RU2736477C1 - Способ выделения благородных металлов из многокомпонентных растворов - Google Patents
Способ выделения благородных металлов из многокомпонентных растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2736477C1 RU2736477C1 RU2019132915A RU2019132915A RU2736477C1 RU 2736477 C1 RU2736477 C1 RU 2736477C1 RU 2019132915 A RU2019132915 A RU 2019132915A RU 2019132915 A RU2019132915 A RU 2019132915A RU 2736477 C1 RU2736477 C1 RU 2736477C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- noble metals
- extraction
- palladium
- salt
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D11/00—Solvent extraction
- B01D11/04—Solvent extraction of solutions which are liquid
-
- 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)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Geology (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относится к методам химической технологии, жидкостной экстракции благородных металлов при их промышленном получении. В способе получения благородных металлов из многокомпонентных технологических растворов исходный кислый хлоридный раствор, содержащий благородные металлы и примеси, вводят в водную двухфазную систему, состоящую из полиэтиленгликоля с молекулярной массой от 1500 до 20000 и фазообразующей соли. В качестве фазообразующей соли используют сульфат аммония или сульфат металла, выбранного из ряда Na, Li, Cu, Zn, Mg, Cd, Co, входящего в состав примесей. Кислотность технологического раствора 0,001-2 М HCl, а содержание хлорид-ионов 10-90 г/дм3. Затем проводят процесс извлечения платины(IV) и палладия(II) в фазу полимера. Солевую фазу направляют на выделение других благородных металлов и последующее выделение фазообразующей соли, которую используют для подготовки двухфазной системы для следующего экстракционного цикла. Обеспечивается создание экстракционных систем на основе водорастворимых доступных реагентов, которые можно использовать в многоступенчатом экстракционном оборудовании для создания замкнутых схем переработки сырья благородных металлов, с целью уменьшения отходов производства и упрощения их утилизации, а также для повышения рентабельности аффинажных технологий. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.
Description
Изобретение относится к области химической технологии металлов платиновой группы и может быть использовано для жидкостной экстракции драгметаллов при их производстве на предприятиях цветной металлургии и аффинажных заводах при переработке платиносодержащих концентратов.
Известно использование для жидкостной экстракции благородных металлов систем с органическими растворителями (экстрагентами) полностью несмешивающимися с водой [1-9], частично [10, 11] и полностью растворимыми [12] в воде соединениями. Известно использование для жидкостной экстракции благородных металлов азотсодержащих экстрагентов различного строения [1, 2]; серу со держащих реагентов [3-5], серуазот- и фосфорсодержащих экстрагентов [6-9], а также некоторых природных соединений, таких как кофеин [10], сахар [11], а также полиэтиленгликоль [12]. К недостаткам данных экстракционных способов следует отнести использование пожароопасных и токсичных органических растворителей, таких как толуол, дихлорметан, керосин, синтин, хлороформ и др., или технически сложное оборудование, требующее использования высоких значений давления и температур. Кроме того, экстракционные системы, как правило, содержат дорогостоящие органические реагенты.
Наиболее близким техническим решением (прототипом) является способ экстракционного выделения палладия(II) в присутствии родия, рутения и цветных металлов [Патент UA63045 U от 26.09.2011 Способ экстракционного выделения палладия(II) в присутствии родия, рутения и цветных металлов / Симонова Т.М., Дубровина В.О.], включающий извлечение хлоридного комплекса палладия(II) из сернокислых растворов при кислотности с(Н+)=0,25 моль/дм3, в присутствии хлорид-ионов с концентрацией с(Cl-)=2,5⋅10-3-2,3 моль/дм и сульфата аммония с концентрацией 1,5-2,9 моль/дм3. В качестве экстрагента используется 40%-й раствор полиэтиленгликоля-115. Данное изобретение относится к рубрике МПК G01N 33/20 (исследование или анализ металлов особыми методами) и не предназначено для промышленного применения.
Основным недостатком данного прототипа является ограниченность его применения по числу выделяемых металлов. Патент описывает возможность извлечения исключительно палладия и не содержит информации по разделению ионов палладия и платины, основных компонентов технологических растворов аффинажных производств. В патенте отсутствуют данные по извлечению (реэкстракции) палладия и других благородных металлов из фазы полимера.
