способ концентрирования рутения

Формула изобретения

1. Способ концентрирования рутения из раствора, включающий экстракцию трибутиловым эфиром фосфорной кислоты из раствора, содержащего нитрит-анионы, отличающийся тем, что после экстракции осуществляют промывку органической фазы раствором нитрита натрия с концентрацией не менее 250 г/л и реэкстракцию раствором, содержащим гидроксид натрия концентрацией 10-100 г/л.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве раствора, содержащего нитрит-анионы, используют маточный раствор после осаждения аммоний гексанитрита родия и/или иридия.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к выделению рутения из растворов жидкостной экстракцией.

Во многих случаях при переработке руд, отходов, полупродуктов и т.д., содержащих металлы платиновой группы (МПГ), рутений находится в растворе.

Для извлечения рутения из этих растворов существуют различные способы.

Одним из них является жидкостная экстракция. Она позволяет, во-первых, концентрировать рутений, во-вторых, очистить его от сопутствующих примесей как МПГ, так и неблагородных металлов.

Для экстракции рутения из растворов предложено множество экстрагентов.

Многочисленными исследованиями было показано, что извлечение рутения при экстракции различными классами экстрагентов меняется в зависимости от химического состояния рутения в водной фазе и природы органической фазы.

Известно, что в азотнокислых растворах рутений образует легко гидролизующиеся нитрозонитратные комплексы и более устойчивые нитрозонитрокомплексы.

Например, известен способ экстракции рутения из водных азотнокислых сред с помощью диалкилдитиофосфорной кислоты в присутствии соединения, способного замещать нитрозогруппу NO⁺ в комплексе рутения. Этими соединениями являются сульфаматная кислота или гидразин (US 4282112, C 01 G 55/00, 04.08.1981).

Недостатком этого способа является необходимость введения в раствор дополнительных реагентов и использование дорогостоящих экстрагентов.

Кроме того, способ не предназначен для извлечения рутения из растворов, содержащих другие МПГ.

Известен процесс концентрирования рутения из азотнокислых сред с помощью более доступных экстрагентов, таких как трибутиловый эфир фосфорной кислоты (ТБФ), триоктиламин (ТОА), триоктилфосфиноксид (ТОФО).

Процесс реэкстракции рутения из ТБФ осуществляли щелочью (1 М раствором NaOH) (Синицин Н.М., Пичков В.Н. "О реэкстракции нитрозокомплексов рутения", Радиохимия, Ленинград, Наука, 1968, т. X, в.6, с. 715-716).

Однако известно, что при экстракции ТБФ все МПГ переходят в органическую фазу (Меретуков М.А., Процессы жидкостной экстракции в цветной металлургии, Москва, Металлургия, 1985, с. 185).

Наиболее близким к предложенному является способ концентрирования рутения из раствора, включающий экстракцию трибутиловым эфиром фосфорной кислоты из раствора, содержащего нитрит-анионы.

Было обнаружено, что в присутствии нитрит-анионов коэффициент распределения рутения значительно возрастает. Молярное отношение нитрит-аниона к рутению должно быть больше, чем 1, преимущественно, по крайней мере, 10:1 (US 2894816, C 01 G 55/00, 14.07.1959).

Недостатком способа является то, что при концентрировании рутения из растворов, содержащих другие МПГ или неблагородные металлы, раствор получается недостаточно чистым.

Задачей изобретения является создание такого способа концентрирования рутения, результатом которого было бы получение раствора рутения высокой чистоты с высоким извлечением рутения.

Для этого в способе концентрирования рутения из раствора, включающем экстракцию трибутиловым эфиром фосфорной кислоты из раствора, содержащего нитрит-анионы, после экстракции осуществляют промывку органической фазы раствором нитрита натрия с концентрацией не менее 250 г/л и реэкстракцию раствором, содержащим гидроксид натрия концентрацией 10-100 г/л.

В качестве раствора, содержащего нитрит-анионы, можно использовать маточный раствор после осаждения аммоний гексанитрита родия и/или иридия.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходный раствор содержит НСl 10-15 г/л, NO₂ ^- 100-170 г/л, Ru 0,5-5 г/л, Rh до 30 г/л, Ir до 30 г/л, Pt 1,5-15 г/л, Pd 1,5-15 г/л, Сu менее 2 г/л, Ni менее 2 г/л. Этот раствор контактируют с неразбавленным раствором ТБФ, экстрагируя рутений. Рутений извлекается в органическую фазу в виде нитрозонитрокомплексов.

