稀有金属 2005,(03),381-384 DOI:10.13373/j.cnki.cjrm.2005.03.026
MSO萃取分离铂铱的工艺研究
朱萍 古国榜 黄燕飞 姚文学
同济大学环境科学与工程学院,上海大学环境与化学工程学院,华南理工大学应用化学系,国内贸易部再生利用研究所,国内贸易部再生利用研究所 上海200092 ,上海200072 ,广东广州510640 ,江苏徐州221006 ,江苏徐州221006
摘 要:
采用一种新的萃取剂MSO对含铂、铱料液进行了萃取分离的工艺研究。首先该料液用FeSO4还原预处理, 之后再加入NaCl饱和, 最后采用30%MSO经三级逆流萃取、一级洗涤、三级错流反萃Pt, 一级再生MSO的流程, 得到Pt的直收率94.1%, 总回收率达到94.5%, 铱则留在萃余液中, 实现了两种金属的有效分离。
关键词:
萃取 ;铂 ;铱 ;
中图分类号: TF833
作者简介: 朱萍通讯联系人 (E mail:xhnzp@staff.shu.edu.cn) ;
收稿日期: 2004-12-25
Process of Extracting and Separating Platinum and Iridium
Abstract:
The process of extracting and separating platinum and iridium was studied with a new extractant-MSO. Firstly, the feed was pretreated with (FeSO4 ) , then, sodium chloride was entered to make the solution saturated. The newsheet of three-stage counter-current extraction, one-stage scrubbing, three-stage cross-current stripping and one-stage regeneration was adopted with 30%MSO. The result is that the direct recovery of Pt reaches 94.1% and sum recovery reaches 94.5%. Iridium is left in the raffinate, so the two metals are separated effectively.
Keyword:
solvent extraction; platinum; iridium;
Received: 2004-12-25
对于铂与其他铂族金属的萃取分离有许多文献
[1 ,2 ,3 ,4 ,5 ]
进行报道, 而其与铱的分离则很少。 这是因为Ir (Ⅳ) 与Pt (Ⅳ) 的配阴离子有相同的萃取行为
[6 ]
, 凡能萃取Pt (Ⅳ) 的萃取剂都能同时萃取Ir (Ⅳ) 。 本文采用一种新的萃取剂MSO, 考察了先将料液中的Ir还原呈Ir (Ⅲ) , 再用MSO选择性萃取Pt的铂、 铱萃取分离研究。
1 实验
1.1 料液和试剂
实验料液主要成分见表1。
表1 实验用料液的主要成分 下载原图
Table 1 Main content of feeds
表1 实验用料液的主要成分
其他试剂均为分析纯。
1.2 实验方法
取一定量的料液于分液漏斗中, 按要求的相比加入有机相, 于室温下采用人工振荡的方式进行混相。 静置分相后, 用WFX-1E3型原子吸收分光光度计分析萃余液中铂铱的浓度, 有机相中的金属浓度用差减法求算。
2 结果与讨论
2.1 错流萃取分离铂、 铱流程
对含铂、 铱料液首先进行预处理, 然后采用错流萃取、 反萃对其进行分离。 根据预备实验的结果, 拟采用如图1的萃取操作流程。
2.2 料液预处理对铂、 铱萃取分离的影响
(1) MSO萃取经FeSO4还原处理的料液1#分离铂、 铱情况:
萃取条件: 七级萃取, 相比O/A=1∶1, 有机相为30%MSO; 一级洗涤, 相比O/A=2∶1, 洗涤液为饱和NaCl+3 mol·L-1 HCl; 三级反萃, 相比O/A=2∶1, 反萃液为0.1 mol·L-1 HCl; 一级再生, 相比O/A=2∶1, 再生液为1 mol·L-1 HCl。 实验结果如表2所示。
从表中数据可知, 七级错流萃取分离, 铂的萃取率99.2%, 铱的萃取率7.3%, 洗涤段把夹带的铱都洗了下来。 三级错流反萃, 铂的反萃率86.6%。 反Pt液中不含铱, 达到了铂、 铱之间分离的目的。 但七级萃取萃余液及反Pt后的贫有机相中Pt的含量偏高, 因此, 又进行了料液2# 的实验。
表 2 料液 1# 萃取分离 Pt, Ir实验数据 下载原图
Table 2 Experimental data of extracting Pt and Ir of feed 1 #
表 2 料液 1# 萃取分离 Pt, Ir实验数据
图1 Pt, Ir萃取分离流程图
Fig.1 Flow chart of extracting and separating platinum and iridium
(2) MSO萃取经FeSO4还原处理, NaCl饱和的料液2#的铂、 铱分离情况:
