| початок розділу
Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві |
хитрощі майстру
електроніка фізика технології винаходи |
таємниці космосу
таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |
  |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => |
На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2271399
СПОСІБ вилуговування паладію з шламів
Ім'я винахідника: Татаринов Олексій Миколайович (RU); Поляков Леонід Олексійович (RU); Смирнов Олексій Леонідович (RU); Ричков Володимир Миколайович (RU); Монастирьов Юрій Олександрович (RU); Конопліна Луїза Яківна
Ім'я патентовласника: Федеральне державне унітарне підприємство "Комбінат" Електрохімпрібор "
Адреса для листування: 624200, Свердловська обл., М Лісовий, ФГУП "Комбінат" Електрохімпрібор ", патентна служба
Дата початку дії патенту: 2004.08.10
Винахід відноситься до області переробки оборотних продуктів, що містять паладій у вигляді металевої, оксидної і метал-оксидної форм, і може бути використано у виробництві стабільних ізотопів при переробці вузлів камер уловлювання магнітних сепараторів і в металургії паладію при переробці руд і концентратів, що містять окислений і самородний паладій, і в технології утилізації палладийсодержащих каталізаторів, а й в аналітичній та препаративної хімії. Вилуговування паладію з шламів, що містять паладій у вигляді металевої, оксидної і метал-оксидної форм, проводять розчинами азотної кислоти в присутності нітрату амонію в присутності слабоосновних аніоніта епоксіполіамінного типу АН-31 з концентрацією азотної кислоти в витравлюють розчину 120-190 г / л і нітрату амонію 160-240 г / л, з подальшим відділенням смоли від пульпи, промиванням аніоніти водою від маточного розчину і десорбцією паладію з аніоніти. Технічним результатом є те, що істотно підвищується ступінь вилуговування паладію з шламів за одну стадію; отримують чисті розчини паладію при його десорбції з аніоніти; скорочується число операцій подальшої технології переробки розчинів з метою отримання паладію або його сполук, що в свою чергу призводить до скорочення витрат реагентів, числа одиниць обладнання та скорочення робочого часу на обслуговування переділу отримання паладію.
ОПИС ВИНАХОДИ
Спосіб вилуговування паладію з шламів відноситься до області переробки оборотних продуктів, що містять паладій у вигляді металевої, оксидної і метал-оксидної форм, і може бути використаний у виробництві стабільних ізотопів при переробці вузлів камер уловлювання магнітних сепараторів і в металургії паладію при переробці руд і концентратів, містять окислений і самородний паладій, і в технології утилізації палладийсодержащих каталізаторів, а й в аналітичній та препаративної хімії.
Відомий спосіб [RU 2211251 C2 (МПК С 22 В 11/00), опубл. 27.08.2003 р] вилучення металів платинової групи, в тому числі і паладію у вигляді металевої, оксидної і метал-оксидної форм, з анодних шламів, що утворюються при електрорафінування міді. Спосіб включає розчинення шламу в азотній кислоті, потенціостатичні електроліз на пористому електроді з вуглецевого матеріалу і концентрування залишився металу в розчині на твердому екстрагенті з поверненням реекстракт в цикл електролітичного виділення металів. Даний спосіб забезпечує, використовуючи азотну кислоту, високий ступінь вилуговування паладію з анодних шламів електрорафінування міді, повноту подальшого вилучення іонів металу з отриманих розчинів вилуговування і високу ступінь поділу паладію і домішок.
Недоліком відомого способу - прототипу - є те, що метод кислотного вилуговування не забезпечує повного розкриття паладію великого ряду окислених шламів, що призводить до втрати цінного продукту. Повнота розкриття палладийсодержащих продуктів особливо важлива в технології виробництва стабільних ізотопів, так як втрати навіть незначної кількості ізотопообогащенного матеріалу призводять до значного зниження економічної ефективності технології через високу вартість процесу поділу ізотопів. Крім того, даний метод не забезпечує селективного вилуговування металів платинової групи. Отже, для вилучення паладію необхідно проводити додаткові операції підготовки і переробки отриманих розчинів, а це веде до збільшення витрати реагентів і числа операцій, так як будь-який процес вилуговування, як правило, пов'язаний з подальшими операціями фільтрації, промивання осаду від маточного розчину. Це веде не тільки до аппаратурному ускладнення процесу і збільшення тривалості циклу, але і разубожіванія розчинів і втрат цільового компонента.
