способ выделения микроколичеств осмия из газовой фазы

Формула изобретения

Способ извлечения осмия из газовой фазы, включающий поглощение тетраоксида осмия щелочью с последующей сорбцией с использованием сорбента, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют кремнеземы, химически модифицированные производными тиомочевины.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов и может быть использовано для извлечения осмия из бедных по содержанию продуктов: шламов, кеков и других материалов, а также для доизвлечения осмия из газовой фазы.

Необходимым процессом во всех способах выделения осмия из различных видов сырья является отгонка OsO₄ и поглощение ее растворами, например, щелочи H₂SO₄, тиомочевины и т. д. При этом неизбежны потери, связанные с высокой летучестью OsO₄ из водных растворов и частичной растворимостью осаждаемых солей. Для снижения потерь приходится вводить дополнительные операции по улавливанию: комбинировать различные поглотители, увеличивать число поглотительных емкостей и т.д.

Так, известен способ выделения осмия из сульфатного раствора газоочистки [1] . Способ включает поглощение осмийсодержащего газа серной кислотой, сорбцию OsO₄ на смоле, содержащей вторичные и третичные амины и группы четвертичного аммониевого основания.

Недостаток способа - значительные потери осмия: сквозное извлечение металла в реальных условиях не превышает 40%.

Известен способ извлечения осмия из концентратов, широко используемый в настоящее время в практике аффинажа и анализа [2]. Способ включает последовательную обработку растворов серной кислотой, окислителем, отгонку OsO₄ током воздуха, поглощение газа раствором щелочи, который затем перерабатывается по известной схеме через выделение соли Фреми и ее прокаливание.

Недостатки способа - высокие безвозвратные потери осмия вследствие проскока OsO₄.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки осмийсодержащих материалов [3]. Способ включает окисление осмия до тетраоксида, поглощение OsO₄ раствором щелочи и сорбцию с использованием в качестве сорбента силикагеля.

К недостаткам способа следует отнести высокие безвозвратные потери осмия вследствие проскока OsO₄, значительные количества растворов для переработки из-за необходимости ставить последовательно дополнительные емкости для поглощения газообразного тетроксида осмия. Степень извлечения осмия на силикагеле достигает лишь 35 - 40%, поэтому процесс сорбции должен быть повторен многократно, и здесь потери неизбежны.

Данный способ выбран в качестве прототипа.

Целью данного способа является повышение степени извлечения осмия, упрощение способа и сокращение объемов растворов - поглотителей.

Поставленная цель достигается тем, что в способе извлечения осмия из газовой фазы доизвлечение OsO₄, непоглощенного щелочью в абсорбере, согласно изобретению проводят сорбцией с использованием в качестве сорбента химически модифицированный производными тиомочевины кремнезем следующей структуры:



Способ осуществляют, устанавливая на выходе из абсорбера сорбционную колонку, заполненную сорбентом и подключая выход колонки к вакуумной системе газоочистки.

Сущность способа в том, что используемые в нем сорбенты эффективно и с высокой скоростью извлекают микроколичества OsO₄ из газовой фазы с образованием на поверхности устойчивых координационных соединений осмия с производными тиомочевины. Извлеченный из колонки сорбент может быть переработан по стандартной схеме аффинажа осмия вместе со смолой АМП.

Для лучшего восприятия способа предлагаются следующие примеры.

Пример 1.

В реакционный сосуд помещали 200 мл раствора после окислительного спекания и выщелачивания шлама, содержащего 10,5 мг/л осмия. Осмий окисляли до образования OsO₄, тетроксид отгоняли, улавливали в раствор щелочи и сорбировали осмий при помощи силикагеля. При сорбции в одну стадию извлечение осмия составило 38,5%. Безвозвратные потери составили 1291,5 мкг осмия.

Пример 2 (предлагаемый способ)

В реакционный сосуд помещали 500 мл раствора после окислительного сплавления и выщелачивания кека, содержащего 1850 мкг осмия. К раствору добавляли окислитель, отгоняющийся OsO₄ улавливали в поглотительный сосуд со щелочью, последовательно к нему присоединяли сорбционную колонку, заполненную кремнеземом, модифицированным фенилтиомочевиной. Систему подключали к вакууму, после двух часов работы анализировали раствор щелочи и кремнезем на содержащие осмия. Найдено: в поглотительном сосуде - 1221 мкг осмия (66% от исходного), в сорбционной колонке - 612 мкг осмия (33% от исходного). Сквозное извлечение осмия составило 99%.

Данные о результатах извлечения осмия из различных продуктов другими сорбентами приведены в таблице.

Таким образом, по сравнению с прототипом предлагаемый способ позволяет более эффективно извлекать осмий из газовой фазы (степень извлечения 91 - 99% против 35 - 40% в один приемник для способа-прототипа), а также сократить число абсорберов для одного, и, следовательно, резко уменьшить количество растворов осмия, предназначенных для дальнейшей переработки. Безвозвратные потери осмия с газами в предлагаемом способе практически сведены к нулю, поэтому отпадает необходимость в дополнительной системе газоочистки.

Источники информации

1. Ладыго А.С. и др. В сб.: Анализ и технология благородных металлов. - М.: Металлургия, 1971, с. 399 - 404.

2. Патент США N 35536479, кл. 75-108.

3. Синицын Н.М., Кунаев А.М. и др. Металлургия осмия. - Алма-Ата: Наука, 1981, с. 140 - 141.