenko O.A. Silver Extraction from Hydrochloric Acid Solutions with the Disulfide of Bis(2,4,4-trimethylpentyl)Dithiophosphinic Acid// Solvent extraction and ion exchange. 2018. Vol. 36, №2. P. 162-174].
В предлагаемом изобретении концентрация дисульфида в органической фазе составляет от 0,025 до 0,1 моль/л. При меньшей концентрации экстрагента существенно возрастает время контакта фаз для достижения эффективной экстракции палладия (≥95% за одну ступень экстракции), при большей - неоправданно возрастает расход экстрагента без сокращения времени перемешивания фаз и увеличения степени извлечения палладия.
Концентрацию триоктиламмоний хлорида (TOACl) в смеси с дисульфидом (L) рекомендуется поддерживать в интервале 0,0005-0,001 моль/л.
Реэкстракцию металлов проводят растворами тиомочевины в соляной кислоте.
В качестве растворителей используют толуол или обычные растворители из ряда ароматических углеводородов.
Способ осуществляют следующим образом.
К исходному водному раствору, содержащему 101,4 мг/л палладия и 1,0 моль/л HCl, приливают органическую фазу, представляющую собой смесь экстрагента - дисульфида бис(2,4,4-триметилпентил)дитиофосфиновой кислоты различной концентрации и добавки триоктиламмоний хлорида (TOAHCl) в толуоле. Экстракцию проводят при равных соотношениях объемов фаз (O:В=1:1) при температуре 22°С. Время контакта фаз переменно. После разделения фаз содержание палладия определяют атомно-абсорбционной спектрофотометрией.
Способ подтверждается конкретными примерами.
В примере 1 приведены данные степени извлечения палладия (ε; %) из солянокислых растворов дисульфидом бис(2,4,4-триметилпентил)-дитиофосфиновой кислоты (L) различной концентрации в присутствии триоктиламмоний хлорида (TOAHCl) в толуоле в зависимости от времени контакта водной и органической фаз. Состав экстрагента, исходного водного раствора, а также условия эксперимента приведены в таблице 1.
Из таблицы видно, что дисульфид в присутствии TOAHCl очень эффективно извлекает палладий, практически полное извлечение палладия достигается уже за 3-5 минут перемешивания фаз (в отсутствии TOAHCl извлечение за 60 минут составило всего 33,1%) (составы органических фаз II и III).
По способу - прототипу для достижения 95% извлечения Pd необходимо не менее 15 минут перемешивания фаз.
Видно также, что при меньшей концентрации дисульфида (0,005 М, состав органической фазы I) для достижения ≥95% извлечения Pd необходимо не менее 60 минут перемешивания фаз.
Figure 00000003
Figure 00000004
Пример 2. Показано влияние концентрации дисульфида на извлечение палладия при постоянной концентрации TOAHCl (0,0005 М) и фиксированном времени контакта фаз.
Figure 00000005
Из полученных данных следует, что практически полное извлечение палладия достигается за 5 минут перемешивания для органических фаз состава III и IV, и 10 минут для состава II. По способу - прототипу для достижения 95% извлечения Pd необходимо не менее 15 минут перемешивания фаз.
При меньших концентрациях дисульфида -0,005 М L (состав органической фазы I) степень извлечения палладия за 5 минут составила всего 42,95%.
Пример 3. Показано влияние времени перемешивания и концентрации триоктиламмоний хлорида на экстракцию палладия дисульфидом в ортоксилоле.
Figure 00000006
Figure 00000007
Из таблицы видно, что в присутствии 0,0005-0,001 моль/л TOAHCl эффективная экстракция палладия (εPd≥95%) достигается за 3-5 минут перемешивания фаз (в отсутствии TOAHCl извлечение, равное 95%, достигается только за 480 минут перемешивания). По способу - прототипу для достижения 95%) извлечения Pd необходимо не менее 15 минут перемешивания фаз.
Таким образом, показано, что в отличие от известного способа (прототипа), где извлечение палладия из солянокислых растворов осуществляют с использованием в качестве экстрагента n-толил(тиаметил)каликс[4]арена в присутствии триоктиламмоний хлорида (TOACl) в растворителе, в предлагаемом способе экстракцию ведут дисульфидом бис(2,4,4-триметилпентил)дитиофосфиновой кислоты в смеси с триоктиламмоний хлоридом.
Полученные данные, в частности, более высокое извлечение палладия за существенно меньшее время контакта органической и водных фаз, позволяет существенно уменьшить время экстракционного процесса, объем аппаратуры, что делает предлагаемый процесс проще и дешевле известного (прототипа). Получение дисульфида (синтез экстрагента) намного проще, чем экстрагента по известному способу (прототипу) и совершается из коммерчески доступного сырья - Cyanex 301 - бис(2,4,4-триметилпентил)дитиофосфиновой кислоты, производство которой налажено в промышленном масштабе.

