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一种从银电解液中分离钯的方法.pdf

  • 上传人:g****
  • 文档编号:817922
  • 上传时间:2018-03-13
  • 格式:PDF
  • 页数:6
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  • 摘要
    申请专利号:

    CN201110260270.2

    申请日:

    2011.09.05

    公开号:

    CN102329959A

    公开日:

    2012.01.25

    当前法律状态:

    终止

    有效性:

    无权

    法律详情:

    未缴年费专利权终止IPC(主分类):C22B 3/24申请日:20110905授权公告日:20121226终止日期:20140905|||授权|||实质审查的生效IPC(主分类):C22B 3/24申请日:20110905|||公开

    IPC分类号:

    C22B3/24; C25C1/20; C22B11/00

    主分类号:

    C22B3/24

    申请人:

    中南大学

    发明人:

    吴江华; 杨天足; 刘伟锋; 谢祥林; 张杜超; 李俊

    地址:

    410083 湖南省长沙市岳麓区左家垅麓山南路932号

    优先权:

    专利代理机构:

    中南大学专利中心 43200

    代理人:

    胡燕瑜

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    内容摘要

    本发明涉及一种采用改性聚丙烯腈树脂有效地从银电解液中分离钯,且过程无污染的湿法冶金方法。采用的技术方案是:采用盐酸羟氨溶液对聚丙烯腈树脂进行改性处理,得到新型螯合树脂—偕胺肟聚丙烯腈树脂,采用偕胺肟聚丙烯腈树脂对已初步净化脱除重金属杂质的银电解液进行吸附,使溶液中的钯负载到树脂上,之后采用酸性硫脲溶液进行一次解吸得到含钯解吸液,再采用高浓度盐酸溶液进行二次解吸得到含银解吸液,两次解吸后的树脂重新采用盐酸羟氨溶液进行再生处理之后,返回树脂吸附含钯银电解液。能有效地实现钯与银的分离,吸附后液可以直接返回银电解,操作简单,净化时间短,且贵金属回收率高,实用性强。

    权利要求书

    1: 一种从银电解液中分离钯的方法, 其特征在于包括以下步骤 : A 树脂改性 : 将聚丙烯腈树脂在常温下采用无水乙醇浸泡 12-24h 后与浓度为 100-200g·L-1、 pH=6-8 的盐酸羟氨溶液均匀混合, 控制盐酸羟氨溶液和聚丙烯腈干树脂的体积毫升与质量 克的液固比为 60-100:1, 在 60-100℃的温度下改性处理 5-10h, 得到偕胺肟聚丙烯腈树脂 ; B 树脂吸附 : 采用经改性处理所得到的偕胺肟聚丙烯腈树脂对含 Pd2+ 的银电解液进行吸附, 调节 银电解液的 pH=0-0.5, 控制溶液与偕胺肟聚丙烯腈树脂体积毫升与质量克的液固比为 100-200:1, 吸附温度为 30-80℃, 吸附时间为 30-180min, 所得到的吸附后液可直接返回银 电解工序 ; C 负载树脂的一次解吸 用 5-40 g·L-1 硫脲、 0.1-3 mol·L-1 HNO3 混合溶液在 20-50℃下对负载钯的偕胺肟 聚丙烯腈树脂进行解吸, 控制一次解吸剂与负载树脂体积毫升与质量克的液固比液固比为 100-500:1, 解吸时间为 30-180min ; D 负载树脂的二次解吸 用 5-12 mol·L-1 HCl 溶液在 20-50℃下对负载树脂进行二次解吸, 二次解吸剂与负载 树脂体积毫升与质量克的液固比为 100-500:1, 解吸时间为 30-180min ; E 解吸后树脂的再生 两次解吸后的树脂经水洗呈中性之后重新采用无水乙醇于室温下浸泡 12-24 h 后用 100-200g·L-1 的盐酸羟氨溶液于 60-100℃下活化处理 5-10h, 控制液体积毫升与质量克的 液固比固比为 60-100:1, 活化后的树脂可再次返回树脂吸附过程。

