本發明屬鉑族金屬的提純與精制領域,具體涉及到鉑族金屬萃取液的制備方法。
背景技術:
利用物質在兩種不相溶(或微溶)的溶劑中分配系數地不同,將其從一種溶劑內轉移到另外一種溶劑中的過程稱之為萃取,通過選擇合適的萃取劑、溶劑、工藝和操作條件,萃取法可將溶液中的組分相分離,達到富集或提純物質的目的。與其他分離方法相比,萃取法具有分離效率高、運行成本低、元素直收率高等優點,近年來發展迅速,在煉油、冶金、食品及原子能等行業獲得了廣泛的應用。
自英國acton的inco精煉廠和royston的mrr精煉廠,以及南非的lonrho精煉廠首先采用萃取法分離鉑族金屬以來,萃取法分離鉑族金屬在世界范圍內獲得越來越廣泛的應用,代表著鉑族金屬分離技術的發展方向。目前,要采用萃取法分離鉑族金屬,首先就得制備鉑族金屬萃取原液,原液中雜質元素種類和含量對鉑族金屬萃取影響巨大,雜質元素種類少、含量低的原液在萃取時不僅分離效果好且容易分相。人們已發展出多種不同的鉑族金屬萃取液制備方法,這些制備方法一般都由脫除賤金屬和分離金銀兩部分構成,如選擇性氯化-深度氯化-金還原法、氧化焙燒-酸浸-氯化-金還原法、加壓氧化堿浸-離子交換-氯化-金萃取法等等;這些方法雖然都在一定程度上制得了滿足萃取要求的鉑族金屬溶液,但普遍存在雜質脫除效果差,鉑族金屬分散嚴重、能耗高、操作復雜等許多問題。
技術實現要素:
針對上述問題,本發明提供一種鉑族金屬萃取液的制備方法,與其它制備方法相比,本發明方法除雜效果好,鉑族金屬分散程度小,能耗低,操作簡單,而且對原料的適應性強。
本發明的技術方案是:一種鉑族金屬萃取液的制備方法,包括以下依次進行的步驟:
步驟1:將鉑族金屬精礦與含氯離子的酸性液混合,液固比為5.0~20.0∶1,加熱至溫度為40~90℃,加入氧化劑,進行氯化浸出,得到氯化渣和氯化液,氯化渣返回鉑族金屬精礦生產工序;
步驟2:采用不含重金屬元素的物質為還原劑,對氯化液進行一次控制電位還原,得到一次粗金粉和一次還原后液,一次粗金粉與含氯離子的酸性液混合,加入氧化劑,進行氯化浸出,得到氯化渣和氯化液,氯化渣返回鉑族金屬精礦生產工序,氯化液進行二次控制電位還原,得到二次粗金粉和二次還原后液,二次粗金粉送精制;
步驟3:將一次還原后液和二次還原后液混合,進行氯化銨沉淀,得到沉淀后液和沉淀渣,沉淀后液返回鉑族金屬精礦生產工序;
步驟4:沉淀渣與液體混合,攪拌形成漿料后加熱至一定溫度,再加入堿性物質調節漿料ph,至ph>12時停止,然后在一段時間內加入一定量的不含重金屬元素的還原性物質,還原性物質加入完畢后過濾反應液,得濾液和濾渣,濾液返回沉淀渣漿化;
步驟5:濾渣與含氯離子的酸性液混合,加入氧化劑,進行氯化浸出,得到氯化渣和氯化液,氯化渣返回鉑族金屬精礦生產工序,氯化液即為鉑族金屬萃取液。
進一步,步驟1、步驟2和步驟5中含氯離子的酸性液為30~220g/l鹽酸溶液和/或50~350g/l氯化鈉加50~300g/l硫酸組成的溶液。
進一步,氧化劑為氯酸鈉、氯酸鉀、次氯酸鈉、高氯酸、氯氣及液氯中的一種或幾種組合,氧化劑加入量為0.1~5.0mol/l,反應時間0.5~4h。
進一步,步驟2中反應溫度為0~40℃,一次還原時控制電位為500~650mv,二次還原時控制電位為380~490mv。
進一步,所述不含重金屬元素的還原劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉、焦亞硫酸氫鈉、二氧化硫及草酸中的一種或幾種的組合。
進一步,步驟3中氯化銨加入量為40~140g/l,沉淀溫度為40~80℃,還加入5~25g/l的氧化劑,氧化劑為氯酸鈉、氯酸鉀、次氯酸鈉、高氯酸、氯氣及雙氧水中的一種或幾種組合。
