Оксид палладия восстановление до металла
Аннотация научной статьи по промышленным биотехнологиям, автор научной работы — Левин А.М., Левчук О.М.
Показана возможность электрохимического извлечения палладия из азотнокислых медьсодержащих растворов со степенью его извлечения до 95 %. Установлено, что содержание палладия в катодном осадке при его совместном катодном восстановлении с медью достигает 8,7 масс%.
Похожие темы научных работ по промышленным биотехнологиям , автор научной работы — Левин А.М., Левчук О.М.
Обоснование процесса перехода благородных металлов в раствор при растворении медно-никелевых анодов на основании диаграмм Пурбе
Извлечение ниобия при гидрометаллургической переработкениобий-титановых концентратов из фторидных систем с получением оксида
Текст научной работы на тему «Электрохимическое извлечение палладия из азотнокислых медьсодержащих растворов»
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №2/2016 ISSN 2410-6070
канд. техн. наук, вед. н. с.
О.М.Левчук канд. техн. наук, ст. н. с.
ИМЕТ им. А.А. Байкова РАН г. Москва, Российская Федерация
ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЕ ИЗВЛЕЧЕНИЕ ПАЛЛАДИЯ ИЗ АЗОТНОКИСЛЫХ МЕДЬСОДЕРЖАЩИХ РАСТВОРОВ.
Палладий, электроэкстракция, азотнокислые растворы, отходы электронной техники
Утилизация отходов гидрометаллургических производств, образующихся, в том числе, при переработке лома и отходов электронной техники, содержащих драгоценные и цветные металлы, является серьезной научно-технологической проблемой. Указанные отходы обычно представляют собой сложные многокомпонентные водно-солевые системы с содержанием до 70-90 г/л суммы катионов металлов и их обезвреживание традиционными методами требует не только значительных затрат реагентов, но и предварительного доизвлечения драгоценных металлов [1, 2]. В частности, перед обезвреживанием нитратных растворов, содержащих медь, палладий и цветные металлы, необходимо предварительное извлечение из них палладия и серебра. Одним из перспективных и эффективных способов извлечения ценных компонентов их такого типа растворов является метод электроэкстракции, позволяющий извлекать ценные компоненты без дополнительных затрат реагентики [3, 4].
В работе представлены результаты изучения возможности электрохимического извлечения палладия из комплексных азотнокислых растворов, образующихся при переработке Pd - содержащих лома и отходов электроники. В исследованиях использовали раствор, содержащий, г/л: Pd 0,33, Cu 50, Zn 2,64, Sn 2,5, Pb 0,02, Ni 0,17, HNO3 (свободная) 90,7; Процессы проводили при температуре 20-25оС при анодной и катодной плотностях тока 1-2 А/дм2. В качестве катода использовали титан, анода - платинированный титан.
На рис. 1 А и Б представлены зависимости концентраций (С) и степеней извлечения (п) меди и палладия от времени электроэкстракции .
0,3 0.25 0,2 0,15 0,1 0,05
Рисунок 1 - Зависимость концентрации (А) и степени извлечения (Б) меди (1) и палладия (2) от времени
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №2/2016 ISSN 2410-6070
В процессе электроэкстракции палладий переходит в катодный осадок совместно с медью, степень извлечения Pd составляет 92-95%, при этом содержание металла в катодном осадке достигает 7,9-8,7 масс %.
Примесей других металлов в катодном осадке рентгеноспектральным методом анализа не обнаружено. Замедление процесса после 5-го часа электролиза может быть связано с тем, что накопление свободной азотной кислоты, образующейся в результате анодной реакции, ускоряет обратное растворение све-жевосстановленных на катоде металлов. Дальнейшая переработка катодного осадка с целью извлечения палладия может быть осуществлена известными способами. Список использованной литературы:
1. Брюквин В.А. Комплексная, экологически малоопасная технология извлечения цветных и драгоценных металлов из лома и отходов электронной техники. / Брюквин В.А., Винецкая Т.Н., Левин А. М., Макаренкова Т А. // Металлург, № 5, 1996, с. 13-14.
2. Палант А.А. Современные гидроэлектрохимические технологии комплексной переработки нетрадиционных видов сырья. / Палант А.А., Брюквин В.А., Левин А. М., Петрова В.А. // Сб. научн. тр. «Институту металлургии и материаловедения им. А.А. Байкова 60 лет» . - Отв. ред. Н.П. Лякишев.- М. ЭЛИЗ, 1998. - С.90-101.
3. Brukvin V.A. Complex ecology-safe technology for precious and non-ferrous metals extrac-tion from electronic wastes. / Brukvin V.A., Vinetskaya T.N., Levin A.M. // Rep. of Int. Conf. « Metallurgy, refractories and environment», Kosice, Slovak Rep., May 1997, pp. 179-181.
4. Bryukvin V.A. Efficient processing and utilization of precious metals scrap. / Brukvin V.A., Vinetskaya T.N., Levin A.M. // 2006 TMS Fall Extraction and Processing Division: Sohn Int. Symp. "Sohn International Symposium: Advanced Processing of Metals and Materials - Proceedings of the International Symposium" San Diego, CA, 2006. С. 331-335.
© Левин А.М., Левчук О.М., 2016
К.т.н., доцент ФГБОУ ВПО «ЧГУ им. И.Н. Ульянова»
инженер-конструктор ОАО «НПК «ЭЛАРА» имени Г.А. Ильенко»
г. Чебоксары, Российская Федерация
ГЕНЕРАТОР УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ Аннотация
В работе рассмотрена структурная схема ультразвукового генератора, работающего на магнистострикционный преобразователь, обоснован способ автоподстройки частоты.
Ультразвуковой генератор, теплоэнергетика, магнитострикционный преобразователь, математическая
модель, автоподстройка частоты.
Объектом исследования является устройство ультразвуковой очистки теплообменных аппаратов от отложений и снижения коррозии металлов на внутренней поверхности. Проблема зарастания котлов и теплообменников химическими отложениями неорганического и органического происхождения является одной из наиболее острых проблем в теплоэнергетике. Твердые отложения (накипь) на стенках трубок теплообменного оборудования являются результатом кристаллизации растворенных в подогреваемой воде солей. Встречаются также вещества органического происхождения, особенно когда подогреваемая вода берется из открытых водоемов. Все эти отложения существенно снижают теплоотдачу стенок
Способ получения металлического палладия
Изобретение относится к получению чистого металлического палладия соответствующей химической формы при минимальных потерях на всех стадиях химической переработки. Палладийсодержащий материал обрабатывают раствором царской водки, осаждают палладий в виде соли хлорпалладата обработкой царсководочного раствора хлористым аммонием, полученную пульпу отстаивают, охлаждают, отфильтровывают и обрабатывают осадок на фильтре раствором хлористого аммония. При этом соль хлорпалладата осаждают твердым хлористым аммонием, осадок на фильтре обрабатывают насыщенным солянокислым раствором хлористого аммония, обработанный осадок растворяют в воде, полученный раствор отфильтровывают, нейтрализуют и проводят восстановление палладия до металла солянокислым гидразином при рН2 или муравьиной кислотой при pH6. Металлический палладий отфильтровывают, промывают и сушат при 90 - 100 o С. Способ позволяет выделить палладий в виде чистого металла соответствующей химической формы с минимальными потерями на всех стадиях химической переработки. Предложенное техническое решение обеспечивает выделение 96% палладия-104 со степенью очистки 99,996%, а также 70% палладия природного из возвратных отходов изотопного производства со степенью очистки 99,5% и 93% палладия природного из отработанного алюмопалладиевого катализатора со степенью очистки 99,5%. Способ позволяет использовать стандартное оборудование, доступные реактивы и не требует большого расхода электроэнергии. 2 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к области выделения и очистки палладия, в том числе изотопно-обогащенного, полученного методом электромагнитной сепарации.