Технічною задачею винаходу є усунення зазначених недоліків та забезпечити істотне підвищення ступеня вилуговування паладію з шламів за одну стадію. Отримання чистих розчинів паладію при його десорбції з аніоніти, скорочення числа операцій подальшої технології переробки розчинів з метою отримання паладію або його сполук призведе до скорочення витрат реагентів, числа одиниць обладнання та скорочення робочого часу на обслуговування переділу отримання паладію.
Технічний результат досягається шляхом вилуговування паладію з шламів, що містять паладій у вигляді металевої, оксидної і метал-оксидної форм, розчинами азотної кислоти, при цьому вилуговування паладію здійснюють розчинами азотної кислоти (120-190 г / л) з додаванням нітрату амонію (160-240 г / л) в присутності слабоосновних епоксіполіамінного типу аніоніта АН-31 з подальшим відділенням аніоніти від пульпи, промиванням його водою і десорбцією паладію з аніоніти розчином аміаку.
Вибір концентрацій реагентів в розчині і аніоніти для проведення сорбційної вилуговування паладію обумовлений тим, що в цих умовах забезпечується не тільки високий ступінь вилучення паладію з шламів (більше 99%), а й відбувається відділення його від домішок заліза, міді, цинку, нікелю, титану , хрому, марганцю, золота, срібла і т.д. При використанні сорбційної вилуговування паладію відбувається розтин ряду так званих наполегливих шламів, з яких паладій практично не витравлюють розчином азотної кислоти, пропонованими за відомим способом.
Зіставлення ефективності запропонованого і раніше відомого способу - прототипу наведено в прикладах.
Приклад 1. Вилуговування паладію проводили з шламу із середнім вмістом паладію 1%. Експеримент проводили в наступних умовах. Навішування шламу, подрібненого до розміру часток менше 0,1 мм, в кількості 5 г заливалася 100 мл розчину з певною концентрацією реагентів. Паралельно проводили аналогічний експеримент по вилуговування паладію в присутності аніоніти АН-31, який вносився в приготований розчин. Для проведення вилуговування використовувалася фракція смоли з розміром зерен більше 0,5 мм, що забезпечувало в подальшому легке відділення смоли від пульпи. Вилуговування проводили при постійному перемішуванні повітрям протягом 24 годин. Даний спосіб перемішування запобігав механічне пошкодження аніоніта. Після закінчення вилуговування смолу відокремлювали від пульпи на ситі з поліпропілену з розміром осередків 0,3 мм. Смолу промивали 100 мл води. Промивні води об'єднували з пульпою. Далі пульпу піддавали фільтрації. Осад промивали водою до нейтрального значення рН фільтрату. Промивні води об'єднували з маточним розчином. Осад висушували. Фільтрат упарюють до початкового об'єму розчину. Після цього відбирали пробу смоли для аналізу на паладій. Аналізу на утримання паладію піддавалися висушений шлам і фільтрат. Крім того, для перевірки отриманих результатів паладій з аніоніта десорбувати 25% розчином аміаку, розведеного в 2 рази дистильованою водою. Елюат і аналізувалися на вміст паладію. Результати, отримані в результаті проведення експериментів, представлені в табл.1.
