Способ извлечения платины, палладия и золота из технологических растворов Российский патент 2022 года по МПК C22B11/00 C22B3/24 B01D15/04 

Изобретение относится к области гидрометаллургии драгоценных металлов, в частности, к способам извлечения платины, палладия и золота из технологических растворов переработки платиносодержащих материалов сорбцией.

Известен [Патент РФ на изобретение №2312910, Блохин А.А., Абовский Н.Д., Мурашкин Ю.В., опубл. 20.12.2007] способ сорбционного извлечения платины из маточных и промывных растворов, содержащих соляную кислоту (73-110 г/л), хлорид аммония (53.5 г/л), а также олово, железо, медь, цинк, с использованием полимерного сорбента Purolite S 920 с тиомочевинными функциональными группами, с последующей промывкой сорбента подкисленной водой и десорбцией платины солянокислыми растворами тиомочевины. Способ включает предварительную корректировку величины ОВП исходного раствора добавлением хлорида гидразина или сульфита натрия для восстановления платины (IV) до платины (II). Извлечение платины составляет 94-97%, данные об отделении платины от макрокомпонентов отсутствуют.

Известен [Патент РФ на изобретение №2527830, Кононова О.Н., Мельников A.M., опубл. 10.09.2015] способ выделения платины (II, IV) из хлоридных растворов, содержащих никель (II), сорбцией на сильноосновном анионите Purolite А 500 или слабоосновном комплексообразующем анионите Purolite S 985, содержащим полиаминные функциональные группы, из растворов 0,01-2 М HCl с последующей десорбцией раствором 2 М тиоцианата аммония. Способ обеспечивает степень извлечения платины 95,0-99,9% и количественное отделение от эквимолярных количеств никеля (II). В патенте отсутствуют данные по отделению целевого металла от других макроэлементов, присутствующих в технологических растворах.

Известен [Патент РФ на изобретение №2394109, Лонгвиненко И.А., Власова Т.В., Синегрибов В.А., Сметанников А.Ф., Красноштейн А.Е., опубл. 10.07.2010] способ извлечения благородных металлов из минерального сырья, содержащего хлориды щелочных и щелочноземельных металлов, включающий обжиг, выщелачивание огарка, сорбцию благородных металлов из полученной пульпы с использованием синтетического сорбента АМ-2Б, содержащего сильно- и слабоосновные функциональные группы, и десорбцию благородных металлов солянокислым раствором тиомочевины с последующим осаждением благородных металлов из тиомочевинного раствора десорбата раствором гидроксида аммония в коллективный концентрат. Описанный способ сорбционного выделения благородных металлов выбран в качестве наиболее близкого технического решения (прототипа). Согласно указанному прототипу сорбцию ведут в каскаде из шести аппаратов с сетчатыми дренажами, продолжительность сорбции на каждой из 6-и стадий составляет 1,5-2 часа. При этом десорбцию благородных металлов проводят при температуре 50-60°С. В качестве матричных элементов указаны лишь щелочные и щелочно-земельные элементы. Данные по влиянию солевого фона отсутствуют.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является отделение платины (IV), палладия (II) и золота (III) от меди (II), никеля (II), железа (III), свинца (II), селена (IV) и теллура (IV), увеличение степени извлечения ионов целевых металлов при более быстрой кинетике процессов сорбции и десорбции, увеличение производительности и селективности сорбционного материала. В отличие от сорбента АМ-2Б макропористой структуры анионообменный сорбент DIAION™ UBA120 на основе сополимера стирола и дивинилбензола имеет гелевую структуру, обеспечивающую более высокую обменную емкость, эффективность десорбции и более низкую стоимость.

Целью настоящего изобретения являлось увеличение эффективности и селективности связывания ионов платины (IV), палладия (II) и золота (III) из растворов сложного состава с высоким хлоридным фоном, в частности, моделирующих растворы переработки медно-никелевых шламов, платино-палладиевых концентратов и др., а также упрощение условий сорбции и десорбции целевых металлов.

Указанный технический результат достигается тем, что извлечение благородных металлов проводят из технологических растворов, содержащих 0.1-3 М HCl и избыточное количество ионов Cu(II), Ni(II), Fe(III), Pb(II), Se(IV), Te(IV), а также до 150 г/л хлорид-ионов, при использовании анионообменного сорбента гелевой структуры на основе сополимера стирола и дивинилбензола с группами триметиламмония с последующей десорбцией целевых металлов солянокислым раствором тиомочевины. При этом в качестве сорбента используют сорбент DIAION™ UBA120; сорбцию и десорбцию благородных металлов осуществляют при комнатной температуре в статических или динамических условиях; в качестве элюента используют раствор тиомочевины состава 0,5 М NH₂CSNH₂ в 0,1 М HCl. Практически полное извлечение благородных металлов на стадиях сорбции и десорбции достигается при времени контакта фаз не более 30 мин.