進一步,步驟4中漿化時液固比為0.5~5.0,漿化用的液體為水或其它回用的溶液,漿料加熱至溫度為40~90℃,調節漿料ph的堿性物質為氫氧化鈉固體、氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀固體、氫氧化鉀水溶液中的一種或幾種組合。
進一步,所述步驟5中所述的一段時間為0.5~5h,加入量為理論量的1.0~3.0倍;所述不含重金屬元素的還原性物質為甲醛、水合肼、硼氫化鈉、鹽酸羥胺中的一種或幾種組合。
與現有制備方法相比,本發明方法的有益效果和突出優點在于:
1)雜質脫除效果好,經本發明方法制備得到的鉑族金屬萃取液中一些雜質元素濃度為:au<30mg/l、ag<20mg/l,te<500mg/l,se<300mg/l,cu<400mg/l,pb<600mg/l;
2)鉑族金屬分散程度小,原料中98.5%的鉑族金屬最后都轉移至萃取液中;
3)對原料適應性強,本發明工藝對au、ag、cu、pb、te、se等元素含量很高的鉑族金屬精礦均具有很好的除雜效果;
4)能耗低,容易操作。
附圖說明
圖1為該發明一種鉑族金屬萃取液的制備方法的流程圖。
具體實施方式
以下通過實施例對本發明作進一步的詳細描述,但本發明的范圍不限于這些實施例。
如圖1所示,本發明一種鉑族金屬萃取液的制備方法,包括以下依次進行的步驟:
步驟1:將鉑族金屬精礦與含氯離子的酸性液混合,液固比為5.0~20.0∶1,加熱至溫度為40~90℃,加入氧化劑,進行氯化浸出,得到氯化渣和氯化液,氯化渣返回鉑族金屬精礦生產工序;
步驟2:采用不含重金屬元素的物質為還原劑,對氯化液進行一次控制電位還原,得到一次粗金粉和一次還原后液,一次粗金粉與含氯離子的酸性液混合,加入氧化劑,進行氯化浸出,得到氯化渣和氯化液,氯化渣返回鉑族金屬精礦生產工序,氯化液進行二次控制電位還原,得到二次粗金粉和二次還原后液,二次粗金粉送精制;
步驟3:將一次還原后液和二次還原后液混合,進行氯化銨沉淀,得到沉淀后液和沉淀渣,沉淀后液返回鉑族金屬精礦生產工序;
步驟4:沉淀渣與液體混合,攪拌形成漿料后加熱至一定溫度,再加入堿性物質調節漿料ph,至ph>12時停止,然后在一段時間內加入一定量的不含重金屬元素的還原性物質,還原性物質加入完畢后過濾反應液,得濾液和濾渣,濾液返回沉淀渣漿化;
步驟5:濾渣與含氯離子的酸性液混合,加入氧化劑,進行氯化浸出,得到氯化渣和氯化液,氯化渣返回鉑族金屬精礦生產工序,氯化液即為鉑族金屬萃取液。
進一步,步驟1、步驟2和步驟5中含氯離子的酸性液為30~220g/l鹽酸溶液和/或50~350g/l氯化鈉加50~300g/l硫酸組成的溶液。
進一步,氧化劑為氯酸鈉、氯酸鉀、次氯酸鈉、高氯酸、氯氣及液氯中的一種或幾種組合,氧化劑加入量為0.1~5.0mol/l,反應時間0.5~4h。
進一步,步驟2中反應溫度為0~40℃,一次還原時控制電位為500~650mv,二次還原時控制電位為380~490mv。
進一步,所述不含重金屬元素的還原劑為亞硫酸鈉、亞硫酸氫鈉、焦亞硫酸鈉、焦亞硫酸氫鈉、二氧化硫及草酸中的一種或幾種的組合。
進一步,步驟3中氯化銨加入量為40~140g/l,沉淀溫度為40~80℃,還加入5~25g/l的氧化劑,氧化劑為氯酸鈉、氯酸鉀、次氯酸鈉、高氯酸、氯氣及雙氧水中的一種或幾種組合。
進一步,步驟4中漿化時液固比為0.5~5.0,漿化用的液體為水或其它回用的溶液,漿料加熱至溫度為40~90℃,調節漿料ph的堿性物質為氫氧化鈉固體、氫氧化鈉水溶液、氫氧化鉀固體、氫氧化鉀水溶液中的一種或幾種組合。