Як випливає з даних, представлених в табл.1, ступінь вилуговування паладію без аніоніти значно нижче, ніж без його додавання в пульпи. Причому паладій погано витравлюють концентрованою азотною кислотою і сумішшю соляної і азотної кислот ( «царської горілкою»). Однак не у всіх розчинах відбувається повне сорбційне вилуговування. При концентрації азотної кислоти понад 3 М спостерігається часткове руйнування аніоніти, що спостерігалося по убутку маси смоли. Втрата маси аніоніта після 24 годин контакту з 4 М розчином HNO 3 +3 М NH 4 NO 3 склала 0,95 г (в перерахунку на вагу сухої аніоніти в NO 3 -форме), що складений близько 10% від вихідної навішування. У царській горілці аніоніт практично повністю розклався.
З іншого боку, в області концентрацій реагентів 2-3 М по HNO 3 і 2-3 М по NH 4 NO 3 при додаванні аніоніти АН-31 в пульпу досягається практично повне вилуговування паладію, в той час як без аніоніти ступінь вилуговування паладію складає лише 65-70%.
| Таблиця 1 | |||||||
| Результати по вилуговування паладію з шламу ізотопного виробництва різними розчинами в присутності аніоніти АН-31, в зіставленні з вилуговуванням без аніоніти | |||||||
| Склад розчину для вилуговування паладію | Вилуговування паладію з шламу з додаванням 10 г аніоніти | Вилуговування без аніоніти | |||||
| Зміст Pd в шламі, мг | Зміст Pd в розчині, мг | Зміст Pd в іоніте, мг | Ступінь сорбційного вилуговування Pd,% (% перекладу Pd в ионит / загальний ступінь вилуговування) | Зміст Pd в шламі, мг | Зміст Pd в розчині, мг | Ступінь вилуговування Pd,% | |
| 0.5 M HNO 3 | 56 | 0,0 | 44,0 | 44,0 | 87,7 | 22,3 | 22,3 |
| 1 M HNO 3 | 0,0 | 49,4 | 49,4 | 50,6 | 65,7 | 34,3 | 34,3 |
| 3 M HNO 3 | 42,2 | 0,1 | 57,7 | 57,8 | 53,6 | 47,4 | 47,4 |
| * 4 M HNO 3 | 31,7 | 0,5 | 65,3 | 65,8 | 46,1 | 53,0 | 53,0 |
| 1 M HNO 3 +1 M NH 4 NO 3 | 46,0 | 0,0 | 53,6 | 53,6 | 69,9 | 30,1 | 30,1 |
| 2 M HNO 3 +1 M NH 4 NO 3 | 16,8 | 0,0 | 83,9 | 83,9 | 51,7 | 48,6 | 48,6 |
| 1 M HNO 3 + 2M NH 4 NO 3 | 17.1 | 0,0 | 82,6 | 82,6 | 50,9 | 48,9 | 48,9 |
| 2 M HNO 3 + 2M NH 4 NO 3 | н / о | 0,2 | 99,7 | 99,9 | 35,2 | 64,7 | 64,7 |
| Склад розчину для вилуговування паладію | Вилуговування паладію з шламу з додаванням 10 г аніоніти | Вилуговування без аніоніти | |||||
| Зміст Pd в шламі, мг | Зміст Pd в розчині, мг | Зміст Pd в іоніте, мг | Ступінь сорбційного вилуговування Pd,% (% перекладу Pd в ионит / загальний ступінь вилуговування) | Зміст Pd в шламі, мг | Зміст Pd в розчині, мг | Ступінь вилуговування Pd,% | |
| 3 М HNO 3 +2 М NH 4 NO 3 | н / о | 0,6 | 99,3 | 99,9 | 32,0 | 67,8 | 67,8 |
| 2 М HNO 3 +3 М NH 4 NO 3 | н / о | 0,7 | 99,3 | 100 | 31,5 | 68,5 | 68,5 |
| 3 М HNO 3 +3 М NH 4 NO 3 | н / о | 2,3 | 97,6 | 99,9 | 27,0 | 72,5 | 72,5 |
| * 4 М HNO 3 +3 М NH 4 NO 3 | н / о | 3,6 | 96,3 | 99,8 | 72,8 | 72,8 | |
| 15,7 М HNO 3 при температурі 120 ° С | 36,4 | 63,6 | 63,5 | ||||
| 15,7 М HNO 3 при температурі 95 ° С | 28,2 | 72,0 | 72 | ||||
| ** HCl конц + HNO конц в співвідношенні 3: 1 (нарікаючи горілка) | 24,5 | 75,5 | смола розчинилася | 75,5 | 25,7 | 74,2 | 74,2 |
| * Часткове розчинення аніоніти; ** Повне розчинення аніоніти | |||||||
Таким чином, зниження концентрації азотної кислоти в витравлюють розчину нижче 2 М призводить до зниження ступеня сорбційної вилуговування, а збільшення її змісту понад 3 М сприяє інтенсивному руйнуванню аніоніта.