Известен гидрометаллургический способ отделения золота, серебра, платины и палладия из содержащего их материала (патент РФ 2096505, МПК 6 С 22 В 11/00), включающий растворение материала, содержащего благородные металлы, в растворе царской водки с последующим отделением окислителя мочевиной или кальцинированной содой и осаждением палладия тиосульфатом натрия.
Недостатком этого способа является то, что предложено выделять палладий в виде практически нерастворимого сульфида палладия. При этом вместе с ним будет осаждаться большое количество примесей, также образующих сульфиды (свинец, медь и т.п.), что потребует сложной переработки полученного концентрата в дальнейшем.
Известен также способ извлечения палладия из азотнокислых растворов, включающий его осаждение полимерной винилпикалиновой кислотой и отделение образовавшегося осадка.
Недостатком этого способа является использование малодоступного реагента, а также сложность дальнейшей переработки полученного осадка.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является способ извлечения платиновых металлов из содержащего их материала (патент РФ 2120485, МПК 6 С 22 В 11/00), включающий обработку исходного сырья раствором царской водки и осаждение платиновых металлов из царсководочного раствора. При этом раствор, содержащий палладий, обрабатывают 10%-ным раствором хлористого аммония с осаждением палладия в виде соли хлорпалладата, полученную пульпу отстаивают, охлаждают и отфильтровывают, осадок на фильтре обрабатывают 5%-ным раствором хлористого аммония, затем обезвоживают его, сушат и прокаливают для получения губчатого палладия, а фильтрат и промывные воды направляют на осаждение оставшегося количества палладия с помощью тиосульфата натрия.
Основным недостатком этого способа при использовании его для получения дорогостоящего палладия, особенно изотопно-обогащенного, является то, что он не обеспечивает выделения палладия без существенных потерь. Экспериментально установлено: 1) При прокаливании соли хлорпалладата часть палладия уносится разлагающимися парами, при этом потери палладия при получении небольших количеств металла (1. 10 г) могут достигать 20%. В этом случае для улавливания палладия необходимо специальное оборудование, что значительно усложняет аппаратурное оформление процесса.
2) При прокаливании палладий частично окисляется до оксида, что требует проведения дополнительных операций по его восстановлению.
3) Фильтрат и промывные воды после получения соли хлорпалладата также требуют длительной последующей переработки, что значительно усложняет процесс получения губчатого палладия.
К недостатку указанного способа следует отнести также то, что использование его не обеспечивает необходимой степени очистки палладия, особенно изотопно-обогащенного, так как объемный осадок хлорпалладата при осаждении захватывает большое количество примесей, остающихся в губчатом палладии после прокаливания.
Техническим результатом изобретения является получение чистого металлического палладия, в том числе изотопно-обогащенного, соответствующей химической формы при минимальных потерях на всех стадиях химической переработки.
Он достигается способом получения металлического палладия, включающим обработку палладийсодержащего материала раствором царской водки, осаждение палладия в виде соли хлорпалладата обработкой царсководочного раствора хлористым аммонием, отстаивание полученной пульпы, ее охлаждение, отфильтровывание и обработку осадка на фильтре раствором хлористого аммония, согласно изобретению соль хлорпалладата осаждают твердым хлористым аммонием, осадок на фильтре обрабатывают насыщенным солянокислым раствором хлористого аммония, обработанный осадок растворяют в воде, полученный раствор отфильтровывают, нейтрализуют и проводят восстановление палладия до металла, а металлический палладий отфильтровывают, промывают и сушат при 90-100 o С. При этом восстановление палладия до металла проводят солянокислым гидразином при рН2, а муравьиной кислотой - при рН6.
Предложенный способ осаждения соли хлорпалладата, обработки ее осадка насыщенным солянокислым раствором хлористого аммония и восстановление палладия из отфильтрованного водного раствора хлорпалладата солянокислым гидразином или муравьиной кислотой позволяют выделить его в виде чистого металла соответствующей химической формы с минимальными потерями на всех стадиях химической переработки.
Проведенный анализ общедоступных источников об уровне техники не позволил выявить техническое решение, тождественное заявленному, на основании чего делается вывод о неизвестности последнего, т.е. соответствии представленного изобретения критерию "новизна".
Сопоставительный анализ заявленного решения с известными техническими решениями позволил выявить, что представленная совокупность отличительных признаков неизвестна для специалиста в данной области и не следует явным образом из известного уровня техники, на основании чего делается вывод о соответствии представленного изобретения критерию "изобретательский уровень".
Предложенный способ получения металлического палладия реализовали следующим образом.
Пример 1 10 г материала, содержащего ~0,688 г палладия и значительное количество примесей, в том числе медь, железо, свинец, олово, алюминий, хром и молибден, растворили в царской водке при нагревании. Раствор охладили и добавили хлористый аммоний в виде твердой соли 1 г NH4Cl на 1 г палладия и избыток NH4Cl - 10 г/л. Полученную пульпу выстояли в течение 5 часов, охладили до 17-18 o С и отфильтровали. Фильтрат проанализировали на содержание палладия. Оно составило 1,04 мг/л. Осадок на фильтре обработали раствором соляной кислоты (2:1), насыщенным хлористым аммонием. Содержание палладия в промывных водах составило 2H42НСl на 1 г палладия и избыток 2 г N2H42НСl на 1 л раствора. Скорректировали рН раствора добавлением аммиака. Раствор с осадком палладия прокипятили до полного осветления раствора. Осадок отфильтровали, промыли горячей водой и просушили при 90-100 o С. Содержание палладия в фильтрате и промывных водах составило
Пример 2 Металлический палладий выделили как в примере 1, но раствор, полученный от растворения хлорпалладата в воде, отфильтровали, нейтрализовали аммиаком до рН 9 и провели восстановление палладия солянокислым гидразином как в примере 1.
Отделение, промывку и сушку полученного металлического палладия провели как в примере 1.
Содержание палладия в фильтрате и промывных водах после осаждения и обработки соли хлорпалладата составило 1,6 мг/л и 0,4 мг/л соответственно. Содержание палладия в фильтрате и промывных водах после восстановления его до металла составило
Пример 3 Металлический палладий получили как в примере 1, но отфильтрованный раствор хлорпалладата нейтрализовали щелочью до рН 6 и провели восстановление палладия муравьиной кислотой, которую добавили из расчета 1,5 мл НСООН на 1 г палладия. Раствор с осадком прокипятили до полного обесцвечивания раствора. Отделение, промывку и сушку полученного металлического палладия провели как в примере 1.
