способ извлечения и разделения платины и палладия

Формула изобретения

1. Способ извлечения и разделения платины и палладия из солянокислого раствора, включающий их экстракцию и последующую реэкстракцию из органической фазы вначале платины, а затем палладия, отличающийся тем, что экстракцию проводят из раствора, содержащего не менее 5 М соляной кислоты, с использованием в качестве экстрагента сульфоксида, а реэкстракцию платины осуществляют раствором, содержащим 1 - 4 М соляной кислоты.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что органическую фазу после экстракции промывают раствором соляной кислоты концентрацией 4 - 5 М.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что реэкстракт платины обрабатывают сульфоксидом, используемым при экстракции, а реэкстракцию палладия ведут из смеси органических фаз, полученных после реэкстракции платины и после обработки реэкстракта платины сульфоксидом.

4. Способ по п.1 или 3, отличающийся тем, что реэкстракцию палладия ведут раствором аммиака.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химической технологии экстракционного извлечения металлов платиновой группы, в частности платины и палладия.

В настоящее время разработано множество экстракционных способов, предназначенных для извлечения платины и палладия из смеси металлов платиновой группы и их последующего разделения.

Извлечение платины и палладия из растворов и их последующее разделение возможно производить либо подбором селективного для каждого из них экстрагента (SU, патент 1838243, C 01 G 55/00, 1993), либо в процессе реэкстракции платины и палладия из органической фазы при их совместной экстракции одним экстрагентом (Меретуков М.А. и Орлов А.М., Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт. М., Металлургия, 1991, с. 371).

Многообразен и выбор экстрагентов, предназначенных для извлечения платины и палладия (Меретуков М.А. и Орлов А.М., Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт. М., Металлургия, 1991, с. 360-368).

Однако все эти способы имеют один существенный недостаток: используемые экстрагенты весьма дороги и не производятся в промышленных масштабах, что практически исключает их промышленное применение.

Наиболее близким к предложенному способу является способ извлечения и разделения платины и палладия из солянокислого раствора экстракцией вторичным амином (US, патент 4041126, C 01 G 55/00, 1977).

В органическую фазу амина Амберлит LA 1 ( с добавкой модификатора изодеканола) переходят только платина и палладий. Содержание иридия, родия и рутения в органической фазе незначительно.

Разделение платины и палладия происходит на стадии реэкстракции. Вначале платину реэкстрагируют щелочным раствором восстановителя (гидразин или тиомочевина).

Недостатками этого способа являются его низкая производительность, недостаточно высокая степень разделения металлов (максимальное отношение Pt к Pd в реэкстракции - 46, то есть чистота платины - 97,9%), а также низкая степень извлечения (85% для платины и 79% для палладия).

Задачей изобретения является создание такого способа извлечения и разделения платины и палладия из солянокислого раствора, результатом которого был бы высокопроизводительный процесс с высокой степенью извлечения и разделения платины и палладия, что в свою очередь позволит повысить качество готовой продукции.

Для решения этой задачи в способе извлечения и разделения платины и палладия из солянокислого раствора путем их экстракции и последующей реэкстракции из органической фазы вначале платины, а затем палладия экстракцию проводят из раствора, содержащего не менее 5М соляной кислоты с использованием в качестве экстрагента сульфоксида, а реэкстрацию платины осуществляют раствором, содержащим 1-4 М соляной кислоты.

Кроме того, органическую фазу после экстракции промывают раствором соляной кислоты концентрацией 4-5 М.

Способ также отличается тем, что реэкстракт платины обрабатывают сульфоксидом, используемым при экстракции, а реэкстракцию палладия ведут из смеси органических фаз, полученных после реэкстракции платины и после обработки реэкстракта платины сульфоксидом.

Реэкстракцию палладия ведут раствором аммиака.

Для осуществления способа исходный раствор, содержащий платину и палладий с кислотностью не менее 5М соляной кислоты, обрабатывают раствором экстрагента.

Платина и палладий переходят в органическую фазу (экстракт).

В случае необходимости при наличии примесей, которые могут соэкстрагироваться с платиной и палладием в органическую фазу (Ir, Rh, Ru, Fe), экстракт промывают раствором соляной кислоты с концентрацией 4-5 М. Примеси при этом вымываются, а платина и палладий остаются в органической фазе.

Затем органическую фазу обрабатывают раствором кислоты более низкой кислотности 1-4 М для реэкстракции платины. Платина переходит в водную фазу (реэкстракт).

