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萃取法分离金钯铂工艺研究

2022-06-24雷日华

世界有色金属 2022年7期
关键词:原液贵金属金属

稀贵稀散金属是重要的基础原材料,资源储量低、价值高,提取工艺难度大,近年来通过二次资源富集回收稀贵稀散金属得到快速发展,在贵金属冶炼领域已与矿产资源的开发处于同等重要的地位

金、铂、钯的提取与分离方法很多:金与铂族金属的分离有:①还原沉淀法:该方法可供选的还原剂有硫酸亚铁(FeSO

)、二氧化硫(SO

)等,用硫酸亚铁还原时,分金效果较好,但会将Fe

带入到贵金属溶液中,影响了铂族金属相互分离。二氧化硫还原分离金是一个经济及效果好的方法,但二氧化硫为危险化学试剂储运及保管困难

。②黄药及硫化钠沉淀法:黄药沉淀或硫化钠沉淀法分离铂时,钯也沉淀下来。③溶剂萃取法:金的萃取剂很多,有醇类、醚类、酮类等。其中酮类萃取剂主要有甲基异丁酮(MIBK)和二异丁酮(DIBK),它们对金萃取率高、选择性好,对铂、钯等贵金属元素萃取效果较弱,因此被广泛应用于金的萃取

世界上主要的铂族金属精炼厂包括南非Acton精炼厂、南非Lonrho精炼厂、我国金川公司等。目前的贵金属回收工艺及制备技术整体还相对滞后,存在操作复杂、回收率低、生产成本高等问题,制约着我国有色金属尤其是贵金属产业的可持续发展。因此,本文采用萃取法对金、铂、钯富集分离工艺技术开展研究工作。

1 实验

1.1 原料

本研究采用郴州雄风环保科技有限公司所产贵金属及贱金属混合液(盐酸介质)进行稀贵金属的全萃取分离研究,此混合液金、铂、钯的含量低,而Cu、Zn、Bi等有害金属成分较高(见表1)。甲基异丁基酮(MIBK)、β-羟基肟(N510)、三烷基胺(7%N235-20%异戊醇-C

H

)均为市购。

1.2 实验方法

本研究采用全萃取法制备高纯稀贵金属(金、铂、钯),主要试验方法如下:

根据设计要求并综合各方面因素,本设计控制器(CPU)采用AT89C52型号单片机,动态扫描法实现LED数字显示的设计思路,完成了矿用超声波物位传感器的设计,实现测量原煤仓煤位的目标。

(1)金的MIBK萃取:取250mL贵液,采用盐酸调节酸度,再加入一定量MIBK萃取剂,而后移入500mL规格梨形分液漏斗中,在振荡器内恒温机械震荡一定时间后,再静置15min,进行有机相与水相的分离。

1.2.1 种子的春化处理 将成熟的白及蒴果置于4℃的冰箱中保存4 d,打破种子的休眠期,便于种子萌发。

由图5可知,钯萃取时会随钯浓度的由2.9mmol/L升高至5mmol/L,钯萃取率有所降低,由80%降至约67%。因此,适当调低萃取原液中钯浓度可提高单级钯萃取率。

甲基异丁基酮(MIBK)属中性含氧萃取剂,图1为相比(O/A)0.1、萃取时间8min,静置15min条件下,盐酸浓度与金的萃取率的关系,由图可知盐酸浓度在0.5~3.0mol/L金的萃取率均大于98.5%,呈略下降趋势,对应的分配比lgD略有下降,大于2.9,表明HCl的浓度对金的萃取率影响不大。该实验现象主要是由于盐酸体系下金的萃取,氯配金酸溶液中萃取金会形成[RH

][AuCl

]缔合物,此物质的生成能大幅度提升金的萃取率。

实验过程所得溶液中元素含量采用原子吸收和ICP进行检测分析。

2 实验结果与讨论

2.1 MIBK萃取金

(3)铂的叔胺萃取:取100mLβ-羟基肟萃余液,采用HCl调节溶液酸度,萃取剂为三烷基胺(7%N235-20%异戊醇 -C

H

)。

人类的生活世界可分为公共领域和私人领域两部分。马克思哲学回归生活世界决不是向私人领域的“龟缩”,更主要的是向公共领域的“挺进”。一方面,马克思通过对黑格尔《法哲学原理》的批判发现:要获得理解人类历史发展过程的钥匙,不应到被黑格尔描绘成“大厦之顶”的国家中去寻找,而应到黑格尔所蔑视的“市民社会”中去寻找。另一方面,马克思不满意费尔巴哈“强调自然过多而强调政治太少”,认为政治与哲学联盟是“现代哲学能够借以成为真理的惟一联盟”。[10]

