способ селективного извлечения благородных металлов и металлов платиновой группы из кислых растворов

Формула изобретения

1. Способ извлечения платиновых металлов из кислых растворов, включающий экстрагирование металлов путем пропускания кислого раствора через по меньшей мере одну колонну с твердым экстрагентом и реэкстракцию, отличающийся тем, что экстракцию ведут из раствора азотной кислоты, после реэкстракции металлов их добавляют в исходный кислый раствор с обеспечением концентрации каждого металла 5-30 г/л, а затем производят электролитическое выделение металлов путем потенциостатического электролиза на линии потенциостатических ячеек, каждая из которых содержит трехмерный пористый электрод из углеродного материала, при этом рабочий потенциал каждого катода соответствует определенному металлу платиновой группы.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердого экстрагента используют матрицу из модифицированного полистиролдивинилбензольного полимера с активной фазой из триалкилфосфатов и/или аммониевых оснований, и/или фосфиноксидов.

3. Способ по п. 1 или 2, отличающийся тем, что электролитическое выделение металлов производят из 1М-3М азотнокислых растворов.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что электролитическое выделение металлов производят при скорости электролита 500-3500 л/ч и плотности тока 1-40 А/м² поверхности катода.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что рабочий потенциал каждого катода определяют путем предварительных потенциометрических измерений для конкретного вида азотнокислого раствора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области металлургии, а именно к извлечению благородных металлов и металлов платиновой группы из бедных и ультрабедных промышленных отходов.

Известны методы избирательной экстракции для извлечения из бедных руд меди, висмута, цезия, золота, цинка, железа и других элементов ("Металлы высокой чистоты", под ред. Ч.В. Копецкого, Москва, "Наука", 1976, с.217). Для каждого металла применяется свой экстрагент.

Однако используемые экстрагенты не применимы для всей группы благородных и платиновых металлов, что вызывает необходимость последовательной избирательной экстракции растворов, содержащих большую группу металлов, для извлечения различных металлов. При этом поиски и синтез высокоселективных экстрагентов на отдельные металлы представляют значительные трудности. Кроме того, в известных методах извлечения металлов существуют значительные ограничения по исходному содержанию металлов в растворе, что делает их не пригодными для извлечения металлов из бедных и ультрабедных промышленных отходов с концентрацией металлов до 0,02 мг/л.

Известен способ переработки сбросных кислых растворов, основанный на применении твердого экстрагента (ТВЭКСа), представляющего собой матрицу на полистирольной основе и активной фазы из фосфиноксида (патент RU 2061769, кл. С 22 В 3/38, 06.10.96).

Указанный способ не позволяет производить раздельное извлечение благородных металлов платиновой группы.

Техническим результатом данного изобретения является обеспечение возможности раздельного получения металлов платиновой группы в едином технологическом цикле обработки промышленных отходов, а также повышение эффективности способа для обработки промышленных отходов с малыми концентрациями металлов.

Поставленная техническая задача решается тем, что в способе извлечения платиновых металлов из кислых растворов, включающем экстрагирование металлов путем пропускания кислого раствора через по меньшей мере одну колонну с твердым экстрагентом и реэкстракцию, экстракцию ведут из раствора азотной кислоты, после реэкстракции металлов их добавляют в исходный кислый раствор с обеспечением концентрации каждого металла 5-30 г/л, а затем производят электролитическое выделение металлов путем потенциостатического электролиза на линии потенциостатических ячеек, каждая из которых содержит трехмерный пористый электрод из углеродного материала, при этом рабочий потенциал каждого катода соответствует определенному металлу платиновой группы.

При этом в качестве твердого экстрагента используют матрицу из модифицированного полистиролдивинилбензольного полимера с активной фазой из триалкилфосфатов, и/или аммониевых оснований, и/или фосфиноксидов.

Как правило, электролитическое выделение металлов производят из 1М-3М азотнокислых растворов.

Как правило, электролитическое выделение металлов производят при скорости электролита 500-3500 л/час и плотности тока 1-40 А/м² поверхности катода.

В частности, рабочий потенциал каждого катода определяют путем предварительных потенциометрических измерений для конкретного вида азотнокислого раствора.

Пример.

Способ включает два этапа: экстрагирование и электролитическое выделение металлов.

Вначале процесса металлы концентрируются методом совместной экстракции твердыми экстрагентами (ТВЭКСами) и реэкстракции с возвращением в исходный азотнокислый раствор по мере насыщения колонны с ТВЭКСом. Концентрация каждого платинового металла после добавления в исходный раствор составляет 5-30 г/л.

При этом в качестве твердого экстрагента используют матрицу из модифицированного полистиролдивинилбензольного полимера с активной фазой из триалкилфосфатов, и/или аммониевых оснований, и/или фосфиноксидов.

После этого для электролитического выделения металлов азотнокислый раствор (как правило, 1М-3М азотнокислый раствор) при помощи насоса прокачивают через линию потенциостатических ячеек, представляющую собой несколько емкостей (по числу выделяемых металлов, например 8) цилиндрической формы, соединенных последовательно. Скорость электролита, как правило, 500-3500 л/час. Стенки цилиндров выполняют функцию анодов. В каждом цилиндре размещен трехмерный пористый углеродный катод, плотность тока 1-40 А/м поверхности катода; каждый цилиндр снабжен потенциостатом, обеспечивающим контролируемый, задаваемый заранее потенциал, соответствующий выделяемому металлу и способный поддерживать неизменным напряжение на катоде. Так, для выделения платины поддерживается напряжение около 12 В, палладия - около 1 В. Конкретная величина напряжения для каждого металла определяется экспериментально, путем предварительных потенциометрических измерений.

Параметры режимов электролитического выделения металлов выбраны экспериментально, исходя из максимальной эффективности способа.

В каждом цилиндрическом сосуде на катоде выделяется металл, соответствующий потенциалу катода.