Содержание палладия в фильтрате и промывных водах после осаждения и обработки соли хлорпалладата составило 1,8 мг/л и 0,4 мг/л соответственно. Содержание палладия в фильтрате и промывных водах после восстановления его до металла составило
Полученный металл соответствовал химической форме и не содержал оксида палладия, сумма примесей составила 0,0534%.
Пример 4 Получение металлического палладия провели как в примере 3, но отфильтрованный водный раствор хлорпалладата нейтрализовали щелочью до рН 10. Содержание палладия в фильтрате и промывных водах после осаждения и обработки соли хлорпалладата составило 2,1 мг/л и 0,4 мг/л соответственно. Содержание палладия в фильтрате и промывных водах после восстановления его до металла составило
Полученный металл соответствовал химической форме и не содержал оксида палладия.
Пример 5 Получение металлического палладия провели как в примере 1, но восстановление палладия из отфильтрованного водного раствора соли хлорпалладата провели при рН 1. Содержание палладия в фильтрате и промывных водах после осаждения и обработки соли хлорпалладата составило 1,8 мг/л и 0,4 мг/л соответственно. Содержание палладия в фильтрате и промывных водах после восстановления составило 56 мг/л, содержание суммы примесей в восстановленном палладии - 0,0416%.
Пример 6 Получение металлического палладия провели как в примере 3, но восстановление палладия провели из раствора соли хлорпалладата, нейтрализованного щелочью до рН 5. Содержание палладия в фильтрате и промывных водах после осаждения и обработки соли хлорпалладата составило 1,9 мг/л и 0,4 мг/л соответственно. Содержание палладия в фильтрате и промывных водах после восстановления его до металла составило 64 мг/л, содержание суммы примесей - 0,0541%.
Пример 7 Получение металлического палладия провели по патенту РФ 2120485, МПК 6 С 22 В 11/00, выбранному в качестве наиболее близкого технического решения.
10 г палладийсодержащего материала растворили в царской водке при нагревании. В полученный раствор добавили 10%-ный водный раствор хлористого аммония до видимой полноты осаждения.
Полученную пульпу выстояли в течение 5 часов, охладили до 17-18 o С и отфильтровали. Содержание палладия в фильтрате составило 24,5 мг/л. Осадок на фильтре обработали 5%-ным раствором хлористого аммония. Содержание палладия в промывных водах составило 51,8 мг/л. Обработанный осадок просушили при 90-100 o С и прокалили при 700 o С. Потери палладия при прокаливании составили 13,5%, сумма примесей в полученном губчатом палладии - 0,934%, содержание примеси оксида палладия - 21,8%.
Полученные результаты показали, что при использовании известного технического решения по сравнению с предложенным, значительно увеличились потери палладия на всех стадиях химической переработки и снизилась степень его химической очистки, что особенно недопустимо при получении металлического изотопно-обогащенного палладия. Кроме того, полученный продукт содержал примесь оксида, то есть не соответствовал требуемой химической форме.
Предложенный способ получения металлического палладия был опробован на производстве стабильных изотопов. Он позволил получить 96% палладия-104 со степенью очистки 99,996%, 70% палладия природного из возвратных отходов изотопного производства со степенью очистки 99,5% и 93% палладия природного из отработанного алюмопалладиевого катализатора со степенью очистки 99,5%, что позволило использовать полученный палладий природного состава в качестве рабочего вещества для повторного разделения изотопов палладия.
Разработанный способ позволяет применять стандартное оборудование, дешевые и доступные реактивы, не требует большого расхода электроэнергии. Способ пригоден и с экологической точки зрения, так как образующиеся кислые фильтраты нейтрализуются раствором щелочи или щелочными фильтратами, полученными при восстановлении палладия до металла муравьиной кислотой или солянокислым гидразином.
1. Способ получения металлического палладия, включающий обработку палладийсодержащего материала раствором царской водки, осаждение палладия в виде соли хлорпалладата обработкой царсководочного раствора хлористым аммонием, отстаивание полученной пульпы, ее охлаждение, отфильтровывание и обработку осадка на фильтре раствором хлористого аммония, отличающийся тем, что соль хлорпалладата осаждают твердым хлористым аммонием, осадок на фильтре обрабатывают насыщенным солянокислым раствором хлористого аммония, обработанный осадок растворяют в воде, полученный раствор отфильтровывают, нейтрализуют и проводят восстановление палладия до металла, а металлический палладий отфильтровывают, промывают и сушат при 90-100 o С.
2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что восстановление палладия до металла проводят солянокислым гидразином при pH2.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что восстановление палладия до металла проводят муравьиной кислотой при рН6.
Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано, в частности, на предприятиях черной и цветной металлургии для получения пентаоксида ванадия из технического пентаоксида ванадия, содержащего 50-95% V2О5 и примеси оксидов Fe, Cr, Mn, Al, Si, Mg, Cu и др
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к аффинажу платиновых металлов
Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано при производстве ванадиевой продукции, в частности, при производстве ванадиевых катализаторов
Изобретение относится к способу извлечения молибдена из водных растворов вольфрамата и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также при очистке промышленных и бытовых стоков
Изобретение относится к гидрометаллургии марганца и цветных металлов, в частности к области переработки подводных железомарганцевых руд
Изобретение относится к гидрометаллургии цветных металлов, а именно к способам их осаждения из растворов
Изобретение относится к гидрометаллургии, в частности к способу извлечения осмия из хлоридного раствора, включающему его окисление, продувку воздухом при нагревании и улавливании оксидов осмия в раствор
Изобретение относится к области металлургии и неорганической химии и может быть использовано на химико-металлургических предприятиях черной и цветной металлургии для получения товарной пятиокиси ванадия из промпродуктов и/или технического V2O5
Изобретение относится к области металлургии платиновых металлов, использующей в качестве исходного вторичное техногенное сырье, а именно скрап отработанных автомобильных катализаторов, где платиноиды применяются в виде двойных или тройных систем, например Pt/Rh, Pd/Rh, Pt/Pd/Rh, нанесенных на сотообразные блоки, изготовленные из кордиерита
Изобретение относится к извлечению и избирательной экстракции металлических компонентов, таких как уран, торий, скандий и цирконий, из исходного материала, в состав которого входят эти компоненты
Изобретение относится к технологии радиохимической переработки конструкционных материалов термоядерного реактора
Изобретение относится к технологии переработки титанокальциевого сырья, в частности к разложению сфенового концентрата
Изобретение относится к подготовке железорудных концентратов к металлургическому переделу путем улучшения их качества за счет удаления нежелательных примесей, содержащихся в концентратах, в первую очередь фосфора
Изобретение относится к способу извлечения ценных металлов из металлсодержащих материалов, таких как руды, рудный шлам и шлаки
Изобретение относится к области металлургии благородных металлов и может быть использовано на золотоизвлекательных предприятиях, перерабатывающих сульфидное сырье
Способ переработки гидроксидных осадков аффинажа палладия
Изобретение относится к области металлургии цветных металлов, в частности к аффинажу платиновых металлов.
Гидроксидные осадки аффинажа палладия образуются на стадии растворения технической соли транс-дихлордиамминпалладия в аммиачной воде. Основными компонентами осадков являются сложные гидроксиды железа, меди, теллура, селена и других цветных металлов, а также металлический палладий, платина и их аммиачно-хлоридные комплексные соединения. Палладий является основным полезным компонентом осадков, его содержание составляет (15-20)%. Среди неблагородных металлов основным является железо, преимущественно в форме гидроксида железа (II).