В качестве исходных растворов для экстракции можно использовать маточный раствор после осаждения аммоний гексанитрита родия и/или иридия (АНГ).

Этот раствор имеет состав NH₄Cl 100-200 г/л, NO₂ ^- 100-170 г/л, Ru 0,5-5 г/л, Rh до 2 г/л, Ir до 2 г/л, Pt до 5 г/л, Pd до 5 г/л, Сu менее 2 г/л, Ni менее 2 г/л.

После экстракции проводят отмывку органической фазы (экстракта) раствором нитрита натрия концентрацией не менее 250 г/л.

При этом в промывной раствор вымываются Ir, Rh, Pt, Pd, Сu, Ni.

Если использовать раствор нитрита натрия концентрацией ниже 250 г/л, то увеличивается извлечение рутения в промывной раствор, т.е. подает его общее извлечение в процессе экстракции.

Верхний предел концентрации нитрита натрия определяется его растворимостью.

После промывки осуществляют реэкстракцию рутения раствором, содержащим гидроксид натрия концентрацией 10-100 г/л.

Если концентрация гидроксида натрия ниже 10 г/л, то создаваемой щелочности среды недостаточно для полного извлечения рутения.

Увеличение концентрации гидроксида натрия выше 100 г/л нецелесообразно, т.к. не приводит к увеличению степени реэкстракции рутения.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1.

Исходный раствор содержит НСl 12 г/л, NO₂ ^- 150 г/л, Ru 1,5 г/л, Rh 8 г/л, Ir 15 г/л, Pt 3 г/л, Pd 4,9 г/л, Сu 10 мг/л, Ni 150 мг/л.

Этот раствор контактируют с ТБФ на экстракционном каскаде при объемном соотношении органической и водной фаз V_o: V_в=1:2,9. Количество ступеней экстракции равно 7.

На следующих 5 ступенях каскада проводят промывку органической фазы раствором, содержащим 300 г/л нитрита натрия при объемном соотношении органической и водной фаз V_o:V_в=1:0,15.

Затем на 5 ступенях осуществляют реэкстракцию раствором, содержащим гидроокись натрия концентрацией 30 г/л при объемном соотношении органической и водной фаз V_o:V_в=1:0,15.

Промывной раствор, рафинат (водная фаза после экстракции) и реэкстракт анализируют на содержание рутения и других МПГ.

Результаты представлены в таблице 1.

Чистота рутения, полученного по известному способу, составляет 70%.

Чистота рутения, полученного по заявленному способу, составляет не менее 95%, при этом извлечение рутения более 99%.

Пример 2

Исходный раствор после осаждения АНГ содержит NH₄Cl 150 г/л, NО₂ ^-150 г/л, Ru 1 г/л, Rh 0,3 г/л, Ir 0,5 г/л, Pt 2 г/л, Pd 1,5 г/л, Сu 500 мг/л, Ni 500 мг/л.

Этот раствор контактируют с ТБФ на экстракционном каскаде при объемном соотношении органической и водной фаз V_o:V_в=1:2,9. Количество ступеней экстракции равно 7.

На следующих 5 ступенях каскада проводят промывку органической фазы раствором, содержащим 250 г/л нитрита натрия при объемном соотношении органической и водной фаз V_o:V_в=1:0,15.

Затем осуществляют реэкстракцию раствором, содержащим гидроокись натрия концентрацией 50 г/л при объемном соотношении органической и водной фаз V_o: V_a=1:0,15.

Промывной раствор, рафинат (водная фаза после экстракции) и реэкстракт анализируют на содержание рутения и других МПГ.

Результаты представлены в таблице 2.

Чистота рутения, полученного по заявленному способу, составляет не менее 95%, при этом извлечение рутения более 99%.

Представленные данные показывают, что заявленный способ позволяет извлекать рутений из растворов, содержащих МПГ и неблагородные металлы, такие как, например, медь и никель, с высоким выходом и высокой чистотой, при этом рутений концентрируется в 18-20 раз.