Способ жидкостной экстракции палладия

 

Использование: получение чистых соединений палладия. Сущность изобретения: осуществляют экстракцию палладия из галогенидного раствора, содержащего соединения пластины и тяжелых металлов, органическим растворителем, не смешивающимся с водой, выбранного из ряда замещенных гетероциклических соединений: пиридина, пиримидина, пиризина, пиридизина, 1,2,4-триазола, П-замещенного 1,3-диазола, Экстрагент, обогащенный палладием , отделяют от водного раствора, после чего осуществляют реэкстрацию палладия. Приведены примеры осуществления способа с использованием в качестве экстрагентов сложного бис-эфира пиридин 3,5-дикарбоновой кислоты, сложного эфира пиразин-2-карбоновой кислоты, сложного эфира 4-фенилпиримидин-5-карбоновой кислоты, сложного эфира 1,2,4 триазол-1- карбоновой кислоты, сложного эфира бензимидазол-1-карбоновой кислоты, 2 з.п.ф-лы, 6 табл. ел с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)з С 01 G 55/00

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

6 табл. (21) 4613654/26 (22) 07.03.89 (46) 30.08.93. Бюл. М 32 (31) 8829121.6 (32) 14.12.88 (33) GB (71) Империал Кемикал Индастриз ПЛС (GB) (72) Раймонд Фредерик Далтон и Артур Бур- гесс (GB) (56) Process International Solvent Extraction

Conference

National Institute for Metallurgy 1977, р.24 — 31. (54) СПОСОБ ЖИДКОСТНОЙ ЭКСТРАКЦИИ

ПАЛЛАДИЯ (57) Использование: получение чистых соедйнений палладия, Сущность изобретения: осуществляют экстракцию палладия из галогенидного раствора. содержащего соедиИзобретение относится к способам извлечения палладия из растворов сложного состава экстракцией и может быть использовано в технологии получения чистых соединений палладия.

Цель изобретения — обеспечение селективности экстракции палладия и очистки его от соединений платины и тяжелых металлов, а также сокращение длительности экстракции палладия.

Согласно изобретению поставленные цели достигаются способом жидкостной экстракции палладия иэ водного хлористого раствора, содержащего соединения пластины и тяжелых металлов, включающий обработку исходного раствора несмешивающимся с водой органическим экстрагентом, отделение органического раствора от, 5U„„1838243 А3 нения пластины и тяжелых металлов, органическим растворителем, не смешивающимся с водой, выбранного иэ ряда замещенных гетероциклических соединений: пиридина, пиримидина, пиризина, пиридизина. 1,2,4-триазола, П-замещенного

1,3-диаэола, Экстрагент, обогащенный палладием, отделяют от водного раствора, после чего осуществляют реэкстрацию палладия. Приведены примеры осуществления способа с использованием в качестве экстрагентов сложного бис-эфира пиридин

3,5-дикарбоновой кислоты, сложного эфира пиразин-2-карбоновой кислоты, сложного эфира 4-фенилпиримидин-5-карбоновой кислоты, сложного эфира 1,2,4 триазол-1карбоновой кислоты, сложного эфира бензимидазол-1-карбоновой кислоты, 2 з.п,ф-лы, водного, реэкстракцию палладия водным раствором аммиака, в котором в качестве экстрагента используют замещенные гетероциклические соединения, выбранные иэ ряда замещенный пиридин формулы (0003) р, Ь)„

И замещенный пиримидин, пираэин или пиридазин формулы:

И (Oooa, И tl-(cooR,)„;(1, (oooR,)„;

1838243 замещенный 1,2,4-триазол формулы;

И вЂ” и С00Я

NJ или N-замещенный 1,3-диазол формулы:

CO6R в которых Я1 представляет собой гидрокарбонильную группу или эамещенную гидрокарбильную группу. содержащую от 5 до 36 углеродных атомов; каждый У, который может быть одинаковым или различным, является одним или более заместителем из группы: галоген, акрил, арил, алкокси, арилокси, аралкил, циано. нитро или карбоновая кислота; йв представляет собой водород или необязательно замещенную алкильную группу или необязательно замещенную винильную группу;

Р и Z, каждый из которых может быть одинаковым или различным, в отдельности представляют собой водород, необязательно замещенную углеводородную группу, галоген, нитрогруппу, цианогруппу или группу сложного эфира карбоновой кислоты, или 0 и 2 вместе с двумя атомами углерода, к которым они присоединены. образуют необязательно эамещенную ароматическую или алифатическую циклическую группу:

m — целое число, равное двум или трем; и — целое число от единицы от трех;

2 — нуль или целое число от 1 до(5 — m) и

Ь вЂ” нуль или целое число от 1 до (4 — п)

Целесообразно в качестве конкретных экстрагентов из вышеуказанного ряда использовать сложный бис-эфир пиридин-3,5дикарбоновой кислоты, сложный эфир пиразин-2-карбоновой кислоты, сложный эфир 4-фенилпиримидин-5-карбоновой кислоты, сложный эфир 1,2,4-триазол-1-карбоновой кислоты или сложный эфир бензимидазол-1карбоновой кислоты.