Гидроксидные осадки являются промпродуктом, который не может быть непосредственно из незавершенного производства возвращен на вскрытие хлорированием. Причиной этого является наличие в этом продукте большого количества аммонийных и аммиачных соединений, так как при хлорировании образуются труднорастворимые гидроксидные комплексы платины и палладия.
Известен способ переработки гидроксидных осадков плавкой (Звягинцев О.Е. Аффинаж золота, серебра и металлов платиновой группы. М.: Металлургиздат, 1945, с.158). При восстановительной плавке гидроксидов аммонийные соединения разлагаются, а оксидные формы переходят в элементное металлизированное состояние. Полученный сплав направляется на хлорирование.
Недостатками этого способа являются - частичный перевод платиновых металлов в шлак и футеровку печи (до 15%); - снижение прямого извлечения платины, палладия и золота в цикле аффинажа за счет передачи шлака и футеровки на обогатительный перевод; - практическое отсутствие канала вывода цветных металлов и железа из гидроксидных осадков.
Из того же источника информации (с.140-143. рис.99.) известен способ переработки осадка гидроксидов прокаливанием.
Последний способ-аналог является наиболее близким к заявляемому, т.е. прототипом.
Попытки использования прототипа на аффинажном предприятии не дали требуемого по регламенту результата из-за отсутствия оптимальных режимов и условий прокаливания гидроксидных осадков.
Техническим результатом заявляемого способа является установление оптимальных режимов прокаливания, способствующих повышению прямого извлечения палладия в раствор хлорирования, снижению степени перехода цветных металлов в раствор, уменьшению затрат на переработку гидроксидных осадков.
Реализация технического результата достигается тем, что в известном способе переработки гидроксидных осадков, включающем их прокаливание и последующую обработку для извлечения благородных металлов, прокаливание осадков проводят в стальном противне при температуре 830-870 o С, а обработку ведут путем жидкофазного хлорирования с переводом благородных металлов в раствор.
Сущность способа заключается в том, что при температуре выше 830 o С оксид палладия разлагается до металла, а обратному окислению при остывании огарка препятствует наличие восстановителя, т.е. оксида железа (II) и металлического железа (материала противня), в присутствии которого образование оксида палладия невозможно. В процессе прокаливания отгоняется в газовую фазу до 70% селена.
Основная часть железа из состава гидроксидов в присутствии металлического железа противня переходит в оксид железа (II-III), т.е. в магнетит. Характерной особенностью как природного, так и синтетического магнетита является очень низкая степень вскрытия его в процессе жидкофазного хлорирования. Следовательно, каналом вывода железа из процесса являются нерастворимые остатки (н.о.) хлорирования.
Параметром оптимизации переработки гидроксидных осадков является максимальная степень переведения в раствор при хлорировании платины, палладия, золота и минимальная - железа и цветных металлов.
Примеры осуществления способа по прототипу и предлагаемому регламенту представлены в таблице.
В качестве объекта исследования был использован образец типовых гидроксидных осадков (после высушивания) состава, %: Pt 1,1; Pd 18,9; Rh 0,13; Au 0,4; Ag 0,3; Fe 12,8; Cu 2,1; Se 4,7; Te 4,3; Sb 0,3; Sn 2,1.
Гидроксиды хлорировали (HCl+NaClO3) непосредственно (опыт 1), плавили, затем полученный сплав хлорировали (опыт 2), прокаливали при различных температурах и в различных контейнерах, огарок хлорировали (опыты 3-7).
Из приведенных данных следует, что хлорирование гидроксидов непосредственно обуславливает большой выход нерастворимого остатка и содержание Pt и Pd в нем (более 40%). Извлечение в раствор палладия не превышает 77%, а платины - 23% вследствие образования труднорастворимых солей (NH4)2[MeCl6], где Me - Pt и Pd.
Плавка гидроксидов на сплав более эффективна и позволяет на стадии хлорирования сплава извлечь (96-99)% Pt и Pd. Однако при плавке гидроксидов извлечение Pt и Pd в сплав не превышает 95%, т.е. общее извлечение на уровне (92-94)%. Кроме того, при хлорировании сплава в раствор извлекается (97-99)% цветных металлов, что нежелательно.
Прокаливание гидроксидных осадков при температуре 400 o С (опыт 3) приводит к значительно худшим показателям, чем плавка. Тоже отмечено и при температуре 800 o С. Причиной является окисление палладия с переводом его при хлорировании в нерастворимый оксид.
Прокаливание гидроксидов при температуре 830-870 o С резко улучшает показатели последующего хлорирования, так как при температуре более 830 o С происходит разложение оксида палладия. Извлечение Pt, Pd и Au в раствор составляет 97-98%, a Fe, Se, Sn - 33-50%. Железо и олово переходят в труднорастворимые оксиды, а селен улетучивается.
Прокаливание при температуре 900 o С преимуществ не имеет, но обуславливает технические трудности с выгрузкой огарка, так как происходит его частичное вплавление в материал контейнера.
Прокаливание гидроксидов при оптимальной температуре 830-870 o С в стальном противне предпочтительнее из-за меньшей степени перевода железа в растворы, которая не превышает 20%. Степень же извлечения палладия в раствор при хлорировании огарка максимальная (~99%), так как железо препятствует обратному окислению палладия.
Преимуществами заявленного способа являются - рецикл промпродуктов в технологической схеме аффинажа платины и палладия; - увеличение прямого извлечения палладия в раствор при хлорировании на 15-17%; - уменьшение извлечения в раствор при хлорировании (в 2-3 раза) основных цветных металлов гидроксидных осадков (железа, олова, селена).
Способ переработки гидроксидных осадков аффинажа палладия, включающий прокаливание осадков и последующую их обработку для извлечения благородных металлов, отличающийся тем, что прокаливание осадков проводят в стальном противне при температуре 830-870 o С, а обработку ведут вскрытием путем жидкофазного хлорирования с переводом благородных металлов в раствор.
Особенности обогащения концентратов на основе упорных форм оксида палладия Текст научной статьи по специальности «Химические науки»
Аннотация научной статьи по химическим наукам, автор научной работы — Белоусов О.В., Белоусова Н.В., Борисов Р.В., Зеер Г.М., Гризан Н.В.
В работе изучено поведение платино-палладиевого концентрата в автоклавных условиях. Показано, что при автоклавной обработке в щелочных растворах формиата натрия происходит восстановление устойчивой модификации оксида палладия , что существенно улучшает показатели вскрытия концентрата при гидрохлорировании.
Похожие темы научных работ по химическим наукам , автор научной работы — Белоусов О.В., Белоусова Н.В., Борисов Р.В., Зеер Г.М., Гризан Н.В.
Формирование нанокристаллических фаз палладия и платины на углеродных носителях в автоклавных условиях
Features Refining of Concentrates Based on Resistant Forms of Palladium Oxide
The behavior of platinum-palladiumconcentrate under autoclave conditions is studied. It is shown that duringautoclave treatment in alkaline solutions of sodium formate, a stable modificationof palladium oxide occurs. This process significantly improves the indicatorsof the concentrate break-down during hydrochlorination.
