利用二硫代磷酸萃取蛇纹石中贵金属钯
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利用二硫代磷酸萃取蛇纹石中贵金属钯

时间:2020-10-26 作者:钯碳回收 分享到:

一般的蛇纹石含氧化镁29.30%-44.70%,二氧化硅44.2%-57.37%,氧化铁5.2%-29.8%;同时伴 生有钯为0.01%,镍为0.10%-0.60%。为了萃 取蛇纹石中的钯,利用熔融酸解法对蛇纹石进行 处理,得到含钯的溶液后,借鉴二(2-乙基已基)二硫代磷酸萃 取钯的方法,富集钯离子溶液,利用氢气还原 法得到纯品金属钯。蛇纹石中钯的萃取的有效方法,蛇纹石浸出液萃取条件选择及萃取物还原实验。在盐酸介质中,以二(2-乙基已基)二硫代磷酸为萃取剂,浸出液pH值为1,萃取时间为30分钟,用分光光度法测定钯的提取率达98%。

1、实验

1.1、二(2-乙基已基)二硫代磷酸的制备

以2-乙基-1-已醇与五 硫化二磷为原料,按2:1的量比混合均匀后,于二 乙基乙醇钠水溶液中磁拌回流3小时,稍冷,加入适 量的煤油,然后用分液漏斗分离煤油溶液,馏出煤 油,即得产品二(2-乙基已基)二硫代磷酸,其相对分子质量为 354.5,纯度为98%。其他试剂均为市售分析纯。

1.2、蛇纹石中钯的浸取

多次试验证明,该蛇 纹石不溶于盐酸、硫酸、硝酸、及王水,故采用熔 融酸解法制得含钯的蛇纹石浸出液,即以蛇 纹石矿粉与纯碱按质量比1:1.2混合均匀,转移至 马弗炉中于900度恒温灼烧1小时,即可使蛇纹石分 解,其反应式为:

然后,向研磨成粉末状的熔融物中加入6摩尔/升盐酸,同时不断搅拌至盐酸稍过量为止。此时有白 色的沉淀析出,其他元素二阶镁阳离子,三阶铁阳离子,二阶钯阳离子,二阶镍阳离子等均以离子的形式存在于盐酸溶液中。冷却,静置 24小时,减压抽滤,滤去硅酸,沉淀物(可将其置于 130-150度烘箱中烘烤,制备成白炭黑),滤液即为蛇纹石含有二阶阳离子钯的盐酸浸出液。

1.3、蛇纹石中钯的萃取与提炼

有机相二(2-乙基已基)二硫代磷酸煤油溶液与水相蛇纹石中的盐酸浸出液以体 积比为1:1混合振荡萃取,向分离出的有机相中通 氢气流,可见容器底部有黑色微粒沉淀-粗钯 析出,抽滤分离出粗钯,用6摩尔/升盐酸溶液溶 解,得钯盐溶液,向其中滴加氨水,中和,络合, 用盐酸酸化,生成二氯二氨合钯黄色结晶沉淀,过滤,滤液返回置换工序,最后用水合肼还原,得纯 品海绵钯。

2、结果与讨论

2.1、蛇纹石浸出液萃取钯的条件

选择蛇纹石 熔融物酸解后,浸取液中主要含二阶阳离子镁50克/升、三阶阳离子铁13.5克/升,钠盐及微量的二阶阳离子镍、二阶阳离子钯。经试 验,计算得出:金属离子二阶阳离子镁,三阶阳离子铁,二阶阳离子镍,二阶阳离子钯 的氢氧化物沉淀时的pH值及K值如表1所示。

利用二硫代磷酸萃取蛇纹石中贵金属钯

从表1中可知,如要从浸出液中利用二(2-乙基已基)二硫代磷酸 萃取钯,就必须调节浸出液的pH值,使pH小于等于 1,即[氢离子]大于等于0.1摩尔/升,从而避免生成二阶阳离子镁,三阶阳离子铁,二阶阳离子镍,二阶阳离子钯 的氢氧化物沉淀。

依据相关数据知,影响钯萃取率的主要因素有 萃取时间、溶液中物质的量浓度、溶液的pH值,当萃取时间为30分钟,浸出液(钯的溶液)的酸度 [氢离子]=0.1摩尔/升(pH=1)时,二(2-乙基已基)二硫代磷酸的煤 油溶液萃取率可达100%,因此,可利用2摩尔/升 的氢氧化钠溶液调节溶液的pH值至1。pH值的大小 影响着钯的萃取率,在蛇蚊石的浸出液中,更不 难理解,当pH大于1时,随着pH值的升高,相继出 现氢氧化钯,氢氧化铁,氢氧化镍,氢氧化镁等沉 淀物,从而影响二(2-乙基已基)二硫代磷酸萃取钯的萃取率及 纯度,因此首先必须调节控制浸出液的酸度[氢离子] 大于等于0.1摩尔/升。在pH=1时,二阶阳离子钯几乎完全以氢氧化钯的形式沉淀出来。沉淀溶解是一个平衡过 程,当加入含二(2-乙基已基)二硫代磷酸的煤油后,二(2-乙基已基)二硫代磷酸与 钯迅速生成配合物,从而打破了沉淀平衡,促使 氢氧化钯不断溶解,转化为二(2-乙基已基)二硫代磷酸与钯的 配合物,此配合物溶于煤油从而达到分离萃取 钯的目的。用分光光度法测试钯的缔合物的聚乙烯醇溶液(MG为孔 雀绿)在λ=700纳米处的吸光度,确定钯的含量 (分别以蛇纹石矿粉和萃取物为测试样),以二(2-乙基已基)二硫代磷酸为萃取剂的试验方法,测得钯的提取率为 98%。

2.2、萃取物还原的探讨

萃取钯后的水相中含 有二阶阳离子镁,三阶阳离子铁,二阶阳离子镍 ,可利用相关的方法提炼出轻质氧化镁、氧化铁红、氯化铵等产物, 这里不再赘述。当向萃取钯的有机相煤油溶液中 通人氢气时,氢气流速的大小,影响着金属钯的颗粒大小和纯度,但并不影响最终产品-海绵钯的纯度。将海绵钯和纯钯片(99.95%)分别配成钯 的缔合物的聚乙烯醇溶液 用分光光度法对照测试钯的缔合物在λ=700纳米处的吸光度确定海绵 钯的纯度为99.50%。

1、蛇纹石可用纯碱熔融盐酸酸解法浸取其中 的二阶阳离子镁,三阶阳离子铁,二阶阳离子镍,二阶阳离子钯而获得金属离子的混合溶液。二(2-乙基已基)二硫代磷酸煤油溶液在盐酸介质中,萃取蛇 纹石浸出液中的钯的适宜条件是pH值为1,萃 取时间为30分钟。

2、蛇纹石综合利用前景可观,萃取过程中, 滤液均可循环使用,故不污染环境。除提炼主要产 品钯外,还可生产白炭黑、轻质氧化镁、氧化铁红 及化肥-氯化铵等副产品,具有开发利用价值。