Реэкстракт платины для его доочистки от палладия можно дополнительно обработать раствором сульфоксида, используемым при экстракции. Процесс может быть организован как последовательно, то есть вначале реэкстракция платины, а затем обработка реэкстракта сульфоксидом, так и параллельно, то есть операции реэкстракции платины и обработки реэкстракта сульфоксидом осуществляют одновременно в одном каскаде экстрактора.

Органическую фазу, полученную после реэкстракции платины, и органическую фазу после обработки реэкстракта платины сульфоксидом, объединяют и из смеси реэкстрагируют палладий раствором аммиака.

Извлечение ценных компонентов составляет 9,5%, а чистота готовых продуктов 99,98%.

Возможность использования экстрагентов из класса сульфоксидов для экстракции, например, палладия известна из уровня техники (Журнал неорганической химии, 1970, т.15, в.5, с. 1336-1342, Николаев Н.В. и др. Экстракционные свойства органических сульфидов и сульфоксидов и заряд на атоме серы).

Однако ранее никогда не решалась задача извлечения и разделения платины и палладия этим экстрагентом имеющим промышленное значение.

Сульфоксидами, используемыми в настоящем способе, могут быть диоктилсульфоксид, диметилсульфоксид, нефтяные сульфоксиды и др., имеющие общую структурную формулу



где R1 и R2 - алкил, арил, бензил и т.д. или их смесь.

Использование сульфоксида в качестве экстрагента позволяет проводить процесс экстракции с высокой скоростью и с высоким извлечением платины и палладия в органическую фазу и их последующее разделение на стадии реэкстракции.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Исходный солянокислый раствор состава г/л: Pt-90, Pd-3,5, Ir-3,0, Rh-2,0, Ru-1,5, HCl-182(5 M), направляют на экстракцию диоктилсульфоксидом (ДОСО). Соотношение органической и водной фаз составляет 4:1. В органическую фазу извлекаются полностью платина и палладий и частично соэкстрагируются Ir, Rh, Ru.

Насыщенную платиной и палладием органическую фазу промывают от соэкстрагировавшихся примесей раствором соляной кислоты с концентрацией 150 г/л (4 М) при соотношении органической и водной фаз 8:1.

Промывные воды объединяются с исходным раствором и направляют на экстракцию.

Промытую от примесей Ir, Rh, и Ru органическую фазу направляют на реэкстракцию платины. Реэкстракцию платины проводят раствором соляной кислоты концентрацией 70 г/л (2 М) при соотношении органики к водной фазе 2:1.

Реэкстракт платины контактирует со свежим экстрагентом ДОСО при соотношении органической и водной фаз 1:5 для глубокой очистки реэкстракта платины от палладия.

Органическую фазу, содержащую палладий, объединяют с органической фазой, полученной после обработки реэкстракта платины ДОСО, и направляют на реэкстракцию палладия 25% раствором аммиака.

Отношение органической фазы к водной 10:1.

Извлечение платины и палладия составляет 99,5%. Чистота полученных продуктов платины и палладия - не менее 99,98%.

Пример 2. Исходный солянокислый раствор состава, г/л: Pt-27, Pd-60, Ir-6, Rh-5, Ru-2, HCl-182 (5М) направляют на экстракцию раствором нефтяных сульфоксидов (HCO) в керосине. Соотношение органической и водной фаз 4:1.

В органическую фазу извлекаются полностью платина и палладий и частично соэкстрагируются Ir, Rh, Ru.

Органическую фазу промывают от примесей раствором соляной кислоты 150 г/л (4 М) при соотношении органической и водной фаз 6:1. Промытую органическую фазу направляют на реэкстракцию платины. Реэкстракцию проводят раствором соляной кислоты 70 г/л (2 М) при соотношении органической и водной фаз 7:1.

Реэкстракт платины контактирует со свежим HCO при соотношении органики и водной фаз 1:3,5. Органическую фазу, содержащую палладий, полученную после объединения растворов после реэкстракции платины и обработки реэкстракта платины HCO, направляют на реэкстракцию палладия 25% раствором аммиака при соотношении органической и водной фаз 1:1.

Извлечение и чистота продуктов, как в примере 1.

При проведении процесса во всех заявляемых интервалах концентрации кислоты в исходном растворе, на промывке и при реэкстракции платины получены такие же результаты.