Приклад 2. 5 г подрібненого палладийсодержащих шламу заливали 100 мл розчину, що містить 130 г / л азотної кислоти і 150 г / л нітрату амонію. У пульпу вводили 15 мл смоли АН-31. У шламі кількість паладію становило 0,168 г. Після вилуговування протягом 24 годин смолу відокремили від пульпи і промили водою. Далі паладій з смоли десорбувати 12% розчином аміаку. Обсяг отриманого елюата склав 200 мл. Елюат проаналізували на вміст домішок. Отримані дані представлені в табл.2. Паралельно проводилося вилуговування паладію розчином 2 М HNO 3, що містить 2 М NH 4 NO 3. Після вилуговування осад відокремили від розчину фільтрацією і і проаналізували на вміст домішок (табл.2).
Таблиця 2 Зміст паладію і домішок в розчинах, отриманих після вилуговування паладію за відомим способом і в Елюат після сорбційної вилуговування шламів
Зміст основних компонентів у вихідному шламі,%: Pd - 3,36; Cu - 34; Fe - 23,1; Cr - 4,9; Ti - 0,1; Zn - 1,9; Cd - 0,1; Al - 8,7
| розчини | Зміст паладію і домішок, г / л | |||||||
| Pd | Cu | Fe | Cr | Ti | Zn | Cd | Al | |
| Розчин концентрованої азотної кислоти (по прототипу) | 0,48 | 22,36 | 1,31 | 1,20 | 0,09 | 2,91 | 0,34 | 0,38 |
| Елюат після десорбції паладію з аніоніти АН-31 | 0,835 | 0,003 | 0,002 | 0,003 | НЕ обнар. | НЕ обнар. | НЕ обнар. | НЕ обнар. |
Отримані дані показали, що при високому ступені вилуговування паладію з шламу 99,4% (по прототипу 57%) Елюат, отримані після десорбції паладію з аніоніти, містять незначну кількість домішок. Метал, який був отриманий з розчинів відновленням гидразином, містив домішок менш 0,1%.
Приклад 3. Для визначення необхідної кількості смоли сорбційного вилуговування паладію в пульпи вводилися різні навішування аніоніта АН-31. Вихідна пульпа готувалася як і в попередньому прикладі. Навішування шламу в кількості 5 г заливалася 100 мл розчину з концентрацією азотної кислоти і нітрату амонію з 2 М кожного реагенту. Потім в пульпи додавали аніоніт АН-31 в кількості 1, 3, 5, 8, 10 м Після вилуговування смола відокремлювалася від пульпи, і в ній визначали вміст паладію. Як описано в прикладі 1, аналізувалися розчини і шлам. За отриманими результатами визначали ступінь вилуговування паладію (табл.3). З наведених у таблиці 3 даних випливає, що при введенні 1 г аніоніти на 30 мг паладію ступінь вилуговування паладію досягає більш 98%.