Целью настоящего изобретения являлась разработка простого промышленного, доступного и экономичного способа выделения и разделения благородных металлов из многокомпонентных хлоридных растворов.
Техническим результатом является создание экстракционных систем на основе водорастворимых доступных реагентов, которые можно использовать в многоступенчатом экстракционном оборудовании для создания замкнутых схем переработки сырья благородных металлов, с целью уменьшения отходов платинометального производства и упрощения их утилизации, а также для повышения рентабельности аффинажных технологий.
Технический результат достигается тем, что предложена экстракционная схема селективного выделения благородных металлов из хлоридных технологических растворов на основе применения водных двухфазных систем для последующего получения соединений благородных металлов или слитков металлов. Техническим результатом является возможность работы с пожаробезопасными и нетоксичными веществами, повышение концентрации благородных металлов в экстракте, увеличение степени их извлечения и снижение объема материальных потоков реагентов. Технический результат достигается тем, что для получения благородных металлов из многокомпонентных технологических растворов исходный кислый хлоридный раствор, содержащий благородные металлы и различные примеси, вводят в водную двухфазную систему, состоящую из водорастворимого полимера и фазообразующей соли, при этом в качестве водорастворимого полимера используют полиэтиленгликоль с молекулярной массой 1500÷20000, при содержании от 8 до 30%, а в качестве фазообразующей соли используют сульфат аммония или сульфат металла, выбранного из ряда Na, Li, Cu, Zn, Mg, Cd, Co, входящего в состав примесей, причем концентрация фазообразующей соли составляет от 4 до 35%, кислотность технологического раствора составляет от 0.001 до 2 М HCl, а содержание хлорид-ионов - от 10 до 90 г/дм3, затем полученную двухфазную систему подают в многоступенчатый экстрактор, где проводят процесс извлечения платины(IV) и палладия(II) в фазу полимера, а солевую фазу направляют на выделение других благородных металлов и последующее выделение фазообразующей соли, которую используют для подготовки двухфазной системы для следующего экстракционного цикла. Последующее извлечение платины(IV) и палладия(II) из фазы полимера осуществляют раствором фазообразующей соли, используемой для создания водной двухфазной системы, при этом рН солевого раствора составляет 9-14. Разделение ионов платины(IV) и палладия(II) осуществляют на стадии реэкстракции с использованием в качестве реэкстрагента палладия(II) 30%-го раствора фазообразующей соли при значениях рН≤5 в отсутствие хлорид-ионов. Ниже приведен пример осуществления данного изобретения. Пример иллюстрирует, но не ограничивает предложенный способ.
Этап 1. Методика приготовления водной двухфазной системы.
Готовят смесь водных растворов водорастворимого полимера и фазообразующей соли, при этом в качестве водорастворимого полимера используют полиэтиленоксид (полиэтиленгликоль) с молекулярной массой 1500÷20000 при содержании от 8 до 30%, а в качестве фазообразующей соли используют сульфат аммония или металла, выбранного из ряда Na, Li, Cu, Zn, Mg, Cd, Co, входящего в состав примесей исходного технологического раствора, концентрация соли может варьироваться от 4 до 35%. Образование двухфазной системы происходит за 2-5 мин при комнатной температуре. Общий объем системы определяется условиями производственного процесса и техническим оснащением и не ограничен условиями образования двухфазной системы.
Этап 2. Экстракция платиновых металлов в водных двухфазных системах в зависимости от концентрации кислоты и хлорид-ионов.
Исходный хлоридный раствор, содержащий ионы платины(IV) и палладия(II) в концентрации 0,2-2 г/л, вносят в водную двухфазную систему, полученную на этапе 1, при этом кислотность в растворе может варьироваться в интервале от 0,001 до 2 М HCl, содержание хлорид-ионов - от 10 до 90 г/дм3. Экстракционную смесь встряхивают в течение 5 мин при комнатной температуре, фазы разделяют и определяют в них содержание благородных металлов методом АЭС-ИСП или МС-ИСП. Составляют баланс ионов металлов в обеих фазах и рассчитывают количество экстрагированных в фазу полимера ионов металлов относительно их исходной концентрации.
