СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИРИДИЯ (III) ИЗ ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРОВ Российский патент 2015 года по МПК C22B11/00 C22B3/38 

Описание патента на изобретение RU2550460C1

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов, в частности к аффинажному производству металлов платиновой группы (МПГ) и получению чистого иридия.

В настоящее время для вскрытия платиносодержащего сырья в основном используется процесс гидрохлорирования, в результате которого все металлы платиновой группы переходят в раствор в виде комплексных хлоридов. Разработаны и используются осадительные и экстракционные методы разделения МПГ и выделения иридия.

По известной схеме [Меретуков М.А., Орлов A.M. Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт, М., Металлургия, 1991, с.360-371; Металлургия благородных металлов / Под ред. Чугаева Л.В., изд. 2, - М.: Металлургия, 1987, с.408-424] при извлечении и очистке иридия раствор кипятят для удаления избытка соляной кислоты и проводят восстановление металла диоксидом серы, сульфитом натрия или другими восстановителями. На следующем этапе извлекают платину, палладий, рутений, затем иридий окисляют до четырехвалентного состояния и экстрагируют ТБФ, амином или осаждают иридий в виде аммонийной соли. Применяемые схемы многостадийны, получение целевого продукта иридия происходит на последних стадиях, что приводит к значительным потерям иридия с вторичными растворами, требуется их дополнительная переработка.

Известен способ извлечения иридия из хлоридного раствора, содержащего примеси металлов платиновой группы и неблагородные элементы, включающий обработку хлоридного раствора нитритом натрия, отделение осадка гидроксидов от нитритного раствора фильтрованием, выщелачивание осадка гидроксидов водой, нагревание в автоклаве при температуре 150-180°C и дальнейшее осаждение хлоридом аммония из растворов в виде иридиевых аммонийно-натрий нитритных комплексных солей [Ильяшевич В.Д., Мамонов С.Н., Сидоренко Ю.А. // Патент РФ 2094498, МПК C22B 11/00, заяв. 95110548/02 19.06.1995, http://on.27.10.J997]. Недостатками данного способа также является многостадийность технологического процесса, необходимость использования автоклавов, сложности дальнейшей переработки нитритного иридиевого продукта.

В процессе аффинажа МПГ, как правило, получают отдельно платино-палладиевый концентрат и концентрат, содержащий иридий, родий и рутений. Известен способ экстракции иридия (III) из хлоридных растворов, содержащих родий и рутений, растворами салицилгидроксамовой кислоты в изобутаноле. При рН=3 достигнуто выделение 99.9% Ir при соэкстракции по 0,1% родия и рутения [Sen Kinjalkini, Acharyya Bijay R., Siladitya D., Bag Saswati P. Селективная экстракция иридия в присутствии родия и рутения растворами салицилгидроксамовой кислоты в изобутане // Indian J. Chem. А. - 1991. - 30, №5. - С.437-440]. Недостатком способа является невозможность реэкстракции иридия без разрушения экстрагента и высокая стоимость салицилгидроксамовой кислоты, что приводит к нерентабельности использования предложенного реагента для аффинажа иридия.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ экстракции комплексных хлоридов иридия трибутилфосфатом (ТБФ) в присутствии хлора, как окислителя иридия (III) [Москвитин Л.Н. и др. // Журнал неорганической химии. 1985. Т.30, В.1. С.170-175]. Авторы установили, что наиболее эффективно в органическую фазу экстрагируется комплексная кислота состава Н[IrCl5·H2O], доля которой составляет 0,2% при CHCl=8.0 М и 8,6% при CHCl=0,1 M. Основной формой иридия в этих условиях является H2[IrCl6], однако экстрагируемость этой комплексной формы очень низка по сравнению с H[IrCl5·H2O]. Предложено для решения проблемы проводить экстракцию из смешанных соляно-сернокислых растворов. Рост извлечения иридия достигается за счет увеличения кислотности, добавлением в раствор слабо экстрагируемой серной кислоты, и снижения концентрации соляной кислоты, хорошо экстрагируемой трибутилфосфатом в присутствии хлора. Оптимальная для экстракции иридия концентрация ионов водорода составляет 4-5 н. Недостатком данного способа является низкая селективность процесса из-за высоких коэффициентов распределения комплексных кислот платины и палладия в этих условиях, использование смешанных растворов серной и соляной кислоты, усложняющих дальнейшую переработку технологических растворов.