MIBK萃取金是按照氧盐机理萃取的,即金在有机相中主要是以[RH

][AuCl

]缔合物的形式存在。采用MIBK萃取金在较小的相比(O/A)条件下可获得较高的分配比和较高的萃取率。当HCl浓度0.5mol/L、相比0.1、单级萃取、萃取时间10min。经过MIBK萃取后,此时金的萃取率为98.45%。贵金属Pt、Pd含量略有减少,Pt、Pd的萃取率均小于2%,其他杂质仅有Fe小幅度降低,其萃取率低于1%。

当反应条件为HCl浓度0.5mol/L、相比0.1,单级萃取,相比(O/A)与分配比(LgD)、金萃取率及水相中金含量的关系,以及萃取时间与萃取率及水相中金含量关系。由MIBK萃取低含量的含金贵液中的金,不但回收率高而且萃取速度快,7min内即可实现单级金萃取率达98.4%以上。

2.2 β-羟基肟萃取钯

以MIBK单级萃取后萃余液为萃取原液,加入一定量的β-羟基肟(N510萃取剂),常温萃取,控制O/A=1,振荡混相10min,用0.1mol/L NaOH溶液调节萃余液的pH值,考察在不同的pH值下对钯的萃取率的影响,其结果如图4所示。由图可知,pH在1~4的范围内,当溶液初始Pd=3.11g/L(即0.029mol/L)时,Pd的萃取率会随着pH升高而增加,当pH=4时,此时钯的单级萃取率可达80%。

通过综合实验得到了各工序下萃取液的成分,及Au、Pd、Pt的单级萃取率分别为98.53%,81.34%和90.33%。萃取剂MIBK、N510以及N235对Au、Pd、Pt的选择性萃取率高,选择性好。

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2.3 三烷基胺萃取铂

铂萃取原液为表3所示萃余液成分,采用的萃取剂为三烷基胺(7%N235-20%异戊醇-C

H

),环境温度,酸度HCl=1mol/L,静置分层15min,通过调整O/A=1~2,以及萃取时间3min~15min,考察三烷基胺萃取富集铂的效果。

由图4和图5可知,增加萃取剂相,以及延长萃取时间有利于提升铂的萃取率,综合考量,O/A比为1,萃取时间为8min~10min较为合适,此时铂的萃取可达90.5%左右。

(2)钯的β-羟基肟萃取:取200mL MIBK萃余液,采用0.1mol/L NaOH溶液调节萃余液的pH值,实验通过称量溶解PdCl

来配制不同Pd浓度的模拟溶液。

3 综合实验

当pH=4,常温,O/A=1,萃取时间10min,静置分层15min,考察不同钯浓度对钯萃取的影响,其结果如图3所示。

实验结果显示这三种环境条件下,COD没有明显变化趋势,浓度值基本保持不变。表明尾矿库废水在自然环境或者单曝气环境下,空气对水体COD无明显氧化能力,降解效果不明显。

4 结论

(1)HCl浓度对MIBK萃取金效果影响不大,当HCl浓度0.5mol/L、相比0.1、萃取时间10min,单级萃取金的萃取率为98.45%,Pt、Pd萃取率小于2%。

(2)适度降低萃取原液中钯浓度可提高N510单级钯萃取率,当原液钯浓度由2.9mmol/L升高至5mmol/L,钯萃取率由80%降至约67%。

(1)制度不健全,核算方案不完善。对现行的《医院会计制度》做了指导性概述,但在实施方法、实施细则、操作步骤等方面仍不够明确,实践意义不足,没有对医院的成本核算做出具体、明确的规定,所以各医院可能因核算方法的差异而造成成本核算的结果不同,相互之间没有可比性。

(3)采用7%N235-20%异戊醇-C12H26萃取铂,可通过增加萃取剂相,以及延长萃取时间来提升铂萃取率,当O/A比为1,萃取时间为8min~10min,此时铂的萃取可达90.5%。

(4)该工艺溶剂全萃取分离铂族金属,能够简化了工艺流程,易实现自动化;提取金属的选择性高、产品纯度、直收率高;具备改善环境、提高工作效率、降低生产ê成本的工艺优势。

[1]张钦发,龚竹青,郑雅杰.用MIBK萃取剂从含金铂钯的贵液中萃取金的研究[J].矿冶工程,2001,21(004):58-60.

[2]Parajuli D,Hirota K,Inoue K.Trimethylamine-Modified Lignophenol for the Recovery of Precious Metals[J].Industrial & Engineering Chemistry Resear ch,2009,48(23):10163-10168.

[3]Ha V H,Lee J,Jeong J,Hai H T,Jha M K.Thiosulfate leaching of gold from waste mobile phones[J].Journal of Hazardous Mate rials,2010,178(1‐3):1115-1119.

[4]汪家鼎,陈家镛.溶剂萃取手册[M].化学工业出版社,2001.

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