萃取条件与实验1# 基本相同, 只是没有洗涤段。 实验结果见表3。 从表可知, 料液加入饱和NaCl后, 提高了Pt的萃取率, 降低了萃余液中Pt的含量, 同时Pt的反萃率~100%。 由此可认为, 用MSO可有效的萃取分离铂、 铱的体系。 为此, 用分液漏斗模拟了半工业试验流程, 进行逆流萃取错流反萃的串级试验。
2.3 模拟串级试验
根据以上实验结果, 现拟定如下模拟串级试验流程。
(1) 逆流萃取分离铂、 铱的串级试验工艺流程:
采用如图2的串级试验萃取流程, 循环9次。 五 (四、 三) 级逆流萃取 (根据实验结果对萃取级数进行了调整) 、 一级洗涤、 三级错流反萃Pt, 一级再生有机相流程。 每次进料300 ml, 30% MSO 300 ml。 洗涤剂150 ml (6# , 7# , 8# , 9# 洗涤剂加入量为300 ml) , 反Pt剂150 ml, 再生剂150 ml。 混相2 min。 静置分相8~10 min。 表4中列出了串级试验1# ~9# 的平均实验数据汇总结果。
表3 料液2 # 萃取分离Pt, Ir的实验结果 下载原图
Table 3 Experiment data of extracting Pt and Ir of feed 2 #
表3 料液2 # 萃取分离Pt, Ir的实验结果
图2 萃取分离铂、 铱串级试验流程图
Fig.2 Flow chart of extracting and separating platinum and iridium
表4 模拟串级试验主要数据汇总 下载原图
Table 4 Data collection of simulation experiment
表4 模拟串级试验主要数据汇总
由表中数据可以看出, 铂的萃取率可达99.6%, 反萃率达94.4%。 铱在萃取时有夹带现象, 但经过洗涤可将其与铂分离。
(2) 逆流串级试验物料衡算:
通过以上试验, 对其结果进行Pt, Ir金属平衡核算: 进料: 试验9次, 每次进料300 ml, 料液中含铂7322 mg·L-1 , 铱3221.1 mg·L-1 。
Pt进料量=7322×0.3×9=19770.8 mg; Ir进料量=3221.1×0.3×9=8697 mg; 产出: 萃余液中Pt的平均含量27.9 mg·L-1 , Ir为3188.5 mg·L-1 。 即萃余液中Pt, Ir量为: Pt量=27.9×0.3×9=75.3 mg, Ir量=3188.5×0.3×9=8609 mg。 其他项产出量依上法计算, 结果见表5。
由表可知Pt总回收率达94.5%, 直收率为94.1%, Ir基本上保留在萃余液中。 Pt, Ir得到有效分离。 Pt的收率偏低, 认为可能料液在还原预处理时一部分Pt (Ⅳ) 被还原成Pt (Ⅱ) 而萃取, 造成反萃困难而滞留在有机相中。 萃余液中的Ir可通过将其氧化成Ir (Ⅳ) 而萃取。
表5 Pt, Ir金属平衡核算表 下载原图
Table 5 Balance account of platinum and iridium
表5 Pt, Ir金属平衡核算表
3 结 论
1. 铂、 铱料液通过FeSO4 还原, 再加入NaCl饱和预处理后, 经30%MSO萃取, 提高了Pt的萃取率, 使其达到99.7%; 降低了萃余液中Pt含量, 使余液中只有25.3 mg·L-1 Pt, 同时Pt的反萃率~100%。
2. 通过模拟串级试验萃取分离铂、 铱料液, 采用三级逆流萃取、 一级洗涤、 三级错流反萃Pt, 一级再生MSO的流程, 得到Pt的直收率94.1%, 总回收率达到94.5%, 实现了铂铱的分离。
参考文献
[1] Yujiannin, LiuShijie.Solventextractionandseparationofplatinum[J].KuangyeGongcheng/MiningandMetallurgicalEngineering, 1995, 15 (1) :60.
[2] KolekarSS.Selectiveliquid liquidextractionofplatinum (Ⅳ) from ascorbatemediabyN n octylaniline:Itsseparationfromassociatedel ementsandrealsamples[J].SeparationScienceandTechnology, 2003, 38 (11) :2597.
[3] SherikarAV, PhalkePN, DhadkePM.Solventextractionand separationstudiesofplatinumusingbis (2ethylhexyl) hydrogenphosphate[J].BulletinoftheChemicalSocietyofJapan, 1997, 70 (4) :805.
[4] 朱萍, 古国榜, 陈剑波.正丁基苯并噻唑硫醚萃取分离钯、铂的研究[J].稀有金属, 2003, 27 (4) :474.
[5] 李华昌, 周春山, 符斌.铂族金属溶剂萃取分离新进展[J].稀有金属, 2001, 25 (4) :297.
[6] 刘时杰.铂族金属矿冶学[M].北京:冶金工业出版社, 2001.