Задачами заявляемого изобретения является повышение селективности извлечения иридия из раствора и упрощение технологического процесса. Для их решения предлагается значительно увеличить долю хорошо экстрагируемой комплексной кислоты H[IrCl5·H2O], что достигается гетерогенным окислением иридия (III) в хлоридных растворах соединением хлорноватистой кислоты с трибутилфосфатом (ТБФ·HOCl) с одновременной экстракцией иридиевого продукта окисления в органическую фазу.

Окислитель получается продувкой хлора через эмульсию трибутилфосфата в водном растворе гидроксида натрия по реакции (1). Процесс протекает количественно. В органической фазе может быть получена концентрация хлорноватистой кислоты до 1-1,5 моль/л. Получаемое соединение достаточно устойчиво и не разрушается при промывке водой.

здесь символы (в) и (о) обозначают принадлежность компонента к водной или органической фазам, соответственно.

При контакте раствора хлорноватистой кислоты в ТБФ с иридий-содержащими растворами хлоридные комплексы иридия(III) с большими выходами окисляются до комплексной кислоты H[IrCl5·H2O] по реакции (2).

Образующаяся кислота H[IrCl5·H2O] одновременно экстрагируется трибутилфосфатом (3).

Для предотвращения присоединения HCl к H[IrCl5·H2O] и образования плохо экстрагируемого соединения H2[IrCl6], а также снижения экстрагируемости комплексных кислот платины и палладия процесс окисления и экстракции иридия проводят при низкой кислотности раствора. С этой целью основную массу соляной кислоты удаляют упаркой. Остатки кислоты разлагаются на начальном этапе окисления иридия при контакте с раствором хлорноватистой кислоты в ТБФ (4).

Показано, что процесс обеспечивает извлечение иридия в органическую фазу за 1 контакт на 80-95%. Остальные металлы платиновой группы (Pt, Pd, Rh, Ru) экстрагируются слабо и их основная часть остается в водном растворе. Реэкстракция иридия из органической фазы водой осуществляется водой. Глубокое извлечение и очистка иридия могут быть достигнуты при реализации противоточного многоступенчатого процесса.

Примеры осуществления способа

Пример 1.

Солянокислый раствор комплексной кислоты иридия (III) - H3IrCl6 с содержанием иридия 1,9 г/л (0,01 М) упаривают почти досуха и разбавляют 0,1 М раствором азотной кислоты до прежнего объема. На этой стадии содержание соляной кислоты снижается с 1 М приблизительно до 0,02 М. Далее раствор контактируют с равным объемом 0,05 М раствора HOCl в 80% растворе ТБФ (разбавитель гептан) в течение 15 минут при 25°C. Анализ растворов показывает, что содержание соляной кислоты после обработки снижается до уровня менее 0,001 М, а извлечение иридия в органическую фазу составляет 95% (коэффициент распределения иридия - 19). По данным электронной спектроскопии основной экстрагируемой формой иридия является комплексное соединение H[IrCl5·H2O]-max=450 нм).

Пример 2.

Солянокислый раствор, содержащий иридий (III) - 0,96 г/л, платину - 0,97 г/л, палладий - 0,53 г/л, родий - 0,51 г/л и рутений - 0,50 г/л, упаривают почти досуха и разбавляют 0,1 М раствором азотной кислоты до прежнего объема, как и в примере 1. Затем раствор контактируют с равным объемом 0,11 М раствора HOCl в 80% растворе ТБФ (разбавитель гептан) в течение 15 минут при 25°C. Результаты межфазного распределения металлов приведены в таблице 1. Для сравнения приведены также данные по экстракции металлов платиновой группы ТБФ без хлорноватистой кислоты. Извлечение иридия за 1 контакт составляет 90% (коэффициент распределения - 9). Для других МПГ извлечение не превышает 5% (коэффициент распределения менее 0,05), за исключением палладия, извлечение которого составляет 20% (коэффициент распределения - 0,25).