Полученные результаты приведены в табл. 1.
Как можно видеть, в изученном интервале концентраций соляной кислоты и хлорид-ионов достигается практически полное извлечение ионов платины(IV) и палладия(II) в предложенных водных двухфазных системах.
Этап 3. Извлечение ионов платиновых металлов из фазы полимера. Для извлечения ионов платины(IV) и палладия(II) фазу полимера, содержащую экстрагированные на этапе 2 ионы платиновых металлов, контактируют с фазообразующей солью состава, описанного в этапе 1, при этом рН солевого раствора должен составлять 9-14. Необходимые значения рН достигают с использованием растворов гидроксидов натрия или аммония. Смесь встряхивают в течение 5 мин при комнатной температуре, фазы разделяют и определяют в них содержание металлов методом АЭС-ИСП или МС-ИСП. Составляют баланс ионов металлов в обеих фазах и рассчитывают количество выделенных в солевую фазу ионов металлов.
Полученные результаты приведены в табл. 2.
Как следует из приведенных данных, в указанном интервале значений рН происходит практически полное извлечение ионов платины(IV) и палладия(II).
Этап 4. Разделение ионов платины(IV) и палладия(II).
На стадии выделения платиновых металлов из фазы полимера, полученной на этапе 2, может быть достигнуто разделение ионов платины(IV) и палладия(II) варьированием концентраций фазообразующей соли и хлорид-ионов. Так, в отсутствие хлорид-ионов и концентрации фазообразующей соли 30% при значениях рН≤5 ионы палладия(II) полностью переходят в солевую фазу, в то время как ионы платины(IV) полностью остаются в фазе полимера и могут быть реэкстрагированы при рН 9-14 согласно этапу 3.
Этап 5. Выделение благородных металлов из сложных по составу растворов Исходный хлоридный раствор, содержащий благородные металлы и различные примеси в виде ионов меди, никеля и других элементов, вносят в водную двухфазную систему, полученную на этапе 1, и проводят экстракцию в условиях этапа 2. Полученные результаты приведены в табл. 3.
Как следует из приведенных данных, в указанных растворах может быть достигнуто селективное выделение ионов платины(IV) и палладия(II) в присутствии ионов цветных металлов.
Этап 6. Многоступенчатое выделение платиновых металлов
Приготовленная на этапе 1 экстракционная смесь вводится в многоступенчатый экстрактор, далее при скорости вращения 600 об/мин подается многокомпонентный хлоридный раствор, содержащий благородные металлы. Затем фазу полиэтиленгликоля промывают в экстракторе водным раствором 30%-го сульфата аммония при соответствующих значениях рН (этапы 3 и 4) для селективного разделения и выделения ионов платины(IV) и палладия(II). Солевую фазу направляют на выделение других благородных металлов и для последующего выделения сульфата аммония, который направляется в начало процесса для подготовки смеси для следующего экстракционного цикла. В качестве многоступенчатого экстрактора могут быть использованы любые устройства, обеспечивающие многоступенчатое разделение, в том числе широко распространенные в промышленности центробежные экстракторы. Использование водорастворимого полимера дает возможность развития экологически безопасного процесса; получаемые отходы в виде отработанных экстрагентов легко перерабатываются биологическими и другими современными методами.
Источники информации:
1. RU 2161130 от 27.12.2000 г. Способ извлечения и разделения металлов платиновой группы / Карманников В.П., Игумнов М.С., Клименко М.А., Федулова Т.В., Юрасова О.В., Драенков А.Н., Татаринцев А.Н., Ковалев В.В., Клеандров В.Т.
2. RU 2654818 от 22.05.2018 г. Способ извлечения палладия из кислого медьсодержащего раствора / Касиков А.Г., Петрова A.M., Багрова Е.Г.
3. US 2010095807 (А1) - 2010-04-22 Amide-containing tertiary amine compound and platinum group metal separation/collection using the same / Narita H., Tanaka M., Morisaku K.