Текст научной работы на тему «Особенности обогащения концентратов на основе упорных форм оксида палладия»
Features Refining of Concentrates Based on Resistant Forms of Palladium Oxide
Oleg V. Belousova, Natalya V. Belousovab, Roman V. Borisovab, Galina M. Zeerb, Natalya V. Grizanb and Anatoliy I. Ryuminb
a Institute of Chemistry and Chemical Technology of the SB RAS FRC "Krasnoyarsk Science Center SB RAS" 50/24 Akademgorodok, Krasnoyarsk, 660036, Russia
bSiberian Federal University 79 Svobodny, Krasnoyarsk, 660041, Russia
Received 18.03.2017, received in revised form 21.10.2017, accepted 13.12.2017
The behavior of platinum-palladiumconcentrate under autoclave conditions is studied. It is shown that duringautoclave treatment in alkaline solutions of sodium formate, a stable modificationof palladium oxide occurs. This process significantly improves the indicatorsof the concentrate breakdown during hydrochlorination.
Особенности обогащения концентратов на основе упорных форм оксида палладия
О.В. Белоусова, Н.В. Белоусова6, Р.В. Борисов"'6, Г.М. Зеер6, Н.В. Гризан6, А.И. Рюмин6
аИнститут химии и химической технологии СО РАН ФИЦ «Красноярский научный центр СО РАН» Россия, 660036, Красноярск, Академгородок, 50/24 бСибирский федеральный университет Россия, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79
В работе изучено поведение платино-палладиевого концентрата в автоклавных условиях. Показано, что при автоклавной обработке в щелочных растворах формиата натрия происходит восстановление устойчивой модификации оксида палладия, что существенно улучшает показатели вскрытия концентрата при гидрохлорировании.
Ключевые слова: оксид палладия, восстановление, платино-палладиевый концентрат, гидротермальные условия.
Металлы платиновой группы характеризуются высоким значением потенциала ионизации, благодаря чему при нормальных условиях они весьма устойчивы к действию различных реагентов, в том числе минеральных кислот. И хотя благородные металлы характеризуются высокими значениями нормального окислительного потенциала, растворение их в кислотах возможно в присутствии окислителей, например кислорода. Наименее устойчивым к действию кислот из платиновых металлов считается палладий. Так, азотная, серная кислоты и особенно царская водка растворяют металлический палладий весьма эффективно 3, в связи с чем в аффинажном производстве при переводе в раствор материалов, содержащих металлический палладий, трудностей не возникает.
Оксид палладия (II), полученный при осаждении из водных растворов, легко растворяется в соляной кислоте:
PdO + 4НС1 = Н^О, + Н20. (1)
Однако в аффинажной практике встречаются концентраты благородных металлов, в которых палладий присутствует в виде оксида палладия, плохо растворимого в хлоридных системах [4]. Даже в царской водке растворимость устойчивой модификацииоксида палладия не превышает 60 %.
В литературе встречаются указания о нахождении оксида палладия (II) в двух формах 6: растворимой и нерастворимой в соляной кислоте. Согласно Г. Реми [5], нерастворимый в кислотах (в том числе в царской водке) оксид палладия (II) получают при нагревании порошка палладия в токе кислорода. По мнению автора работы [5], растворимость оксида палладия обусловлена присутствием в нем воды. При этом содержание Н20 может
варьироваться и вплоть до температуры 500 - 600 °С PdO еще не окончательно теряет воду, хотя при этой температуре начинается его диссоциация. В работе [6] Л.С. Кравчук и др., используя комплекс физико-химических методов (УФ-спектроскопию, РФА и РФЭС), показали, что алюмопалладиевые катализаторы, полученные пропиткой оксида алюминия раствором нитрата палладия с последующей прокалкой на воздухе притемпературе 500 °С, содержат оксид палладия в двух состояниях: фазу PdO, не реагирующую с соляной кислотой, и дисперсный оксид палладия(П), легко вступающий во взаимодействие с HCl.
В платино-палладиевых концентратах содержание устойчивой к кислотному растворению формы PdO достаточно велико, при этом в таких концентратах содержится значительное количество SiO2. Сотрудниками Красноярского завода цветных металлов предложен пиро-металлургический способ переработки [3]. Суть метода заключается в карботермическом восстановлении оксидов палладия, включая его упорную модификацию, до металлического состояния. Кремнезем переводится в шлаковую фазу с последующим отделением тяжелого сплава благородных металлов, содержащего легко вскрываемую гидрохлорированием фазу металлического палладия.
При всей своей эффективности пирометаллургические процессы отличаются высокой энергоемкостью и плохим воздействием на экологию. В связи с этим все большее внимание привлекают гидрометаллургические технологии 10. Среди них особое место занимают автоклавные процессы. В современной гидрометаллургии они относятся к одним из наиболее стремительно развивающихся и приобретают все большее значение при переработке сырья, содержащего цветные металлы, на этапах вскрытия руд, концентрирования и разделения компонентов 9. При этом автоклавные технологии не только дополняют традиционные пирометаллургические процессы, но и успешно конкурируют с ними [10]. Наличие существенных преимуществ автоклавных технологий (экологическая безопасность, эффективное использование реагентов, и т.д.) служит толчком к разработке подходов решения конкретных задач в металлургии благородных металлов [8].
В настоящей работе изучена возможность перевода устойчивой модификации PdO в металлическую форму.
Эксперименты проводили в титановых автоклавах с вкладышами из фторопласта объемом 30-150 см3. Конструкция и методика проведения автоклавных экспериментов детально описана в работах [7, 13].
Содержание элементов в растворах определяли атомно-абсорбционной спектрометрией AAnalyst-400 (PerkinElmer) с электротермическим атомизатором и масс-спектрометрией с индуктивно связанной плазмой ICP-MS 7500a (Agilent, США). Рентгенофазовый анализ образцов проводили с использованием рентгеновского дифрактометра XPERT-PRO (PANalytical, Нидерланды) c излучением Cu-Ka (X = 0,15406 нм) в интервале углов 20 от 30 до 130°. Микроскопические исследования осуществляли с использованием сканирующего электронного микроскопа JSM 7001F (JEOL, Япония) с системой энергодисперсионного анализа.
В качестве объекта исследования использовали устойчивую модификацию оксида палладия, полученную по заимствованной в работе [5] методике. Согласно рентгенографическим данным (рис. 1), других фаз, кроме PdO, зафиксировано не было. Уширение дифракционных линий свидетельствует о хорошей кристаллизации материала. Вычисленная по уравнению BET площадь поверхности составляет 2,7 м2/г. Приведенные сведения подтверждаются электронно-микроскопическими исследованиями, представленными на рис. 2.
