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从铜阳极泥分金钯后的铂精矿中提取分离铂钯金新工艺及萃取机理研究

张钦发  
【摘要】: 某冶炼厂铜阳极泥分金钯后的铂精矿由于没有合适的提取分离工艺而积累,本论文提出了从铂精矿中提取分离铂、钯、金的新工艺路线:预处理富集Au、Pd、Pt—氯化浸出Au、Pd、Pt—NH_4Cl沉Pt—溶剂萃取分离Au、Pd、Pt。研究得出了最佳工艺条件,并通过工业试验,取得了较好的技术指标。研究了氯化钯制备新工艺和萃取机理。 针对铂精矿中Au、Pt、Pd含量低,同时部分Pt、Pd还以化合物状态存在的特点,通过试验研究及比较分析,确定了水合肼还原—氨浸—酸浸的预处理新工艺,得出了最佳工艺条件,预处理除去了93%的杂质元素,使金银铂钯的富集比达14以上,Pt、Pd、Au、Ag的溶解损失率仅分别为0.70%、0.38%,、0.12%和0.60%。为后段的Pt、Pd、Au的提取奠定了基础。 在对Au、Pt、Pd相关热力学分析的基础上,研究了金、铂、钯氯化浸出的工艺条件,取得了Au、Pt、Pd浸出率均大于99.5%浸出指标。 针对所得的氯化浸出贵液Au含量较低,铂含量较高的特点,通过对工艺流程试验研究和对技术指标的对比分析,确定了从贵液中提取分离铂、钯、金的最佳工艺流程为:NH_4Cl沉Pt—硫醚萃取Au、Pd——三辛胺萃取Pt,研究得出了最佳工艺条件和技术指标,NH_4Cl沉Pt的沉淀率为89.34%,Au、Pd的一级萃取率分别可达99.2%和99.4%,Pt一级萃取率可达94.6%指标。 工业试验结果表明:从铂精矿中提取分离Au、Pt、Pd的新工艺路线可行,效果良好。 根据TOA的浓度、氯离子浓度、氢离子浓度对TOA萃取Pt(Ⅳ)、Pd(Ⅱ)的萃取分配比影响的试验结果以及对Pt(Ⅳ)、Pd(Ⅱ)萃合物和Pt(Ⅳ)、Pd(Ⅱ)相关化合物的吸光曲线的分析对比,得出TOA萃取Pt(Ⅳ)主要以[(R_3NH~+)_2PtCl_6]、[(R_3NH~+)HPtCl_6]和[(R_3NH~+)PtCl_5]形式萃取,Pd(Ⅱ)主要以[(R_3NH~+)_2PdCl_4]和[(R_3NH~+)HPdCl_4]形式萃取,萃取形式主要由Cl~-和H~+浓度决定,测定了Pt(Ⅳ)Pd(Ⅱ)以[(R_3NH~+)_2PtCl_6]和[(R_3NH~+)_2PdCl_4]形式萃取的表观平衡常数分别为:K’_(e(Pt))=4.56×10~5、K’_(e(Pd))=2.38×10~5(邻二甲苯中)和K’_(e(Pt)=1.17×10~6,K’_(e(pd))=5.73×10~5(环已烷中),邻二甲苯体系中萃取反应焓变分别为24.06KJ·mol~(-1)、-28.447KJ·mol~(-1),熵变分别为28.92J·K~(-1)、9.04J·K~(-1)。推导出了萃取分配比与TOA浓度等参数间的理论关系式,理论计算结果与试验测定值相吻合。 采用Lewis恒界面池研究了TOA萃取Pt(Ⅳ)、Pd(Ⅱ)动力学,TOA萃取Pt(Ⅳ)、Pd(Ⅱ)的萃取速度基本符合准一级反应,研究得出萃取TOA萃取Pt(Ⅳ)、Pd(Ⅱ)属于界面反应控制类型;在邻二甲苯体系中正向萃取反应活化能分别为39.94KJ·mol~(-1)、21.15KJ·mol~(-1),推导出正逆向萃取速度常数之比与TOA浓度、H~+浓度和Cl~-浓度间理论关系式,理论计算值与试验测定值吻合。 研究了极性稀释剂对TOA萃取Pt(Ⅳ)、Pd(Ⅱ)的影响及影响机理,正辛醇、MIBK、三氯甲烷加入会降低R_3NH~+的表观电离常数、Pt(Ⅳ)和Pd(Ⅱ)的萃取分配比以及萃取速度,研究得出了正辛醇、MIBK、三氯甲烷对TOA萃取Pt(Ⅳ)、Pd(Ⅱ)影响主要是与R_3NH~+产生了缔合副反应,降低了有机相中TOA的有效浓度,从而降低了萃取分配比和萃取速率,测定了正辛醇、MIBK和三氯甲烷与R_3NH~+在邻二甲苯中的缔合表观平衡常数分别为:12.1、0.339和0.22,在环已烷中的缔合表观平衡常数分别为44.57、0.57和0.96,并推导得出萃取分配比和萃取速率常与缔合常数和极性溶剂浓度间的理论关系式,理论计算所得结果与试验测定结果相吻合。 研究了由Pd(NH_3)_2Cl_2法制备氯化钯新工艺,以及传统的王水溶解海绵钯法制备氯化钯的赶硝新工艺,制备的氯化钯的钯的含量可达59.4%以上,其中铁的含量在0.002%以下,硝酸盐的含量低于0.04%,均达到化学试剂的分析纯标准。


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