4. US 20040115107 (A1) - 2004-06-17 Extraction of metals with diquaternary amines / Waheguru Pal Singh.
5. RU 2121517 от 10.11.1998 г. Способ извлечения и разделения платины и палладия / Карманников В.П., Клименко М.А., Елютин А.В., Федулова Т.В., Фролова И.В., Юрасова О.В., Драенков А.Н., Татаринцев А.Н., Кутилов В.А., Ковалев В.В.
6. CN104524808 (А) - 2015-04-22 3-Glutaramide sulfur extractant and its application in the extraction of palladium /
7. JP2013166996 (A) - 2013-08-29 Palladium extractant, and separation method of palladium / Tanaka M., Narita K., Nagao K.
8. JP2010059533 (A) - 2010-03-18 Extractant for palladium and method of rapidly separating and recovering palladium using the same / Narita K., Tamura K., Tanaka M.
9. JPH09169785 (A) - 1997-06-30 Bis(dialkyldiphosphato)alkane compound, its production, extractant for palladium extraction and recovery of palladium / Deidaruru A.C., Kamata S.
10. JP2972886 (B1) - 1999-11-08 Palladium selective extractant and palladium method for selective extraction and recovery /
11. CN102249351 (A) - 2011-11-23 Platinum, palladium and rhodium extraction and separation method through sugar separation induced three liquid phase sys-tem /
12. UA63045 (U) - 2011-09-26 Способ экстракционного выделения палладия(II) в присутствии родия, рутения и цветных металлов / Симонова Т.Н., Дубровина В.А.
Claims (4)
1. Способ получения благородных металлов из многокомпонентных технологических растворов, заключающийся в том, что исходный кислый хлоридный раствор, содержащий благородные металлы и различные примеси, вводят в водную двухфазную систему, состоящую из водорастворимого полимера и фазообразующей соли, при этом в качестве водорастворимого полимера используют полиэтиленгликоль с молекулярной массой 1500÷20000, а в качестве фазообразующей соли используют сульфат аммония или сульфат металла, выбранного из ряда Na, Li, Cu, Zn, Mg, Cd, Co, входящего в состав примесей, причем кислотность технологического раствора составляет от 0,001 до 2 М HCl, а содержание хлорид-ионов - от 10 до 90 г/дм3, затем полученную двухфазную систему подают в устройство, обеспечивающее многоступенчатое разделение, где проводят процесс извлечения платины(IV) и палладия(II) в фазу полимера, а солевую фазу направляют на выделение других благородных металлов и последующее выделение фазообразующей соли, которую используют для подготовки двухфазной системы для следующего экстракционного цикла.
2. Способ по п. 1, заключающийся в том, что извлечение платины(IV) и палладия(II) из фазы полимера осуществляют раствором фазообразующей соли, используемой для создания водной двухфазной системы, при этом рН солевого раствора составляет 9-14.
3. Способ по пп. 1 и 2, заключающийся в том, что разделение ионов платины(IV) и палладия(II) осуществляют на стадии реэкстракции с использованием в качестве реэкстрагента палладия(II) раствора фазообразующей соли при значениях рН≤5 в отсутствие хлорид-ионов.