Поскольку в литературе отмечено [4], что наличие кремнезема осложняет аффинаж платиновых металлов, в качестве модельного материала использовали эквимольную смесь кремнезе-
Рис. 1. Рентгеногра мма исходного оксида палладия Fig. 1. X-ray diffraction pattern of the initial palladium oxide
Рис. 2. Фрагмент электронно-микроскопического изображения исходного оксида палладия Fig. 2. Fragment ofthe electron microscopic image of the initial palladium oxide
Таблица 1. Содержание элементов платино-палладиевого концентрата (КПП)
Table 1. The content of elements of platinum-palladium concentrate
Благородные металлы, мас. %
Pt Pd Rh Ir Ru Au Ag
4.65 21.6 0.15 0.035 0.07 0.83 1.75
Неблагородные элементы, мас. %
Te As Cu Fe Ni Pb Sb Se
0.91 0.48 0.78 1.25 1.47 1.22 0.14 2.28
ма и оксида палладия. Данный образец готовили следующим образом: навеску мезопористого силикатного материала МСМ-41 (681 м2/г), синтезированного по методике [14], пропитывали рассчитанным количеством водного раствора нитрата палладия, образец высушивали и прокаливали при температуре 600 °С в атмосфере воздуха [5]. Согласно данным рентгенофазового анализа, регистрируется только фаза оксида палладия. При этом дифракционные линии PdO по сравнению с первым образцом существенно уширены, что может свидетельствовать о меньших, чем в предыдущем случае, размерах кристаллитов оксида палладия. Удельная площадь поверхности материала составила 370 м2/г.
Кроме того, использовали типовой платино-палладиевый концентрат (КПП), химический состав которого приведен в табл. 1.
Результаты и их обсуждение
Восстановление оксида палладия и растворение кремнезема проводили в 3 Мрастворах №ОН c добавкой формиата натрия (в 1,5-кратном избытке от стехиометрии реакции 1) при повышенных температурах.
PdO + HCOONa = Pd + NaOH + CO2. (2)
Через 2 ч взаимодействия при температуре 180 °С устойчивой модификации оксида палладия со щелочным раствором формиата натрия отделение твердой фазы от раствора легко реализуется декантацией; это не удивительно, поскольку площадь поверхности осадка, рассчитанного по уравнению BET, составляет не более 0,1 м2/г. При этом в растворе палладий не обнаружен, а осадок однофазен и, согласно рентгенографическим данным (рис. 3), представляет собой Pd (0).
Масса палладия соответствует загружаемому количеству исходного вещества, т.е. при этих условиях происходит количественное восстановление оксида палладия.
Исследование процессов восстановления оксида палладия на фоне кремнезема представляет значительный интерес с точки зрения аффинажного производства, так как его количество в платино-палладиевых концентратах может составлять более 50 %. В табл. 2 сведены результаты взаимодействия смеси PdO - SiO2 со щелочным раствором формиата натрия. Уже через 30 мин контакта эквимольной смеси кремнезема и устойчивой модификации оксида палладия со щелочным раствором формиата натрия при температуре 130 °С происходит полное раство-
I,% 80 60 40 20 0
Рис. 3. Рентгенограмма продукта восстановления оксида палладия Fig. 3. X-ray diffraction pattern ofthe palladium oxide reduction product
Таблица 2. Результаты взаимодействия смеси PdO - SiO2, в 3М растворе №OH c 1,5-кратным избытком формиата натрия
Table 2. The results of the interaction of the PdO-SiO2 mixture in a 3M NaOH solution with a 1.5-fold excess of sodium formate
№ Время, мин % восстановления PdO S^e, м2/г
рение высокодисперсной фазы SiO2 и восстановление около 96 % оксида палладия. Отделение осадка несколько затруднено, поскольку величина площади поверхности составляет 19 м2/г. Увеличение времени автоклавирования приводит к уменьшению площади поверхности и, как следствие, к улучшению разделения жидкой и твердой фаз. Глубина восстановления при авто-клавировании в течение 120 мин составила 99 %.
Согласно представленным в табл. 2 данным, при 180 °С с увеличением времени закономерно растет глубина взаимодействия. Устойчивая модификация оксида палладия количественно восстанавливается до металлического состояния в течение 120 мин. Кроме того, улучшаются показатели отделения палладия (0) от раствора.
Исследование поведения типового платино-палладиевого концентрата изучали при соотношении т:ж = 1:4, близкому к технологически рациональному. Установлено, что при температуре 180 °С в 20%-м растворе №ОН с добавкой формиата натрия происходит уменьшение
массы твердой фазы на 37 - 40 %, главным образом, за счет растворения кремнезема. Из других примесных элементов в раствор переходят до 70 % мышьяка, 30 % сурьмы и по 10 % теллура, олова и свинца (от их исходного количества). При этом содержание БМ в растворе не превышает предела обнаружения методом АЭС ИСП. На фоне сложного состава идентифицировать изменение фазового состава достаточно проблематично. Гидрохлорирование исходного платино-палладиевого концентрата позволяет вскрыть порядка 80 % платины и 59 % палладия. Вскрытие осадков после автоклавной обработки существенно улучшает эти показатели: так, платины выщелачивается не менее 98 %, а палладия - свыше 80 %. Повышение концентрации формиата натрия приводит к количественному восстановлению оксида палладия, предотвращению растворения благородных металлов, но при этом существенно снижается растворение примесных элементов.
1. Показано, что в автоклавных условиях в щелочных средах формиат натрия эффективно восстанавливает устойчивую форму оксида палладия.
2. С ростом температуры увеличивается скорость восстановления и улучшаются показатели отделения твердой фазы от раствора.
3. Автоклавная щелочная обработка способствует уменьшению массы концентрата до 40 % с переходом в раствор основного количества кремнезема, мышьяка и до 30 % - Te, Se, Sn, Sb, Pb. При этом в растворе практически отсутствуют БМ. Дополнительным преимуществом щелочной обработки в присутствии формиата натрия является восстановление оксида палладия, что обеспечивает существенное улучшение показателей вскрытия концентрата при гидрохлорировании.
1. Бимиш Ф. Аналитическая химия благородных металлов. Ч. 1. М.: Мир, 1969. 298 с. [Bimish F. Analytical chemistry of precious metals. Part 1. M., Mir, 1969. 298 p. (In Russ.)]
2. Гинзбург С. И. и др. Аналитическая химия платиновых металлов. М., Наука, 1972. 617с. [Ginzburg S.I. et al. Analytical chemistry of platinum metals. M., Nauka, 1972. 617 p. (In Russ.)]
3. Патент 2180008РФ Ефимов В.Н., Короленко В.В., Шамов В.Н., Шульгин Д.Р., Москалев А.В., Ельцин С.И., Шпагин А.М. Способ переработки концентрата благородных металлов. Опубл. 27.02.2002 [Patent 2180008 RU Efimov V.N., Korolenko V.V., Shamov V.N., Shulgin D.R., Moskalev A.V., Eltsin S.I., Shpagin A.M.Method for processing precious metal concentrate. Publ. Date 27.02.2002 (In Russ.)]
4. Сидоренко Ю.А., Ефимов В.Н. Основные направления совершенствования и развития пирометаллургического обогащения в АО «Красцветмет», Цветные металлы.1996.(5), С. 73-77. [Sidorenko Yu.A., Efimov V.N. The basic directions of perfection and development of pyrometallurgical enrichment in "Krastsvetmet", Non-ferrous metals 1996. (5), P. 73-77. (In Russ.)]
5. Реми Г. Курс неорганической химии. Т.2. М., Мир, 1966. 838 c. [Remi G. Inorganic chemistry. Part.2. M., Mir, 1966. 838 p. (In Russ)].