Claims (1)

  1. Способ извлечения палладия из солянокислых растворов, включающий экстракцию палладия нейтральным фосфорсерусодержащим экстрагентом в ароматическом растворителе в присутствии триоктиламмоний хлорида при соотношении объемов органической и водной фаз (O:В), равном 1:1, отличающийся тем, что в качестве экстрагента используют дисульфид(бис(2,4,4-триметилпентил)дитиофосфиновой кислоты с концентрацией 0,025-0,1 моль/л в смеси с триоктиламмоний хлоридом с концентрацией 0,0005-0,001 моль/л.
RU2020107437A 2020-02-18 2020-02-18 Способ извлечения палладия из солянокислых растворов RU2728120C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020107437A RU2728120C1 (ru) 2020-02-18 2020-02-18 Способ извлечения палладия из солянокислых растворов

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2020107437A RU2728120C1 (ru) 2020-02-18 2020-02-18 Способ извлечения палладия из солянокислых растворов

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2728120C1 true RU2728120C1 (ru) 2020-07-28

Family

ID=72085493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2020107437A RU2728120C1 (ru) 2020-02-18 2020-02-18 Способ извлечения палладия из солянокислых растворов

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2728120C1 (ru)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291908C1 (ru) * 2005-11-09 2007-01-20 Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова Способ извлечения палладия из кислых растворов экстракцией
RU2574266C1 (ru) * 2014-07-07 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петрозаводский государственный университет" Способ извлечения палладия из водных растворов солей металлов
KR101950110B1 (ko) * 2017-10-11 2019-02-19 목포대학교산학협력단 백금과 팔라듐의 분리방법

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2291908C1 (ru) * 2005-11-09 2007-01-20 Московская государственная академия тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова Способ извлечения палладия из кислых растворов экстракцией
RU2574266C1 (ru) * 2014-07-07 2016-02-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Петрозаводский государственный университет" Способ извлечения палладия из водных растворов солей металлов
KR101950110B1 (ko) * 2017-10-11 2019-02-19 목포대학교산학협력단 백금과 팔라듐의 분리방법

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
В.Г. Торгов, Г.А. Костин, В.И. Машуков Т.М. Корда, А.Б. Драпайло, О.В. Касьян, В.И.Кальченко, Экстракция палладия (II) серосодержащими каликс[4,6]аренами из солянокислых сред. Журнал неорганической химии, 2008, т. 53, N11, с. 1932-1939. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2837834C (en) Scandium extraction method
Kumbasar Selective extraction and concentration of cobalt from acidic leach solution containing cobalt and nickel through emulsion liquid membrane using PC-88A as extractant
NO171319B (no) Middel, fremgangsmaate og opploesning for ekstraksjon av metaller fra vandige loesninger av metallsalter
FI97395B (fi) Nikkelin uutosprosessi
JP6852599B2 (ja) スカンジウムの精製方法
CA3017299C (en) Scandium purification method
JPS61159538A (ja) 亜鉛回収法
JPH04501584A (ja) 有価金属の電解溶液から不純物元素を除去する方法
Costa et al. N, N′-dimethyl-N, N′-dicyclohexylsuccinamide: A novel molecule for the separation and recovery of Pd (II) by liquid-liquid extraction
Sole Recovery of titanium from the leach liquors of titaniferous magnetites by solvent extraction: Part 2. Laboratory-scale studies
Fouad Separation of copper from aqueous sulfate solutions by mixtures of Cyanex 301 and LIX® 984N
GB2027000A (en) Process for extracting tungsten from alkali metaltungstatesolutions
EP3412783A1 (en) Method for recovering scandium
RU2728120C1 (ru) Способ извлечения палладия из солянокислых растворов
Kumbasar Separation and concentration of cobalt from zinc plant acidic thiocyanate leach solutions containing cobalt and nickel by an emulsion liquid membrane using triisooctylamine as carrier
EP0023428B1 (en) Liquid-liquid process for extracting metals using organo-phosphorous compounds
JP2020164945A (ja) 塩化コバルト水溶液の製造方法
US4194905A (en) Solvent-extraction process for recovery and separation of metal values
KR100647744B1 (ko) 음이온 추출 방법
JP6922478B2 (ja) スカンジウムの精製方法
Asrafi et al. Solvent extraction of cadmium (II) from sulfate medium by bis (2-ethylhexyl) phosphoric acid in toluene
JP6948698B2 (ja) パラジウム・白金抽出剤、パラジウム・白金の分離方法
AU2008224344B2 (en) Method for scrubbing amine-type extractant
EP0020483B1 (en) Improvements relating to extractants
US9156866B1 (en) Methods for recovering bis(2,4,4-trimethylpentyl) dithiophosphinic acid