    说明书


    一种从银电解液中分离钯的方法

        【技术领域】
         本发明涉及湿法冶金领域中的贵金属分离, 尤其是有效地从银电解液中分离钯的方法。 背景技术 银的精炼主要采用电解精炼法, 其电解液为硝酸银溶液。 随着电解精炼的进行, 银 2+ 2+ 3+ 3+ 阳极板中的重金属会不断地溶解, 造成 Cu 、 Pb 、 Bi 、 Sb 等离子在银电解液中积累 ; 另一 方面银阳极板中除银以外的贵金属 (如铂、 钯) , 在电解过程中也会部分溶解进入电解液, 使 2+ 2+ 2+ 2+ Pd 、 Pt 在电解液中不断积累, 当银电解液中 Pd 、 Pt 达到一定浓度时会与银一起在阴极 析出, 造成电银质量下降。因此, 银电解精炼的电解液, 除了要除去电解液中的重金属杂质 离子外, 还要分离电解液中除银外的贵金属杂质, 尤其是钯。
         目前, 国内外从银电解液中分离钯的主要方法有四种 : 热分解法, 根据各种金属硝酸盐热分解温度的不同, 采用直接加热浓缩的方法, 控制分 解温度为 250-300℃, 使铜钯等金属的硝酸盐分解形成氧化物, 硝酸银则浓缩成为结晶。分 解结束后加水溶解热分解渣, 使硝酸银溶解进入溶液, 最终得到富集贵金属钯的渣。但是, 热分解过程中会产生大量氮氧化物气体, 易对环境造成污染, 而且热分解法耗费大量水和 能源, 处理周期长。
         逐步沉淀法, 一种是在常温下向银电解液中加入饱和 NaOH 溶液, 控制溶液 pH=3-5 + 使大部分重金属离子以氢氧化物的形式沉淀下来与 Ag 分离, 再向滤液中加入 HCl 使 Ag+ 沉 淀, 滤出 AgCl 后再用 NaOH 溶液调节溶液 pH 值至 7-8 使钯完全沉淀 ; 另一种是先向溶液中 + 加入 HCl 使得 Ag 以 AgCl 形式沉淀并分离, 同时过量的 HCl 与溶液中的 HNO3 形成王水体系 2+ 4+ 将 Pd 氧化成 Pd , 再加 NH4Cl 使钯转化为氯钯酸铵沉淀。逐步沉淀法需要外加很多试剂, 使有价金属逐步分离, 过程繁琐, 成本较高 ; 且氯钯酸铵沉淀法仅适用于 Pd2+ 含量较高的溶 液, 造成钯的直收率不高。
         黄药沉淀法, 根据黄药与贵金属离子生成沉淀的溶度积常数的差异, 在 80-85℃下 向硝酸银电解液中加入适量的丁基黄药, 在 pH=0.5-1 的范围内强烈搅拌使钯沉淀下来。此 沉淀法操作简单, 处理费用低, 但是黄药只在 pH=6.5-7.5 的溶液中稳定, 酸度升高则分解 为二硫化碳和醇, 造成沉钯后的银电解液中含有大量有机杂质, 不能直接返回银电解, 后续 处理过程繁琐。
         活性炭吸附法, 经硝酸氧化处理后的活性炭能选择性优先吸附钯, 当含钯的硝酸 银溶液流过处理后的活性炭柱时, 约 98% 的钯和 15% 左右的银能被吸附到活性炭上。对负 载活性炭, 采用 1:1 的工业硝酸以逆流方式进行解吸, 钯、 银解吸率都能达到 90% 以上, 吸附 后的含银溶液能直接返回银电解工序, 操作方便。但是, 活性炭对钯的饱和吸附容量低, 仅 -1 吸附过程中活性炭需求量大 ; 银钯同时吸附解吸, 并未实现彻底分离 ; 而且吸 为 23mg·g , 附所用的活性炭需要用高浓度硝酸进行氧化处理, 解吸也要采用浓度较高的硝酸溶液, 容 易释放氮氧化物气体, 造成环境污染。 此外, 还有采用硫脲活化处理后的活性炭从银电解液