8. Белоусов О. В., Дорохова Л.И., Чмышкова Т.И., Жижаев А.М. Автоклавное окислительное вскрытие геологических проб золотосодержащих руд, Цветные металлы 2005.(3), С. 1315. [Belousov O.V., Dorokhova L.I., Chmykova T.I., Zhizhaev A.M. Autoclave oxidative opening of geological samples of gold-bearing ores, Non-ferrous metals 2005. 3. P. 13-15. (In Russ)]
9. Набойченко С. С. Перспективность применения автоклавных процессов в производстве меди и цинка на Урале, Цветные металлы 2015. (11), С. 20-24 DOI: 10.17580/tsm.2015.11.03 [Naboichenko S.S. Prospectivity of application of autoclave processes in the production of copper and zinc in the Urals, Non-ferrous metals. 2015 (11), P. 20-24 (In Russ)]
10. Тимошенко Э.М., Корсунский В.И., Кубасов В.Л. Автоклавные методы в цветной металлургии и их возможности, Цветные металлы 1996. (4), С. 16-18. [Timoshenko E.M., Korsunsky V.I., Kubasov V.L. Autoclave methods in nonferrous metallurgy and their possibilities, Non-ferrous metals 1996. (4), P. 16-18. (In Russ)]
12. Fesik E.V., Buslayeva T.M., Mel'nikova T.I. Reaction of [Pt(NH3)4]Cl2H2O with (NH4)6Mo7O24 4H2O in an aqueous alkaline solution at 190°C (autoclaving conditions), Russ. J. of General Chemistry 2017. 87(2), P. 159-162. DOI: 10.1134/S1070363217020013
13. Belousov O.V., Belousova N.V., Sirotina A.V., Solovyov, L. A., Zhyzhaev, A. M., Zharkov, S. M., Mikhlin, Y. L.Formation of Bimetallic Au-Pd and Au-Pt Nanoparticles under Hydrothermal Conditions and Microwave Irradiation, Langmuir, 2011. 27(18), P. 11697-11703. DOI: 10.1021/ la202686x
14. Solovyov, L. A., Belousov, O. V., Dinnebier, R. E., Shmakov, A. N., Kirik, S. D.X-ray Diffraction Structure Analysis of MCM-48 Mesoporous Silica, J. of Phys. Chem. B. 2005. 109(8), P. 3233-3237. DOI: 10.1021/jp0482868
Способ получения металлического палладия относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использован для получения палладия в виде металла. Палладий в виде соли растворяют, а затем восстанавливают до металла муравьиной кислотой. Техническим результатом является предотвращение самопроизвольного вспенивания пульпы в процессе восстановления и образования «зеркала» за счет восстановления палладия на стенках реакционного оборудования. Для этого растворение соли палладия проводят в растворе гидроксида натрия с концентрацией 80-150 г/л, полученный раствор прогревают в течение 0,5-1,5 часов. Металлический палладий отделяют фильтрацией, промывают и проводят термическую обработку. 1 табл., 2 пр.
Способ относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использован для получения палладия в виде металла.
Известен способ восстановления палладия муравьиной кислотой, по которому к соли палладия прибавляют муравьиную кислоту, добавляют ацетат натрия до щелочной реакции по метилоранжу и прогревают раствор на водяной бане до полной коагуляции осадка (С.И. Гинзбург и др. изд-во. «Аналитическая химия платиновых металлов». "Наука", М., 1972, с. 203).
Недостатком способа является необходимость использования дополнительного дорогостоящего реагента - ацетата натрия, что увеличивает затраты на процесс.
Известен способ получения металлического палладия, включающий восстановление палладия из кислого или щелочного раствора, содержащего хлор-ионы и формиат-ионы стадийно, не менее чем в две стадии, причем каждую последующую стадию начинают после завершения восстановления на предыдущей стадии путем введения в пульпу соли палладия формиат-ионов (Ю.Н. Назаров, Н.В. Туляков, В.П. Горбатенко и др. Патент РФ №2154685 от 20.08.2000).
Недостатком способа является многостадийность процесса, которая приводит к задалживанию драгоценного металла в производственном цикле.
Известен способ осаждения палладия из растворов его хлоридов муравьиной кислотой при рН 4 в течение 2 часов. (М.А. Меретуков, A.M. Орлов. «Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт». М., Металлургия, 1991, с. 251).
Недостатком способа является неполнота осаждения палладия, а также самопроизвольное вспенивание пульпы в процессе восстановления и образование «зеркала» за счет восстановления палладия на стенках реакционного оборудования.
Известен способ получения металлического палладия, включающий растворение палладийсодержащего материала, осаждение палладия из раствора в виде соли, отделение осадка соли палладия фильтрацией и его отмывку, растворение соли в воде, восстановление палладия до металла муравьиной кислотой при рН не менее 6 ед., отделение металлического палладия фильтрацией, его промывку и сушку (Л.А. Поляков, А.Н. Татаринов, Ю.А. Монастырев и др. Патент РФ №2210609 от 20.08.2003).
Недостатком является самопроизвольное вспенивание пульпы в процессе восстановления и образование «зеркала» за счет восстановления палладия на стенках реакционного оборудования.
Данный способ является наиболее близким по технической сущности к заявляемому и принят в качестве прототипа.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предполагаемое изобретение является устранение указанных недостатков.
Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе получения металлического палладия, включающем осаждение палладия из раствора в виде соли, отделение осадка соли палладия фильтрацией и его отмывку, растворение соли, восстановление палладия до металла муравьиной кислотой при рН не менее 6 ед., отделение металлического палладия фильтрацией, его промывку и термическую обработку - растворение соли палладия проводят в растворе гидроксида натрия с концентрацией 80-150 г/л, а полученный раствор прогревают в течение 0.5-1.5 часов.
Сущность способа заключается в следующем.
Процесс восстановления палладия муравьиной кислотой при проведении в нейтральных и слабощелочных средах сопровождаются бурной реакцией с получением мелкодисперсных порошков, образующих тонкие пленки («зеркало») на стенках реакционных аппаратов.
По предлагаемому способу соль дихлордиаммин палладия растворяют в растворе гидроксида натрия:
Опытным путем установлено, что оптимальной концентрацией гидроксида натрия в растворе, обеспечивающей полноту растворения соли палладия и спокойное протекание реакции его последующего восстановления, является 80-150 г/л. При содержании в растворе NaOH менее 80 г/л не достигается полнота растворения соли дихлордиаммин палладия и при введении в пульпу муравьиной кислоты наблюдается резкое вспенивание. Подщелачивание до концентрации более 150 г/л не улучшает показатели перехода в раствор палладия, но ведет к не производительному расходу реагента.
При прогреве полученного раствора палладий частично выпадает в осадок его гидроксида по реакции (2), который при дальнейшей обработке муравьиной кислотой восстанавливается до металла по реакции (3) и образует центры кристаллизации для роста частиц порошка.
Экспериментально было определено, что оптимальной продолжительностью прогрева является интервал от 0.5 до 1.5 часов. Меньшее время прогрева не обеспечивает достаточного укрупнения осадков и не предотвращает восстановление палладия на стенках реакционного оборудования с образованием «зеркала». Более длительный прогрев способствует образованию крупных частиц гидроксидов, которые препятствуют полноте протекания реакции (3).
Ниже приведен пример осуществления способа.