| Таблиця 3 | |||||
| Ступінь вилуговування паладію з шламу в залежності від кількості введеного в пульпу аніоніти АН-31 | |||||
| Кількість аніоніта АН-31 в пульпі, г | Зміст Pd в шламі, мг | Зміст Pd в розчині, мг | Зміст Pd в анионите, мг | Ступінь переходу паладію в аніоніт,% | Загальна ступінь вилуговування паладію,% |
| 1 | 60,2 | 44,1 | 63,3 | 37,7 | 63,9 |
| 3 | 11,2 | 4,9 | 152,0 | 90,5 | 93,4 |
| 5 | 1,5 | 1,1 | 165,5 | 98,5 | 99,2 |
| 8 | 0,8 | Чи не обн. | 167 | 99,4 | 99,4 |
| 10 | НЕ Інтелект. | Чи не обн. | 167 | 99,4 | 99,4 |
Приклад 4. Для встановлення оптимального співвідношення Ж: Т в пульпах була проведена серія експериментів, в яких на 5 г шламу і 5 г ионита були взяті різні обсяги витравлюють розчину (25 мл, 50 мл, 75 мл, 100 мл) з концентрацією реагентів, зазначеної в прикладі 3. Результати дослідів зведені в табл.4.
| Таблиця 4 | |||||
| Ступінь вилуговування паладію в залежності від співвідношення Ж: Т | |||||
| Обсяг розчину на вилуговування, мл | Зміст Pd в шламі, мг | Зміст Pd в розчині, мг | Зміст Pd в анионите, мг | Ступінь переходу паладію в аніоніт,% | Загальна ступінь вилуговування паладію,% |
| 25 | 12,3 | НЕ Інтелект. | 155,9 | 92,8 | 92,8 |
| 50 | 2,1 | НЕ Інтелект. | 165,7 | 98,6 | 98,6 |
| 75 | 1,3 | 1,1 | 165,5 | 98,5 | 99,2 |
| 100 | 0,9 | 1,1 | 166,3 | 99 | 99,6 |
| 150 | 0,8 | 1,1 | 166,3 | 99 | 99,7 |
З цього прикладу випливає, що мінімальне співвідношення Ж: Т повинно бути 5: 1. Подальше зменшення співвідношення рідкої і твердої фази призводить до зниження ступеня вилуговування паладію. Крім того, при низьких значеннях співвідношення Ж: Т ускладнюється процес відділення смоли від пульпи.
Збільшення співвідношення Ж: Т понад 20 недоцільно, так як веде до додаткової витрати реагентів. Звідси випливає, що оптимальне співвідношення Ж: Т при вилуговування, яке забезпечує високу ступінь вилучення паладію з шламів і не призводить до надмірного витраті реагентів, лежить в межах 1: 10 ÷ 1: 20.
Таким чином, використання запропонованого способу дозволяє:
а) істотно підвищити ступінь вилуговування паладію з шламів за одну стадію;
б) отримувати чисті розчини паладію при його десорбції з аніоніти;
в) скоротити число операцій подальшої технології переробки розчинів з метою отримання паладію або його сполук, що в свою чергу призводить до скорочення витрат реагентів, числа одиниць обладнання та скорочення робочого часу на обслуговування переділу отримання паладію.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Спосіб вилуговування паладію з шламів, що містять паладій у вигляді металевої, оксидної і металооксидних форм, з використанням розчину азотної кислоти, що відрізняється тим, що вилуговування паладію здійснюють розчинами азотної кислоти з додаванням нітрату амонію і слабоосновних епоксіполіамінного типу аніоніта АН-31, з подальшим відділенням аніоніти від пульпи, промиванням його водою і десорбцією паладію з аніоніти розчином аміаку.
2. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що концентрацію азотної кислоти в витравлюють розчину підтримують в межах 120-190 г / л, а нітрату амонію 160-240 г / л.
3. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що співвідношення шлам: розчин при вилуговуванні підтримують в межах 1: 10-1: 20.
4. Спосіб за п.1, що відрізняється тим, що анионит вводять в пульпу вилуговування паладію в кількості не менше 1 г на 30 мг паладію, що міститься в шламі.
Версія для друку
Дата публікації 14.03.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.