         中吸附分离金属钯, 其饱和吸附容量可达到 50-70 mg·g-1, 但吸附过程中容易使硫脲进入 银电解液, 使得吸附钯之后的电解液不能直接返回银电解。
         上述方法均能一定程度的从银电解液中分离出铂族金属钯, 但分离过程不够彻 底, 分离之后的含银溶液不能直接返回银电解工序, 使得后续处理工序繁琐。 发明内容
         发明内容 本发明提供一种采用改性聚丙烯腈树脂有效地从银电解液中分离钯, 且过程无污染的 湿法冶金方法。 采用的技术方案是 : 采用盐酸羟氨溶液对聚丙烯腈树脂进行改性处理, 得到 新型螯合树脂—偕胺肟聚丙烯腈树脂, 采用偕胺肟聚丙烯腈树脂对已初步净化脱除重金属 杂质的银电解液进行吸附, 使溶液中的钯负载到树脂上, 之后采用酸性硫脲溶液进行一次 解吸得到含钯解吸液, 再采用高浓度盐酸溶液进行二次解吸得到含银解吸液, 两次解吸后 的树脂重新采用盐酸羟氨溶液进行再生处理之后, 返回树脂吸附含钯银电解液。
         具体的工艺过程与技术参数如下 : 1 树脂改性 : 将聚丙烯腈树脂在常温下采用无水乙醇浸泡 12-24h 后与浓度为 100-200g·L-1、 pH=6-8 的盐酸羟氨溶液均匀混合, 控制盐酸羟氨溶液和聚丙烯腈干树脂的液固比 (ml/g) 为 60-100:1, 在 60-100℃的温度下改性处理 5-10h, 得到偕胺肟聚丙烯腈树脂。
         2 树脂吸附 : 采用经改性处理所得到的偕胺肟聚丙烯腈树脂对含 Pd2+ 的银电解液进行吸附。 调节银 电解液的 pH=0-0.5, 控制溶液与偕胺肟聚丙烯腈树脂的液固比 (ml/g) 为 100-200:1, 吸附 温度为 30-80℃, 吸附时间为 30-180min, 所得到的吸附后液可直接返回银电解工序。
         3 负载树脂的一次解吸 : 用 5-40 g·L-1 硫脲、 0.1-3 mol·L-1 HNO3 混合溶液在 20-50℃下对负载钯的偕胺肟聚 丙烯腈树脂进行解吸, 控制一次解吸剂与负载树脂的液固比 (ml/g) 为 100-500:1, 解吸时 间为 30-180min。
         4 负载树脂的二次解吸 : 用 5-12 mol·L-1 HCl 溶液在 20-50℃下对负载树脂进行二次解吸, 二次解吸剂与负载 树脂的液固比 (ml/g) 为 100-500:1, 解吸时间为 30-180min。
         5 解吸后树脂的再生 : 两次解吸后的树脂经水洗呈中性之后重新采用无水乙醇于室温下浸泡 12-24 h 后 用 100-200g·L-1 的盐酸羟氨溶液于 60-100 ℃下活化处理 5-10h, 控制液固比 (ml/g) 为 60-100:1, 活化后的树脂可再次返回树脂吸附过程。
         本发明中所述的盐酸羟氨、 硫脲、 硝酸和盐酸均为分析纯试剂, 无水乙醇为工业级 试剂, 所用树脂为交联度为 5-20% 的市售聚丙烯腈树脂。
         本发明适合于处理需进行净化的银电解液, 其浓度范围为 (g· L-1) : Ag 30-100、 Pd 0.10-2.00、 Cu 0.50-5.00, 溶液 pH=0-0.5。
         本发明与现有从银电解液中分离钯的方法相比较, 有以下优点 : 采用树脂改性处理 - 树脂吸附 - 分步解吸 - 树脂再生的方法, 能有效地实现钯与银的分离, 吸附后液可以直接返回银电解, 操作简单, 净化时间短, 且贵金属回收率高, 实用性 强; 过程中不存在硝酸盐的热分解, 减少了传统工艺中氮氧化物的污染问题 ; 树脂经吸附 解吸后能够活化再生, 继续返回吸附操作, 循环利用率高, 无废水排放 ; 工艺对设备要求低, 操作安全, 劳动强度低, 操作环境好。 附图说明