Пример 1 (по прототипному способу). Соль дихлордиамминпалладия массой 100 г с содержанием палладия 35,4% поместили в стеклянный стакан, объемом 1 л, распульповали в воде и обработали раствором гидроксида натрия до значения рН=8.5. Пульпу отфильтровали. Раствор обработали восстановителем - муравьиной кислотой. После перемешивания пульпы осадок отделили фильтрацией и после промывки водой прокалили с получением металла, который проанализировали на наличие примесей по ГОСТ №31291-2005. Наличие «зеркала» на стенках стакана и увеличение объема пульпы при восстановлении определяли визуально. Результаты в таблице 1.
Пример 2. Соль дихлордиамминпалладия массой 100 г с содержанием палладия 35,4%, поместили в стеклянный стакан, объемом 1 л, распульповали в растворе гидроксида натрия заданной концентрации. Раствор прогрели в течение заданного времени, а затем обработали восстановителем - муравьиной кислотой. После перемешивания пульпы осадок отделили фильтрацией и после промывки водой прокалили с получением металла. Полученный палладий проанализировали на наличие примесей по ГОСТ №31291-2005. Наличие «зеркала» на стенках стакана и увеличение объема пульпы при восстановлении определяли визуально. Результаты представлены в таблице 1.
Как показано в приведенной таблице, использование заявляемого способа позволяет избежать самопроизвольного вспенивания пульпы в процессе восстановления и образования «зеркала» за счет восстановления палладия на стенках реакционного оборудования, при этом качество палладия соответствует ГОСТу №31291-2005.
Способ получения металлического палладия, включающий осаждение палладия из раствора в виде соли, отделение осадка соли палладия фильтрацией и его отмывку, растворение соли, восстановление палладия до металла муравьиной кислотой при рН не менее 6, отделение металлического палладия фильтрацией, его промывку и термическую обработку, отличающийся тем, что растворение соли палладия проводят в растворе гидроксида натрия с концентрацией 80-150 г/л и полученный раствор прогревают в течение 0,5-1,5 часов.
Предложен способ экстракции и выделения, включающий стадию контактирования органической фазы, содержащей в качестве экстрагента диалкилдигликольамидокислоту с общей формулой R1R2NCOCH2OCH2COOH, с водной фазой, содержащей скандий и цирконий и/или гафний, с целью экстракции циркония и/или гафния в органическую фазу.
Изобретение относится к области цветной металлургии и может быть использовано для селективного извлечения никеля и кобальта из сульфатных растворов кучного выщелачивания окисленных никелевых руд.
Изобретение относится к способу селективного и экологически чистого совместного извлечения свинца и серебра в качестве концентрата из отходов гидрометаллургического производства.
Изобретение относится к способу удаления натрия из технологического потока гидрометаллургического процесса, содержащего хлорид аммония, хлорид никеля, хлорид меди, хлорид кобальта и/или хлорид магния.
Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, а конкретно к способам переработки висмутсодержащих материалов с получением висмута нитрата основного. Получение висмута нитрата основного проводят путем обработки висмутсодержащего материала азотной кислотой.
Изобретение относится к способам регенерации свободного цианида из вод, содержащих тиоцианаты, цианиды и тяжелые металлы. Способ регенерации свободного цианида из вод, содержащих тиоцианаты и тяжелые металлы, включает селективное окисление в кислых средах, улавливание синильной кислоты из отходящих газов в щелочной поглотитель, подщелачивание вод после их окислительной обработки.
Способ получения низкокремнистого высокочистого пентоксида ванадия (V2O5) из смешанного раствора, содержащего ванадий, хром и кремний. Способ включает следующие стадии: во-первых, из раствора, содержащего ванадий, хром и кремний, с помощью соли амфотерного металла и/или соли щелочного металла удаляют кремний, затем удаляют другие примеси посредством регулирования величины pH и осуществляют разделение твердого вещества и жидкости.
Изобретение относится к области гидрометаллургии и может быть использовано для получения уранового концентрата в технологии природного урана. Способ получения уранового концентрата из нитратно-сульфатного десорбата, образующегося в результате десорбции урана из насыщенного анионита подкисленными растворами аммиачной селитры, заключается в осаждении концентрата путем нейтрализации одностадийной обработкой десорбата аммиаком при постоянном значении рН 6,7-7,5.
Изобретение относится к способам обработки материалов промышленных отходов, а именно к способам обработки летучей золы. Способ включает выщелачивание летучей золы с использованием HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, ионы железа и твердое вещество, и отделение указанного твердого вещества от продукта выщелачивания.
Изобретение относится к гидрометаллургии и технологии редких элементов и может быть использовано при переработке циркониевых концентратов и цирконийсодержащего сырья и полупродуктов, в том числе отходов глиноземного производства.
Способ переработки золотосеребряных сплавов с получением золота относится к гидрометаллургии благородных металлов и может быть использован при переработке золотосеребряных сплавов.
Изобретение относится к способу переработки шлама доменной печи, содержащего железо и 4,5 – 12 мас.% цинка. Этот способ включает стадию выщелачивания, на которой выщелачивающие агенты включают хлористоводородную кислоту и хлорат, и значение рН фильтрата, непосредственно полученного в результате этой стадии выщелачивания, устанавливается строго ниже 1,5.
Изобретение относится к гидрометаллургической переработке рудных концентратов, преимущественно колумбитового или колумбито-танталитового концентрата. Способ разделения соединений ниобия и тантала включает коллективную экстракцию октанолом-1 ниобия и тантала из кислых сульфатно-фторидных растворов и добавку в полученный после экстракции раствор серной и плавиковой кислот.
Изобретение относится к обработке фосфатного концентрата редкоземельных элементов (РЗЭ), получаемого при комплексной переработке апатита, и может быть использовано в химической промышленности для получения нерадиоактивных карбонатного или гидроксидного концентратов РЗЭ.
Изобретение относится к технологии получения оксида магния из магнийсодержащего минерального сырья. Способ получения оксида магния из отходов серпентинитовой руды включает подготовку отходов серпентинитовой руды, мокрую магнитную сепарацию для отделения магнийсодержащей суспензии от магнетита, выщелачивание с помощью минеральной кислоты, карбонизацию и отжиг.
Изобретение относится к гидрометаллургической переработке золотосодержащих упорных материалов. Способ основан на использовании слабокислых растворов азотной кислоты и заключается в интенсификации процесса гидрометаллургического извлечения золота путем совокупного использования озона на операции окисления и бинарной комплексообразующей системы, состоящей из аминокислоты и тиокарбамида, на операции выщелачивания.
Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к переработке сульфидных концентратов, содержащих благородные металлы. Проводят гидрохимическую доводку сульфидного концентрата в растворе азотной кислоты с отделением раствора-маточника.
Изобретение относится к извлечению редкоземельных металлов из сырьевых материалов, содержащих эти элементы. Селективное извлечение осуществляют из насыщенных маточных растворов в виде оксалатов РЗЭ.
Изобретение относится к металлургии и может быть применено для комплексной переработки пиритсодержащего сырья. Осуществляют безокислительный обжиг, обработку огарка с растворением железа, цветных металлов, серебра и золота и получение их концентратов.
Изобретение относится к процессам разделения металлов, в частности разделения драгоценных металлов, таких как платина и палладий, жидкостной экстракцией. В изобретении также предлагаются новые смеси для жидкостной экстракции.
Читайте также: