用二乙酰二肟从银电解液中选择性沉淀钯试验研究

2022-08-09张善辉赵祝鹏吴昌南

湿法冶金 2022年4期

张腾，张善辉，赵祝鹏，孙尚，吴昌南

(山东恒邦冶炼股份有限公司，山东烟台 264109)

钯的二次资源主要有金属及合金废料、载体催化剂、低品位废渣、废液[1-2]，其中银电解液占比较大，从银电解液中回收钯，有明显的经济效益。

银电解液体系复杂，离子种类多，元素分离困难，处理的关键是找到一种有效方法实现选择性分离钯，同时对电解系统不会造成影响。

从银电解液中分离钯，有丁基黄药沉淀法[3]、化学热分解法[4]、铜/铁置换法[5]、萃取法[6]、物理吸附法[7-8]及离子交换树脂吸附法[9]等。采用丁基黄药沉淀法银发生共沉淀[10]，沉淀物后续仍需分离，处理工艺繁琐，成本较高，且丁基黄药有刺激性臭味，现场环境较差[11]。化学热分解过程中会产生大量氮氧化物，需增加尾气处置装置，投资大，成本高；也消耗大量水和能源，处理周期长[12]。采用铜/铁置换法，银的损失较大，得到的铂、钯富集物杂质含量高且种类多[13]。吸附法需要预处理、解吸和再生，铂、钯回收率相对较低，部分银也被吸附，解吸液还需除杂[14]。这些方法对电解液的化学组成会有一定程度改变，或引入杂质[15]。

二乙酰二肟对钯的选择性较好，尤其是在硝酸体系中具有良好的沉淀选择性，沉淀物通过简单焙烧即可获得高品位钯富集物，且银电解液不会受到影响，可循环利用[16-17]。

试验研究了用二乙酰二肟作沉淀剂从银电解液中选择性沉淀钯，以期为钯的清洁、高效、短流程回收提供参考。

1 试验部分

1.1 试验原料与试剂

银电解液：取自山东恒邦冶炼股份有限公司银电解精炼车间，主要成分见表1，pH在1～2之间。

表1 银电解液化学成分 g/L

试剂：二乙酰二肟、氢氧化钠，分析纯；盐酸，试剂纯。

1.2 试验原理与方法

在酸性体系中，二乙酰二肟与Pd(Ⅱ)形成Pd—N配位键，反应生成Pd(C4H7N2O2)2：

(1)

取银电解液1 000 mL加入到3 L烧杯中，加入一定量二乙酰二肟，搅拌；反应结束后过滤，滤渣用60 ℃去离子水洗涤，滤液电解得合格银粉。

钯沉淀率计算公式为

(2)

式中：ri—元素i沉淀率，%；V—沉淀反应后滤液体积，L；ρ—沉淀反应后滤液中元素i质量浓度，g/L；V0—沉淀反应前滤液体积，L；ρ0—沉淀反应前滤液中元素i质量浓度，g/L。

2 试验结果与讨论

2.1 温度对钯沉淀率的影响

二乙酰二肟加入量为完全沉淀钯的理论量的2.2倍，反应时间0.5 h，温度对钯沉淀率的影响试验结果如图1所示。

图1 温度对钯沉淀率影响

由图1看出，温度对钯沉淀率影响较大：随温度升高，钯沉淀率提高；温度为60 ℃时，钯沉淀率达91.92%；但随温度继续升高，钯沉淀率反而下降，这可能是二乙酰二肟在高温发生分解失效所致。综合考虑，确定温度以60 ℃为宜。

2.2 二乙酰二肟加入量对钯沉淀率的影响

温度60 ℃，反应时间0.5 h，二乙酰二肟加入量对钯沉淀率的影响试验结果如图2所示。

图2 二乙酰二肟加入量对钯沉淀率的影响

由图2看出：随二乙酰二肟加入量增加，钯沉淀率提高；二乙酰二肟加入量达2.3倍理论量时，钯沉淀率达最大，且趋于稳定。综合考虑，确定二乙酰二肟加入量以略有过量，为理论量的2.3倍为宜。

2.3 反应时间对钯沉淀率的影响

温度60 ℃，二乙酰二肟加入量为理论量的2.3倍，反应时间对钯沉淀率的影响试验结果如图3所示。

图3 反应时间对钯沉淀率的影响

由图3看出：反应0.5 h后，钯沉淀率为91.58%；继续反应，钯沉淀率变化不大。综合考虑，确定反应时间以0.5 h为宜。

2.4 二乙酰二肟加入方式对钯沉淀率的影响

二乙酰二肟为白色固体粉末，试验时可直接加入，也可溶解后加入。直接加入，二乙酰二肟会浮在液体表面，需加强搅拌；溶解后加入，会很快分散到体系中。

二乙酰二肟加入量为理论量的2.3倍，温度60 ℃，反应时间0.5 h，二乙酰二肟加入方式对钯沉淀率的影响试验结果见表2。

表2 二乙酰二肟加入方式对钯沉淀率的影响

由表2看出：二乙酰二肟以粉末状直接加入，钯沉淀率较低，为85.56%；用10 mL水分散后加入，钯沉淀率升至90.20%；而用10 mL乙醇搅拌溶解分散后加入，钯沉淀率升至92.74%。粉末在液体中受动力学因素和结团因素限制，用乙醇溶解分散后加入到体系中，会很快与Pb结合且反应更充分，有利于提高钯沉淀率。实际生产中，也可采用外加机械搅拌方式代替预分散溶解。