Также, с целью очистки палладия от соединений меди целесообразно перед реэкстракцией палладия промывать экстрагент водой или кислотой

КонЦентрация экстрагента в несмешивающемся с водой органическом растворителе может быть выбрана таким образом, чтобы она приходила для обработки конкретного водного раствора. Типичные значения содержания экстрагента в органической фазе находятся в пределах от 0,1 до 2 моль/л, преимущественно 0,2 — 0,3 моль/л.

Стадии экстрагирования и выделения в соответствии с настоящим изобретением можно вполне проводить при температуре окружающей среды, например в пределах

20 — 30 С. Однако можно улучшить переход металла из водного раствора в выделительный, если проводить стадию экстрагирования при температуре окружающей среды, а стадию выделения при повышенной темпе10 ратуре, например до 70 С, а главным образом до 50 С. Данными изобретателями установлено, что нежелательное образование и накопление олигомерных комплексов экстрагента и металла или металлов может

"5 быть уменьшено, если стадию выделения проводить при повышенных температурах, например до 70 С, Ниже настоящее изобретение проиллюстрировано примерами, в которых все части

20 и процентное содержания являются весовыми, если не указано иное, Пример 1. Был приготовлен органический растворитель диизодецилпиридин3,5-дикарбоксилата путем растворения сложного диэфира в растворителе "эскаид

100" (нефтяной дистиллят, содержащий 207 а роматических соединений) с обеспечением концентрации 223 г/мд сложного диэфира в растворителе, которая соответствует 0,530 молярному раствору сложного дизфира.

Органический раствор испольэовали для экстрагирования палладия из водного раствора, содержащего металлы платиновой группы (и другие металлы) в виде их

35 хлоридов в растворе с общей концентрацией хлоридов 111 г/дм, соответствующий

3,13 молей в ионе хлорида, и имеющего рН, равный 0,01.

Экстракцию осуществляли, используя

40 30 смз органического раствора и 30 смз водного раствора, Растворы вводили в контакт друг с другом путем интенсивного перемешивания при 25 С в течение 30 мин. Затем дали возможность произойти разделению

45 фаз, Исходную водную фазу, конечную водную фазу и конечную органическую фазу подвергли анализу для определения концентрации по крайней мере некоторых из находящихся в них металлов.

50 . Полученные результаты представлены в табл,1, Водная фаза после экстракции (экст. вод.) была подвергнута анализу только на медь и палладий, поскольку анализ органи55 ческого экстракта (Экстр. орг,) показал, что других металлов было экстрагировано в органическую фазу очень мало.

Пример 2. Была повторена процедура в соответствии с примером 1, за исключением того что использовали другой водный

1838243 раствор, содержащий другие концентрации различных металлов с общей концентрацией хлоридов 199 г/дм, соответствующей

5,6 молей в ионах хпоридов, и имевший рН, главный 0,22.

Полученные результаты представлены в табл.2.

Пример 3. Процесс в соответствии с данным примером демонстрирует избирательное выделение меди и палладия из ор ганического раствора эстрагента.

Была повторена процедура в соответст вии с примером 1, эа исключением того, что 60 см органического раствора вводили в контакт с 60 см водного раствора. После разделения водной и органической фаз пробы каждой профильтровали и профильтрованные растворы подвергли анализу.

После этого составляющую .40 см часть органической фазы была введена в контакт с 40 см воды путем интенсивного вэбалтывания в течение двух минут при 25 С.

Водную фазу отделили и органическую фазу ввели в контакт с другой порцией (40 смэ) воды, используя ту же процедуру. Две водные.фазы объединяли, Пробы органической и водной фаз подвергли анализу.

Составляющую 20 см часть обработан-. ной водой органической фазы ввели в контакт с 20 см водного раствора. аммиака г. содержанием аммиака, составляющим 9 (вес к обьему). Контактирование осуществляли путем интенсивного взбалтывания при

25 С в течение 2 мин, Две фазы разделили и органическую фазу ввели в контакт с дру,гими 20 см того же самого водного раствора аммиака, используя туже процедуру. Два раствора аммония объединили. Пробы водного и органического растворов профильтровали и подвергли анализу.

Результаты анализа различных фракций на равных стадиях представлены в табл.3.

Пример 4. Были повторены процедуры в соответствии с примером 3, за исключением того, что водным раствором был тот, который использовался s примере 2. Полученные результаты представлены в табл.4.

Табл. 3 и 4 показывают, что избирательное выделение для получения меди и палладия, по существу, свободных от другого металла, возможно.

Пример ы 5 — 10, Были повторены .процедуры, описанные в примере 3, за исключением того, что стадия экстрагирования была осуществлена с использованием 3-х объемов органического раствора на один объем водного раствора, содержащего металлы платиновой группы (такого, какой использовали в примере 1), причем в качестве экстрагента использовали разные замещенные гетероциклические соединения и использовали аммиачный раствор, содержащий 25 (по объему) аммиака 880. Концентрация экс5 трагента в органическом растворе составляла во всех случаях 0,5 моля.