進一步,所述步驟5中所述的一段時間為0.5~5h,加入量為理論量的1.0~3.0倍;所述不含重金屬元素的還原性物質為甲醛、水合肼、硼氫化鈉、鹽酸羥胺中的一種或幾種組合。
實施例1
取500g烘干的鉑族金屬精礦,測得pt含量為2.12%,pd含量為9.36%,rh含量為0.56%,ir含量為0.23%,ru含量為0.082%,將其加入至5.0l濃度為90g/l的鹽酸溶液中,攪拌并加熱至50℃后在2.5h內加入246g氯酸鈉固體,冷卻后作固液分離,固體返回鉑族金屬精礦生產工序,液體升溫至30℃后,加入亞硫酸鈉固體,并監測反應液電位,當反應液電位為560mv時停止加入亞硫酸鈉,固液分離后得一次粗金粉和一次還原后液,一次粗金粉稱得濕重為187.9g,加入至1.0l濃度為180g/l的鹽酸溶液中,攪拌并加熱至55℃后在1.5h內加入81g氯酸鈉固體,冷卻后作固液分離,固體返回鉑族金屬精礦生產工序,液體于室溫下加入亞硫酸鈉固體,并監測反應液電位,當反應液電位為450mv時停止加入亞硫酸鈉,固液分離后得二次粗金粉和二次還原后液,二次粗金粉送精制。將一次還原后液和二次還原后液混合,分別按60g/l和10g/l加入氯化銨固體和氯酸鈉固體,冷卻后作固液分離得沉淀后液和沉淀渣,沉淀后液返回鉑族金屬精礦生產工序,沉淀渣稱濕重得162g,與1.0l水混合后攪拌成漿料,加熱至60℃并加入30%氫氧化鈉水溶液將漿料ph調節至13,然后在2.5h內加入185g甲醛含量為36.5%的工業用甲醛溶液,完成后作固液分離,濾液返回用作漿化液,濾渣稱濕重為202.5g,加入至2.0l濃度為180g/l鹽酸溶液中,攪拌并加熱至65℃后在2h內加入96g氯酸鈉固體,冷卻后作固液分離,得氯化渣和氯化液,氯化渣返回鉑族金屬精礦生產工序,氯化液即為鉑族金屬萃取液,量體積為2.15l,測得其組成如表1所示。
表1氯化液組成分析結果
實施例2
取500g烘干的鉑族金屬精礦,測得pt含量為0.12%,pd含量為1.36%,rh含量為2.56%,ir含量為5.23%,ru含量為0.83%,將其加入至4.0l濃度為160g/l氯化鈉加196g/l硫酸組成的溶液中,攪拌并加熱至60℃后在2.0h內加入196g氯酸鉀固體,冷卻后作固液分離,固體返回鉑族金屬精礦生產工序,液體于室溫下加入草酸固體,并監測反應液電位,當反應液電位為520mv時停止加入草酸,固液分離后得一次粗金粉和一次還原后液,一次粗金粉稱得濕重為88.0g,加入至1.5l濃度為140g/l的鹽酸溶液中,攪拌并加熱至55℃后在1.5h內加入45g氯酸鉀固體,冷卻后作固液分離,固體返回鉑族金屬精礦生產工序,液體于室溫下加入草酸固體,并監測反應液電位,當反應液電位為470mv時停止加入草酸,固液分離后得二次粗金粉和二次還原后液,二次粗金粉送精制。將一次還原后液和二次還原后液混合,分別按100g/l和20g/l加入氯化銨固體和氯酸鉀固體,冷卻后作固液分離得沉淀后液和沉淀渣,沉淀后液返回鉑族金屬精礦生產工序,沉淀渣稱濕重得192g,與2.0l水混合后攪拌成漿料,加熱至50℃并加入氫氧化鉀固體將漿料ph調節至13,然后在1.5h內加入116g水合肼含量為66.0%的工業用水合肼溶液,完成后作固液分離,濾液返回用作漿化液,濾渣稱濕重為182.5g,加入至2.5l濃度為165g/l鹽酸溶液中,攪拌并加熱至55℃后在1.5h內加入147g氯酸鉀固體,冷卻后作固液分離,得氯化渣和氯化液,氯化渣返回鉑族金屬精礦生產工序,氯化液即為鉑族金屬萃取液,量體積為2.75l,測得其組成如表2所示。