Способ извлечения серебра из растворов

 

Использование: касается способов выделения серебра (1) из азотнокислых и тиосульфатных растворов. Суть: для повышения эффективности сорбционного извлечения серебра (1) сорбцию ведут с помощью сорбента, представляющего собой сшитый полиорганилсилсесквиоксан - поли [ S,Sʹ -бис(3-силсесквиоксанилпропиламино)дисульфид]. Выделение серебра (I) осуществляется из растворов в широком интервале концентраций азотной кислоты 0,01 - 5 М и тиосульфатных растворов. Предлагаемый способ характеризуется высокой избирательностью по отношению к серебру (I) в присутствии 10³-кратного количества суммы неблагородных металлов: железа (III), меди (II), цинка (II). 6 табл.

Изобретение относится к гидрометаллургии благородных металлов, а именно к обогащению серебра (I) в азотнокислых и тиосульфатных растворах, и может быть использовано для наиболее полного и селективного выделения серебра (I) из технологических и природных объектов, в частности из тиосульфатных растворов после обработки кино- и фотоматериалов.

Одним из наиболее эффективных методов извлечения серебра (I) из растворов является сорбционный. Известен широкий ряд органических сорбентов, способных извлекать серебро (I) из различных сред. К их числу относятся сорбенты с серу- и азотсодержащими группировками, такими, например, как тиоамидные сорбенты Мтилон Т (Карпова А.Ф. Литвинская И.И. Кашелинская С.В. Журн. аналит.химии, 1974, Т. 29, N 11, с.2270-2280) и Тиополан 2 (Самчук А. И. Укр. хим. журнал, 1989, 55, N 5, с.491-494), тиоуреидные сорбент ВВТ (Фролова М.М. Шаулина Л.П. Голентовская И.П. Журн.аналит.химии, 1988, Т. 43, N 1, с.84-89). Недостатком указанных способов извлечения серебра (I), основанных на использовании органических комплексообразующих сорбентов, является их невысокая эффективность (значения статической сорбционной емкости по серебру (I) составляют 100-250 мг/г), а также отсутствие данных по возможности извлечения серебра (I) из тиосульфатных растворов. Кроме того, органические комплексообразующие сорбенты отличаются низкой химической стабильностью, не позволяющей использовать их для извлечения серебра (I) из высококонцентрированных растворов кислот, что принципиально важно в случае извлечения серебра (I) из технологических и природных объектов.

Более высокой химической стабильностью обладают кремнеорганические комплексообразующие сорбенты.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ извлечения серебра (I) из азотнокислых растворов с помощью кремнеорганического сорбента ПСТМ-3, содержащего карбофункциональные тиоуреидные группировки (Г.Бурмаа, А.Е.Пестунович, Н.Н.Власова, М.Г.Воронков. Изв. СО АН СССР. Сер.хим,наук, 1990, вып.5, с.66-69).

Недостатком данного способа является невысокая сорбционная емкость сорбента ПСТМ-3 по отношению к серебру (I), которая в 1М азотной кислоте составляет 173 мг/г, и отсутствие данных иллюстрирующих возможность извлечения серебра (I) из растворов его тиосульфатных комплексов.

Наиболее распространенным способом извлечения серебра (I) из тиосульфатных растворов, в частности из отработанных растворов кино- и фотоматериалов фиксирующих, отбеливающе-фиксирующих и промывных вод, является метод замещения серебра (I) неблагородными металлами, стоящими в ряду напряжений слева от серебра (Al, Fe, Zn. Co) (Г.В.Величко, Е.Г.Шейнис, Д.А.Норкене, А.И.Цветков Техника кино и телевидения, 1985, N 1, с.17-22).

Недостатком данного способа является низкая глубина извлечения серебра из отработанных тиосульфатных растворов (остаточная концентрация серебра около 1 мг/л).

Технической задачей данного изобретения является повышение эффективности сорбционного извлечения серебра (I) из азотнокислых и тиосульфатных растворов.

Эта задача решается использованием в качестве сорбента для извлечения Ag из азотнокислых и тиосульфатных растворов кремнеорганического полимера ПСДС-3 поли[S, S'-бис-(3-силсесквиоксанилпропил- имино)дисульфида] Полимер представляет собой порошок коричневого цвета, нерастворимый и ненабухаемый в воде и органических растворителях, химически стабильный в концентрированных растворах азотной кислоты. Элементарное звено полимера ПСДС-3 имеет следующее строение: -O_1/2-CH₂-CH₂-CH₂-NH-S-S-NH-CH₂-CH₂-CH₂- O_1/2 Сущность предлагаемого способа извлечения серебра (I) состоит в контактировании азотнокислых и тиосульфатных растворов серебра (I) с сорбентом ПСДС-3 при комнатной температуре в течение 1-2 ч в статическом режиме.

Предлагаемый сорбент ПСДС-3 позволяет извлекать серебро (I) из азотнокислых растворов в широком диапазоне концентраций азотной кислоты (0,01-5М) и тиосульфатных растворов. Извлечение серебра (i) сорбентом ПСДС-3 характеризуется высокой избирательностью (возможно избирательное извлечение серебра (I) в присутствии 10³-кратных количеств железа (III), меди (II) и цинка (II) и эффективностью (статическая сорбционная емкость ПСДС-3 по серебру (i) в 0,5М азотной кислоте составляет 396 мг/г, в растворе тиосульфатных комплексов при рН 4 108 мг/г). Значение статической сорбционной емкости ПСДС-3 по сеpебру (i) в азотнокислых растворах более, чем в два раза превышает значение статической сорбционной емкости 173 мг/г для способа-прототипа.

Все вышеизложенное иллюстрируется следующими примерами.