         图1: 本发明的工艺流程示意图。具体实施方式 实施例 市售聚丙烯腈树脂, 交联度为 10% ; 工业级无水乙醇, 其中 CH3CH2OH 含量为 99.7% ; 分析纯盐酸羟氨, 其中 HONH2·HCl 含量为 98.5% ; 分析纯无水碳酸钠, 其中 Na2CO3 含量为 99.8% ; 分析纯硫脲, 其中 CS(NH2)2 含量为 99.0% ; 分析纯硝酸, 其中 HNO3 含量为 65-68% ; 分析纯盐酸, 其中 HCl 含量为 36-38% ; 硝酸银溶液, 其中 Pd 500mg·L-1、 Ag 80g·L-1、 Cu -1 4g·L , pH=0.05。
         10g 聚丙烯腈树脂, 用水润湿后加 100ml 无水乙醇浸泡 24h ; 配制 900ml 175 g· L-1 的盐酸羟氨溶液, 用碳酸钠调节 pH=7, 再加入树脂乙醇混合液 ( 乙醇浸泡液一并加入 ), 在 80℃下改性处理 8h 后取出并洗净, 得到 15.5286g 淡黄色的偕胺肟聚丙烯腈树脂, 相应腈基 转化率高达 88.79%。
         取 25ml 硝酸银溶液与 0.20g 偕胺肟聚丙烯腈树脂充分混合, 于 55℃下振荡吸附 -1 120min 后分离, 所得吸附后液中各离子浓度分别为 (g· L ): Pd 0.092、 Ag 73.78、 Cu 3.65, 相应的 Pd、 Ag、 Cu 的吸附率分别为 : 81.55%、 7.76%、 8.73%。
         对负载钯的偕胺肟聚丙烯腈树脂, 加 50ml 20g·L-1 硫脲、 1.5mol·L-1 HNO3 混 合溶液于 35 ℃下进行振荡解吸, 120min 后分离取一次解吸液, 其中各种离子浓度分别为 -1 (mg·L ) : Pd 192.96、 Ag 304.49、 Cu 11.07, 则相应的 Pd、 Ag、 Cu 的解吸率分别为 : 94.64%、 9.79%、 6.34%。
         进行一次解吸后的树脂, 加 50ml 8mol· L-1 HCl 溶液在 30℃下解吸残余的银和铜, 180min 后得到二次解吸液, 其中各种离子浓度分别为 (mg·L-1) : Ag 2527.91、 Cu 156.16, 则 相应 Ag、 Cu 的解吸率分别为 : 90.11%、 95.49%。
         二 次 解 吸 后 的 树 脂 经 水 洗 至 洗 水 呈 中 性 之 后 重 新 采 用 10ml 无 水 乙 醇 浸 泡 12-24h, 再采用 40ml 200g·L-1 的盐酸羟胺溶液于 80℃下活化处理 6h, 得到 0.1748g 再生 后的偕胺肟聚丙烯腈干树脂。
         0.1784g 再生树脂再次与 20ml 硝酸银溶液均匀混合后, 于 55℃下振荡吸附 120min -1 后分离取吸附后液, 其中各离子浓度分别为 (g·L ) : Pd 0.065、 Ag 73.36、 Cu 3.64, 则活化 树脂对 Pd、 Ag、 Cu 的吸附率分别为 : 87.01%、 8.30%、 9.01%。
        

    关 键  词:
    一种 电解液 分离 方法
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