4. Способ по п. 1, заключающийся в том, что в качестве устройства, обеспечивающего многоступенчатое разделение, используют центробежный экстрактор.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019132915A RU2736477C1 (ru) | 2019-10-17 | 2019-10-17 | Способ выделения благородных металлов из многокомпонентных растворов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019132915A RU2736477C1 (ru) | 2019-10-17 | 2019-10-17 | Способ выделения благородных металлов из многокомпонентных растворов |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2736477C1 true RU2736477C1 (ru) | 2020-11-17 |
Family
ID=73461113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019132915A RU2736477C1 (ru) | 2019-10-17 | 2019-10-17 | Способ выделения благородных металлов из многокомпонентных растворов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2736477C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2823555C1 (ru) * | 2023-05-11 | 2024-07-24 | Китайский горно-технологический университет | Способ экстракции металлов платиновой группы из водного раствора |
Citations (5)
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 |
UA63045U (ru) * | 2011-02-28 | 2011-09-26 | Донецкий Национальный Университет | Способ экстракционного выделения палладия (ii) в присутствии родия, рутения и цветных металлов |
CN102249351A (zh) * | 2011-04-20 | 2011-11-23 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种糖析诱导的三液相体系萃取分离铂钯铑的方法 |
RU2625877C1 (ru) * | 2016-07-18 | 2017-07-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) | Экстракционный способ получения наноразмерных кристаллов оксидов металлов |
RU2654818C1 (ru) * | 2017-08-08 | 2018-05-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ извлечения палладия из кислого медьсодержащего раствора |
-
2019
- 2019-10-17 RU RU2019132915A patent/RU2736477C1/ru active
Patent Citations (5)
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 |
UA63045U (ru) * | 2011-02-28 | 2011-09-26 | Донецкий Национальный Университет | Способ экстракционного выделения палладия (ii) в присутствии родия, рутения и цветных металлов |
CN102249351A (zh) * | 2011-04-20 | 2011-11-23 | 中国科学院过程工程研究所 | 一种糖析诱导的三液相体系萃取分离铂钯铑的方法 |
RU2625877C1 (ru) * | 2016-07-18 | 2017-07-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова Российской академии наук (ИОНХ РАН) | Экстракционный способ получения наноразмерных кристаллов оксидов металлов |
RU2654818C1 (ru) * | 2017-08-08 | 2018-05-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Федеральный исследовательский центр "Кольский научный центр Российской академии наук" (ФИЦ КНЦ РАН) | Способ извлечения палладия из кислого медьсодержащего раствора |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2823555C1 (ru) * | 2023-05-11 | 2024-07-24 | Китайский горно-технологический университет | Способ экстракции металлов платиновой группы из водного раствора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Szymanowski | Hydroxyoximes and copper hydrometallurgy | |
Jha et al. | Solvent extraction of copper, zinc, cadmium and nickel from sulfate solution in mixer settler unit (MSU) | |
Ayanda et al. | Application of Cyanex® extractant in Cobalt/Nickel separation process by solvent extraction | |
Bidari et al. | Solvent extraction recovery and separation of cadmium and copper from sulphate solution | |
Saternus et al. | Possible ways of refining precious group metals (PGM) obtained from recycling of the used auto catalytic converters | |
FI97395B (fi) | Nikkelin uutosprosessi | |
Gharabaghi et al. | Separation of nickel and zinc ions in a synthetic acidic solution by solvent extraction using D2EHPA and Cyanex 272 | |
Devi et al. | Liquid-liquid extraction and separation of copper (II) and nickel (II) using LIX® 984N | |
US8916116B2 (en) | Separation of iron from value metals in leaching of laterite ores | |
JP5375631B2 (ja) | 有機相からの金属元素の除去方法 | |
CN102191380A (zh) | 回收钴的方法 | |
RU2736477C1 (ru) | Способ выделения благородных металлов из многокомпонентных растворов | |
Keng et al. | Selective separation of Cu (II), Zn (II), and Cd (II) by solvent extraction | |
RU2339713C1 (ru) | Способ экстракции меди из сернокислых растворов | |
Arslan et al. | Solvent extraction of nickel from iron and cobalt containing sulfate solutions | |
CN102249351A (zh) | 一种糖析诱导的三液相体系萃取分离铂钯铑的方法 | |
Zhang et al. | Separation of Co (II) and Ni (II) from hydrochloric acid leach liquor by solvent extraction and crystallization | |
Balesini et al. | Solvent extraction of zinc from acidic solution obtained from cold purification filter cake of angouran mine concentrate using D2EHPA | |
CN114058876B (zh) | 从钴铁渣中提取钴的方法 | |
Phetla et al. | A study of the variables in the optimisation of a platinum precipitation process | |
JP2018070927A (ja) | ビスマスの回収方法 | |
AU2016313609B2 (en) | Methods and system for reducing impurity metal from a refinery electrolyte solution | |
CN101880770B (zh) | 一种萃取剂的应用及从氨性溶液中萃取锌的方法 | |
Dittrich et al. | Phosphorus recovery from sewage sludge ash by a wet-chemical process | |
Nagaosa et al. | Purification of unrefined nickel (II) sulfate solution by a continuous countercurrent multistage extraction with bis (2‐ethylhexyl) phosphinic acid |