П р и м е р 1. Синтез сорбента ПССДС-3. К смеси 44,2 г 0,2 моль) триэтоксисилилпропиламина и 15,8 г (0,2 моль) пиридина, при охлаждении (5-7^оС) и тщательном перемешивании прибавляют 13,5 г (0,1 моль) однохлористой серы. Реакционную смесь выдерживают при указанной температуре в течение 40 ч. Выпавшую хлористоводородную соль пиридина отфильтровывают. К фильтрату добавляют 50 мл гексана и 150 мл 3М раствора аммиака.

Смесь выдерживают 100 часов при комнатной температуре и затем фильтрованием выделяют твердый полимерный продукт (сорбент ПСДС-3), не имеющий точки плавления, нерастворимый и ненабухающий в воде и органических растворителях.

Состав и структура сорбента ПСДС-3 подтверждается данными элементного анализа и ИК-спектроскопии.

Найдено, C 25.75; H 4,72; Si 18,38; S 24.31.

Брутто-формула звена полимера: C₆H₁₄Si₂S₂N₂O₃.

Вычислено, C 25.53; H 43.96; Si 19,85; S 22,69.

ИК-спектр ( ν, cм^-1): 1080 (Si-OSi); 3400 (-NH).

Насыпная удельная масса полимера 0,28 г/см³, истинная удельная масса 1,01 г/см³.

П р и м е р 2. Навеску сорбента ПСДС-3 10 кг контактируют в статическом режиме при комнатной температуре с 40 мл азотнокислых растворов (0,01-5,0М азотная кислота), содержащих 1 мг серебра (I), в течение 2 ч. Затем сорбент отфильтровывают и в фильтрате определяют остаточное количество серебра (i) атомно-абсорбционным методом. Расчет степени извлечения серебра (I) (R) производят по формуле: R · 100% где С_о исходное содержание серебра (1), С₁ содержание серебра (1) после сорбции.

В табл.1 приведена зависимость степени извлечения серебра (1) сорбентом ПСДС-3 от кислотности среды; в табл.2 " то же, от времени сорбции, в табл.3 определение статической сорбционной емкости ПСДС-3 по серебру (1) в 0,5М азотной кислоте; в табл.4 то же, в тиосульфатных растворах; в табл.5 извлечение серебра (1) сорбентом ПСДС-3 из разбавленных тиосульфатных растворов; в табл.6 то же, в присутствии неблагородных металлов.

П р и м е р 3. Для определения времени установления сорбционного равновесия 10 мг сорбента ПСДС-3 контактируют с 40 мл 0,5М раствора азотной кислоты, содержащего 1 мг серебра (1). Время контакта сорбента с раствором адсорбента варьируют в пределах 10-270 мин. По окончании времени сорбции сорбент отделяют от раствора и проводят определение степени извлечения серебра (1) аналогично примеру 2.

П р и м е р 4. Определение статической сорбционной емкости (ССЕ) ПСДС-3 по серебру (1) в азотнокислых растворах.

10 мг сорбента ПСДС-3 контактируют в течение 60 мин с 40 мл 0,5М растворов азотной кислоты, содержащих серебро (1). Содержание серебра (1) в растворе увеличивают до полного насыщения сорбента. Расчет ССЕ производят по формуле: ССЕ сорбента ПСДС-3 в 0,5 М азотной кислоте составляет 396 мг/г, что более чем в два раза превышает значение ССЕ для способа-прототипа.

П р и м е р 8. Определение ССЕ ПСДС-3 по серебру (1) в тиосульфатных растворах.

50 мг сорбента ПСДС-3 контактируют в течение 1,5 ч с 50 мл растворов серебра (1) в виде тиосульфатных комплексов Na₃[Ag(S₂O₃)₂] имеющих значение рН 4. Содержание серебрянотиосульфатных комплексов в растворе увеличивают до полного насыщения сорбента. Расчет ССЕ производят как и в примере 4.

ССЕ сорбента ПСДС-3 в тиосульфатных растворах при рН составляет 108 мг/г.

П р и м е р 6. Извлечение серебра (1) из разбавленных тиосульфатных растворов.

50 мг сорбента ПСДС-3 контактируют в течение 1,5 ч с 50 мл растворов серебра (1) в виде тиосульфатных комплексов Na₃[Ag(S₂O₃)₂] имеющих значение рН 4. По окончании сорбции в растворе определяют остаточное содержание серебра и рассчитывают степень извлечения (R).

П р и м е р 7. Исследование селективности ПСДС-3 по отношению к серебру (1) проводили в растворах 0,5М азотной кислоты. Навеску сорбента ПСДС-3 10 мг контактируют в течение 1 ч в статическом режиме с 40 мл 0,5М раствора азотной кислоты, содержащего 50 мкг серебра (1), а также значительный избыток неблагородных металлов. Сорбент отделяют от раствора фильтрованием, определяют содержание серебра в сорбенте атомно-эмиссионным методом и рассчитывают степень его извлечения (R).

Таким образом, предлагаемый нами способ извлечения серебра (1) из азотнокислых и тиосульфатных растворов отличается от способа-прототипа более высокой эффективностью извлечения серебра (1) из азотнокислых растворов за счет увеличения в 2,3 раза статической сорбционной емкости сорбента, а также возможностью глубокого извлечения серебра (1) из тиосульфатных растворов.

Формула изобретения

СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ СЕРЕБРА ИЗ РАСТВОРОВ, преимущественно азотнокислых и тиосульфатных, включающий сорбцию кремнийорганическим азот-, серусодержащим комплексообразующим сорбентом, отличающийся тем, что сорбцию проводят с использованием в качестве сорбента сшитого полиорганилсилсесквиоксана поли [S, Sʹ -бис(3-силсесквиоксанилпропилимино) дисульфида, элементарное звено которого имеет следующую структуру:

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3