Способ извлечения и очистки металлов платиновой группы и золота

 

Изобретение относится к области химической технологии извлечения и очистки металлов платиновой группы и золота. Исходный раствор содержит платиновые металлы, золото и примеси неблагородных металлов. Вначале в растворе восстанавливают иридий до трехвалентного состояния, а золото - до металла. Оставшиеся в растворе золото и примеси экстрагируют трибутилфосфатом. Затем проводят экстракцию платины трибутилфосфатом. После этого экстрагируют палладий сульфоксидом, например, диоктилсульфоксидом или нефтяным сульфоксидом. Для получения чистого золота его экстракт промывают раствором соляной кислоты. 2 з.п.ф-лы.

Изобретение относится к области химической технологии извлечения платиновых металлов и золота.

Существующие в настоящее время химические методы извлечения, разделения и очистки платиновых металлов, в частности платины, палладия и золота очень сложны.

Концентрат платиновых металлов, а также отходы производства растворяют в царской водке. Проводят восстановление палладия и иридия. Осаждают золото, отфильтровывают его и из раствора выделяют платину хлоридом аммония в виде хлорплатината аммония. Затем избытком аммиака осаждают иридий в виде гидроксида. При этом осаждается гидроксид железа, если оно присутствует в растворе.

Раствор после фильтрации обрабатывают соляной кислотой для осаждения хлорпалладозамина (Баймаков Ю. В. и др. Электролиз в гидрометаллургии, М: Металлургия, 1977, с.115-116).

Недостатком способа является его сложность и многостадийность, что ведет к низкому прямому извлечению благородных металлов и золота, большому объему вторичных растворов и, следовательно, затратам на их переработку. Полученные продукты также не отвечают по чистоте современным требованиям без дополнительной очистки.

Разработаны другие методы разделения благородных металлов, основанные на процессах экстракции их из растворов.

Эти процессы отличаются способами, которыми платиноиды переводят в растворимое состояние, числом экстрагируемых металлов и экстрагентами для извлечения индивидуальных металлов.

Последовательность операций в этих способах следующая: вначале проводят экстракционное отделение золота, затем экстракцию палладия, восстановление Ir до трехвалентного состояния, а затем извлекают экстракцией платину (Меретуков М. А. и Орлов А.М., Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт. М: Металлургия, 1991, с.З6О- 368).

Наиболее близким к предложенному является способ извлечения и очистки платиновых металлов и золота, включающий отгонку Os и Ir в виде их тетраоксидов, экстракцию золота дибутилкарбитолом, последующую экстракцию палладия диалкилсульфидом, восстановление иридия (IV) до иридия (III), экстракцию платины трибутилфосфатом (ТБФ) и последующее извлечение родия и иридия (патент US 4390366, C 01 G 7/00, 1983).

Недостатками всех перечисленных экстракционных способов являются недостаточная чистота получаемых соединений и металлов за счет загрязнения их примесями неблагородных металлов.

Кроме того, способы пригодны только для извлечения и очистки платиновых металлов при одинаковом содержании платины и палладия в растворе, т. е. не являются универсальными.

Задачей изобретения является создание такого способа извлечения и очистки платиновых металлов и золота, который позволит получать чистые платину, палладий и золото с высоким прямым извлечением из растворов любого состава.

Поставленная задача решается тем, что в способе извлечения и очистки металлов платиновой группы и золота, включающем экстракцию золота из раствора, селективную экстракцию палладия, восстановление иридия (IV) до иридия (III) и экстракционное извлечение платины трибутилфосфатом, вначале осуществляют восстановление иридия (IV) до иридия (III) и золота до металлического золота, затем проводят экстракцию оставшегося в растворе золота трибутилфосфатом, а экстракцию палладия ведут сульфоксидом после экстракции платины.

В качестве сульфоксида используют диоктилсульфоксид или нефтяной сульфоксид.

Кроме того, в преимущественном варианте осуществления способа экстракт золота промывают раствором соляной кислоты.

Способ осуществляют следующим образом.

Исходный раствор, полученный после гидрохлорирования сырья, имеет кислотность 3-5 М.

В раствор вводят восстановитель, позволяющий восстановить иридий до трехвалентного состояния и основную часть золота до металла. В качестве восстановителя могут быть использованы сульфит натрия, диоксид серы, гидразин и другие известные восстановители.

После удаления металлического золота фильтрацией в растворе остаются благородные металлы и неблагородные примеси, например, железо.

Коэффициенты распределения золота, железа и др. примесей при их экстракции ТБФ намного выше коэффициентов распределения платиновых металлов, что позволяет глубоко очистить растворы платиновых металлов от оставшегося в растворе золота и примесей железа и др. примесей.

После разделения водной и органической фаз в рафинате 1 (водной фазе) остаются только благородные металлы.

Экстракт 1 золота, в котором содержится незначительное количество соэкстрагировавшихся платиновых металлов, а также примеси неблагородных металлов промывают растворами соляной кислоты для вымывания вначале платиновых металлов, а затем неблагородных примесей в т. ч. железа.