В таблице 2 приведены коэффициенты разделения иридия с остальными МПГ. Видно, что наиболее селективно в процессе извлекается иридий.

Пример 3.

Солянокислый раствор комплексной кислоты иридия (III) - H3IrCl6 с содержанием иридия 1,9 г/л (0,01 М) подвергают обработке по примеру 1 при различных температурах (5-90°C). Данные по извлечению иридия в органическую фазу приведены в таблице 3.

Извлечение иридия максимально при низких температурах (5-25°C) и резко снижается при повышении температуры до 50°C и выше.

Пример 4.

Процесс проводят по примеру 1. В качестве реэкстрагента для извлечения иридия используют воду и 0,1 моль/л растворы ацетата натрия, гидроксида натрия, углекислого натрия. Соотношение объемов фаз при реэкстракции равно O:В=1:2. В случае с водой последовательно проводят 2 контакта. Полученные результаты представлены в таблице 4.

Приведенные выше примеры показывают, что использование заявленного способа извлечения иридия (III) позволяет эффективно извлекать иридий из хлоридных растворов металлов платиновой группы с заявленным результатом.

Похожие патенты RU2550460C1

название год авторы номер документа
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ 2002
  • Карманников В.П.
  • Назаров Ю.Н.
  • Игумнов М.С.
  • Туляков Н.В.
  • Юрасова О.В.
  • Клименко М.А.
  • Горбатенко В.П.
  • Драенков А.Н.
  • Евстифеев А.А.
  • Ожигов А.В.
  • Блюденов И.В.
  • Яушев М.Г.
RU2200132C1
СПОСОБ СОРБЦИОННОГО ИЗВЛЕЧЕНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ РОДИЯ И РУТЕНИЯ 2014
  • Кузьмин Владимир Иванович
  • Жидкова Татьяна Ильинична
RU2573853C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ РАСТВОРА РОДИЯ ОТ ПРИМЕСЕЙ 2020
  • Темеров Сергей Анатольевич
RU2751206C1
СПОСОБ ОТДЕЛЕНИЯ ПЛАТИНЫ, ПАЛЛАДИЯ И ИРИДИЯ ОТ РОДИЯ ЭКСТРАКЦИЕЙ ТБФ 2001
  • Смирнов П.П.
  • Ходюков Б.П.
  • Темеров С.А.
  • Бацанов С.А.
  • Горевая О.Н.
  • Плечкина С.И.
RU2219262C2
Способ очистки раствора родия от примесей 2022
  • Павлова Елена Игоревна
  • Ахметова Мария Андреевна
  • Сиротина Диана Юрьевна
RU2792512C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И РАЗДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ 2000
  • Карманников В.П.
  • Игумнов М.С.
  • Клименко М.А.
  • Федулова Т.В.
  • Юрасова О.В.
  • Драенков А.Н.
  • Татаринцев А.Н.
  • Ковалев В.В.
  • Клеандров В.Т.
RU2161130C1
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ И ОЧИСТКИ МЕТАЛЛОВ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ И ЗОЛОТА 1997
  • Драенков А.Н.
  • Татаринцев А.Н.
  • Кутилов В.А.
  • Звонцов Б.Ф.
  • Ковалев В.В.
  • Карманников В.П.
  • Клименко М.А.
  • Елютин А.В.
  • Федулова Т.В.
  • Фролова И.В.
  • Юрасова О.В.
RU2108294C1
РАЗДЕЛЕНИЕ МЕТАЛЛОВ 2015
  • Гордон, Росс Джон
  • Грант, Ричард
RU2685618C2
СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ОТДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ 2004
  • Асано Сатоси
  • Хегури Синити
  • Манабе Йосиаки
  • Касаи Масуси
  • Курокава Харумаса
RU2353684C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ РОДИЯ И ИРИДИЯ 1999
  • Карманников В.П.
  • Клименко М.А.
  • Федулова Т.В.
  • Фролова И.В.
  • Юрасова О.В.
  • Драенков А.Н.
  • Татаринцев А.Н.
  • Кутилов В.А.
  • Ковалев В.В.
  • Клеандров В.Т.
RU2156819C1