Результаты анализа различных фракций на разных стадиях представлены в табл.5 и 6.

10 Таким образом, осуществление изобретения обеспечивает селективную экстракцию палладия из водного раствора и вго очистку от соединений платины и тяжелых металлов, а также сократить длительность

15 эстракции с 1 — 2 ч до 30 мин.

Формула изобретения

1. Способ жидкостной экстракции палладия иэ водного хлоридного раствора, со20 держащего соединения платины и тяжелых металлов, включающий обработку исходного раствора несмешивающимся с водой органическим экстрагентом, отделение органической фазы от водной, реэкстрацию

25 палладия водным раствором аммиака, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью обеспечения селективности экстракции палладия и очистки его от соединений платины и тяжелых метаялов, а также сокращения длитель30 ности экстракции, а качестве экстрагента используют замещенные гетероциклические соединения, выбранные из ряда: замещенный пиридин формулы (630й ) г (М„ l ) замещенный пирамидин формулы (ц, Э-(сопи;l„ замещенный пиразин формулы

45 М (М у — (Жся,)„ замещенный пиридазин формулы

50 (Й, „(соав,)„

55 замещенный 1,2,4-триаэол формулы и в — Сссв, 1838243

Табл и ца1

Примечание

"НО" означает "не определялась". (а) Исх. вод. — исходная водная фаза

Экст.вод. — водная фаза после контактирования с органической фазой

Экстр.орт. — органическая фаза после контактирования с водной фазой, Таблица2 или N-замещенный 1,3-диазол формулы где R1 — алкильная группа или замещенная алкильная группа, содержащая от 5 до 36 углеродных атомов;

Y — один или более земеститель из группы: галоген, алкил, арил, алкокси, арилокси, арвлкил, циано-нитро- или карбоновая кислота;

Rs — водород или замещенная или неэамещенная алкильная группа, или замещенная или незамещенная винильная rpynna;

0 и 2 — водород, замещенная или незамещенная углеводородная группа, галоген, нитрогруппа, цианогруппа. группа сложного эфира карбоновой кислоты или 0 и Z вместе с двумя атомами углерода, соединяющими их, могут образовывать эамещенную, или неэамещенную ароматическую или алифатическую циклическую rpynny;, m-2 или3; и-1 — 3;

Z - 0 или целое число от 1 до 5 — m;

b - 0 или целое число от f до 4 — n;

5 2, Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве замещенного пиридина используют сложный бис-эфир пиридин 3,5 дикарбоновой кислоты, в качестве замещенного пираэина — сложный эфир пиразин-210 «арбоновой кислоты, в качестве замещенного пиримидина — сложный эфир

4 фенилпиримидин-5-карбоновой кислоты, в качестве замещенного 1,2,4 триазоласложный эфир t,2,4 триазол-1-карбоновой

15 кислоты, в качестве N-замещенного 1,3 диазола — сложный эфир бензимидазол-1-карбоновой кислоты.

3. Способ по п.1, отличающийся .

20 тем, что, с целью обеспечения очистки от соединений меди, перед реэкстракцией палладия экстрагент промывают водой или кислотой.

1838243

Таблица 3

П р и м е ч а н и я. (а) — то же, что в примечаниях к табл.1. (б) —. Промывная вода — объединенная водная фаза. полученная в результате контактирования Экстр. орг. с водой.

Промытая орг. — органическая фаза, полученная в результате контактирования

Экст.орг. с водой.

Аммиак — объединенные растворы аммиака, полученные в результате контактирования Промытой орг. с раствором аммиака.

Ост.орг. — остаточная органическая фаза, полученная в результате контактирования Промытой opr. с раствором аммиака.

Таблица4

П р и м е ч а н и я. (а) — то же, что в примечаниях к табл.1. (б) — то же, что в прим.ечаниях к табл,З.

Таблица5

1838243

Таблицаб

П риме ча ни я ктабл 5 и 6. (в) — Э — Экст. вод. по определению в примечании (а) к табл.1.

ЭΠ— Экстр.opr. по определению в примечании (а) к табл.1, П — Промывная вода по определению в примечании (б) к табл.2.

ПΠ— Промытая орг. по определению в примечании (б) к табл.2.

AM — аммиак по определению в примечании (б) к табл.2..

00 — Ост, opr, по определению в примечании (б) к табл,2. (г) РуŠ— сложный пиридиновый эфир, использованный в примере 1, (д) P2E — Органический раствор представлял собой раствор зкстрагента в "аромасоле Н" (e) PrE — смешанный, с разветвленной цепью сложный октадециловый эфир пиразин-2-карбоновой кислоты (ж) P Š— смешанный, с разветвленной цепью сложный вктадециловый эфир 4-фенилпиримидин-5-карбоновой кислоты (э) TZE — 1-/2-октилдодецилоксикарбонилбенэимидазол с разветвленной цепью. (и) BrE — смешанный 1-октадецилоксикарбонилбензимидазол с разветвленной цепью, Составитель В. Нечипоренко

Редактор С. Кулакова Техред M.Mîðråíòàë Корректор НЯороль

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 2897 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5