Промывные воды, содержащие платиновые металлы объединяют с рафинатом 1.

Восстановление иридия и золота, а также последующее экстракционное удаление золота и неблагородных примесей в начале процесса извлечения позволяет избежать "размазывания" их по всем операциям разделения и очистки и исключить загрязнения благородных металлов.

Очищенный раствор (рафинат 1) поступает на экстракционное извлечение платины с использованием ТБФ.

Экстракт 2 платины промывают от соэкстрагировавшихся примесей других платиновых металлов растворами соляной кислоты и реэкстрагируют платину.

Содержание основного вещества (Pt) в реэкстракте 2 не менее 99,98%.

В рафинате 2 остаются палладий, иридий, родий и рутений.

Палладий экстрагируют из раствора сульфоксидом. В качестве сульфоксида можно использовать диоктилсульфоксид (ДОCO) или нефтяной сульфоксид (НCO).

Раствор после реэкстракции палладия содержит более 99,98% Pd.

Остальные платиновые металлы остаются в рафинате 3 и могут быть разделены известными методами.

Пример 1.

Исходный раствор после гидрохлорирования и отгонки окислителя содержит, г/л: Pt 90-110; Pd 0,5-2,5; Ir 0,5-3; Rh 0,5-1,5; Ru 0,02-0,1 Au 0,5-5,0; Fe 5,0-17,0; Cu 0,3-1,8 и др.

В раствор вводят восстановитель - раствор сульфита натрия. Весь иридий при восстановлении переходит в трехвалентное состояние, а золото восстанавливается до металла. Осадок металлического золота отфильтровывают.

Полученный раствор, содержание золота в котором снизилось до 0,005-0,5 г/л, направляют на экстракцию оставшегося золота и очистку от неблагородных металлов ТБФ. Соотношение органической и водной фаз при экстракции 1: (4-12). Фазы разделяют. В органической фазе (экстракт 1) концентрируется золото, железо и другие примеси. Водная фаза (рафинат 1) содержит благородные металлы. Содержание примесей железа в ней не превышает 60 мг/л, а золота 1 мг/л.

Экстракт 1 вначале промывают 3-5М раствором соляной кислоты для извлечения соэкстрагировавшихся платиновых металлов, а затем 0,1М раствором соляной кислоты для удаления примесей неблагородных металлов из органической фазы.

Отмытый экстракт 1 направляют на извлечение золота.

Рафинат 1, содержащий только платиновые металлы, объединяют с промывными водами первой промывки экстракта 1 и направляют на извлечение платины.

Для этого используют ТБФ при соотношении органической и водной фаз равном (3-4): 1.

Платина переходит в органическую фазу (экстракт 2), а остальные благородные металлы остаются в водной фазе (рафинат 2).

Экстракт 2 промывают 5,0-5,5М раствором соляной кислоты при соотношении органической и водной фаз (3-4):1 для удаления соэкстрагировавшихся примесей Ir, Rh, Pd, Ru и реэкстрагируют из него платину водой.

Рафинат 2 поступает на селективную экстракцию палладия. В качестве экстрагента используют раствор диоктилсульфоксида в синтине с добавкой жирных спиртов фракции С7 - С9. Соотношение фаз органической к водной при экстракции 1: (1-5).

Полученный экстракт 3, содержащий Pd, промывают 1,0-1,5М раствором соляной кислоты и реэкстрагируют из него палладий раствором аммиака.

В рафинате 3 концентрируются Ir, Rh, Ru, которые поступают на разделение известными методами или на гидрохлорирование исходного сырья.

Прямое извлечение Pt 98-98,5%, Pd 97-98%, Au 99%, а чистота полученных продуктов платины и палладия не менее 99,98%, золота 99,95%.

Пример 2.

Исходный раствор содержит, г/л: Pt 40-50; Pd З0-40; Ir 0,5-3,0; Rh 0,5-1,5; Ru 0,02-0,1; Fe 5-17; Au 0,5-5,0.

Способ осуществляют аналогично примеру 1, за исключением соотношений органической и водной фаз в процессах экстракции платины и палладия, которые зависят от содержания их в исходном растворе и определяется известными закономерностями.

Прямое извлечение и чистота продуктов такие же, как в примере 1.

Приведенные выше примеры свидетельствуют о том, что именно заявленная последовательность операций и экстрагенты позволяют достичь указанного технического результата.

Формула изобретения

1. Способ извлечения и очистки металлов платиновой группы и золота, включающий экстракцию золота из раствора, селективную экстракцию палладия, восстановление иридия IV до иридия III и экстракционное извлечение платины трибутилфосфатом, отличающийся тем, что вначале осуществляют восстановление иридия IV до иридия III и золота до металлического золота, затем проводят экстракцию оставшегося в растворе золота трибутилфосфатом, а экстракцию палладия ведут сульфоксидом после экстракции платины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве сульфоксида используют диоктилсульфоксид или нефтяной сульфоксид.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что экстракт золота промывают раствором соляной кислоты.