Реферат патента 2015 года СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИРИДИЯ (III) ИЗ ХЛОРИДНЫХ РАСТВОРОВ

Изобретение относится к области гидрометаллургии благородных металлов, в частности к аффинажному производству металлов платиновой группы (МПГ). Способ заключается в переводе хлоридных комплексов иридия (III) в хорошо экстрагируемое трибутилфосфатом комплексное соединение иридия (IV) путем смешивания хлоридного раствора МПГ с раствором хлорноватистой кислоты в трибутилфосфате при температуре 5-50°С. В процессе экстракции одновременно из раствора удаляется избыток хлорид-иона в виде молекулярного хлора и осуществляется окисление иридия (III) до иридия (IV). Извлечение иридия в органическую фазу составляет 93-95%, а платина, палладий, родий и рутений практически не экстрагируются. Реэкстракцию иридия из органической фазы осуществляют водой или слабощелочными водными растворами. Техническим результатом является селективное извлечение иридия из хлоридных растворов металлов платиновой группы. 1 з.п. ф-лы, 4 табл., 4 пр.

Формула изобретения RU 2 550 460 C1

1. Способ извлечения иридия(III) из хлоридных водных растворов металлов платиновой группы, включающий селективную экстракцию иридия в органическую фазу трибутилфосфатом, отличающийся тем, что селективную экстракцию ведут смешиванием иридий-содержащего хлоридного водного раствора с раствором хлорноватистой кислоты в трибутилфосфате при температуре 5-50°С, органическую фазу отделяют от водной и иридий реэкстрагируют из органической фазы водой или слабощелочными водными растворами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что перед экстракцией иридия исходный водный раствор упаривают для удаления избытка соляной кислоты.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2015 года RU2550460C1

СПОСОБ СОВМЕСТНОГО ОТДЕЛЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ 2004
  • Асано Сатоси
  • Хегури Синити
  • Манабе Йосиаки
  • Касаи Масуси
  • Курокава Харумаса
RU2353684C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ РОДИЯ И ИРИДИЯ 1999
  • Карманников В.П.
  • Клименко М.А.
  • Федулова Т.В.
  • Фролова И.В.
  • Юрасова О.В.
  • Драенков А.Н.
  • Татаринцев А.Н.
  • Кутилов В.А.
  • Ковалев В.В.
  • Клеандров В.Т.
RU2156819C1
JP 9203792 А, 05.08.1997
JP 2001098335 А, 10.04.2001
Прибор, замыкающий сигнальную цепь при повышении температуры 1918
  • Давыдов Р.И.
SU99A1
EP 0756013 А1, 29.01.1997
СПОСОБ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПЛАТИНЫ И ПАЛЛАДИЯ ИЗ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРОДУКТОВ, СОДЕРЖАЩИХ ПЛАТИНОВЫЕ МЕТАЛЛЫ 1996
  • Бахвалова Ирина Петровна[Ru]
  • Бахтина Марина Павловна[Ru]
  • Волкова Генриетта Всеволодовна[Ru]
  • Лосев Владимир Николаевич[Ru]
  • Трофимчук Анатолий Константинович[Ua]
RU2103394C1

RU 2 550 460 C1

Авторы

Жидкова Татьяна Ильинична

Кузьмин Владимир Иванович

Кузьмин Дмитрий Владимирович

Богданов Владимир Иванович

Даты

2015-05-10Публикация

2014-02-11Подача