Ниже приведены примеры осуществления данного изобретения. Примеры иллюстрируют, но не ограничивают предложенный способ.

Пример 1. Сорбция Pt(IV), Pd(II) и Au(III) при различном солевом фоне в статических условиях.

Раствор, содержащий ионы Pt(IV), Pd(II) и Au(III) в концентрации 1⋅10^-3 М, ионы Cu(II), Ni(II), Fe(III), Pb(II), Se(IV) и Te(IV) в концентрации 1 M, 1 M HCl в отсутствие и присутствии хлорида натрия (при концентрации хлорид-ионов ~150 г/л), объемом 10-50 мл контактировали с 0,01-0,20 г сорбента DIAION™ UBA120. Сорбент промывали раствором 1 М HCl и контактировали с раствором элюента. В качестве элюирующего раствора использовали солянокислые растворы тиомочевины (0,5-1 М NH₂CSNH₂ в 0,01-0,1 М HCl). Сорбцию и элюирование осуществляли в течение 30 мин при комнатной температуре. Количество сорбированных и элюированных ионов рассчитывали по разности между их исходным и остаточным содержанием в растворе.

Полученные результаты представлены в табл. 1 и 2.

Из данных табл. 1 следует, что предложенный сорбент обеспечивает высокую степень извлечения ионов благородных металлов независимо от концентрации хлорид-ионов в изученном диапазоне и присутствия тысячекратных количеств сопутствующих цветных металлов и таких элементов как селен и теллур. Также показано, что близкие представленным в табл. 1 величины степени извлечения целевых и сопутствующих элементов получены для растворов с концентрацией соляной кислоты в диапазоне 0,1-3 М. Сорбционное равновесие устанавливается не более, чем за 30 мин.

Как следует из данных табл. 2, для десорбции всех изученных благородных металлов из фазы анионообменного сорбента DIAION™ UBA120 предпочтительно использовать 0,5 М раствор тиомочевины в 0,1 М HCl. Практически полное элюирование достигается без нагревания в отличие от прототипа.

Пример 2. Сорбция и десорбция Pt(IV), Pd(II) и Au(III) в динамических условиях.

Через препаративную колонку с внутренним диаметром 24 мм, заполненную сорбентом DIAION™ UBA120 массой 8 г, пропускали при комнатной температуре 400 мл раствора, содержащего ионы Pt(IV), Pd(II) и Au(III) в концентрации 1⋅10^-3 М, ионы Cu(II), Ni(II), Fe(III), Pb(II), Se(IV) и Te(IV) в концентрации 1 M, 1 M HCl и ~150 г/л хлорид-ионов, со скоростью 2 мл/мин. Колонку промывали 30 мл 1 М HCl, фильтрат и промывной раствор объединяли и определяли в них содержание ионов, по разности между исходным и остаточным содержанием элементов рассчитывали степень их извлечения.

Затем через колонку пропускали при комнатной температуре 100 мл элюирующего раствора 0,5 М NH₂CSNH₂ в 0,1 М HCl со скоростью 1 мл/мин, в элюате определяли содержание благородных металлов и рассчитывали степень их десорбции.

Полученные результаты представлены в табл. 3.

Данные табл. 3 демонстрируют эффективность извлечения благородных металлов при сорбции и десорбции с использованием указанного сорбента в динамическом режиме.

Изобретение относится к гидрометаллургии драгоценных металлов, в частности к извлечению платины, палладия и золота из технологических растворов переработки платиносодержащих материалов сорбцией. Извлечение благородных металлов проводят из технологических растворов, содержащих 0,1-3 М HCl и избыточное количество ионов Cu(II), Ni(II), Fe(III), Pb(II), Se(IV), Te(IV), а также до 150 г/л хлорид-ионов. Проводят сорбцию Au(III), Pt(IV) и Pd(II) анионообменным сорбентом гелевой структуры на основе сополимера стирола и дивинилбензола, содержащим функциональные группы триметиламмония, и десорбцию солянокислым раствором тиомочевины в статических или динамических условиях. Способ позволяет отделить платину, палладий и золото от меди, никеля, железа, свинца, селена и теллура, увеличить степень извлечения ионов целевых металлов при увеличении кинетики процессов сорбции и десорбции. 3 з.п. ф-лы, 3 табл., 2 пр.

1. Способ извлечения благородных металлов из технологических растворов, содержащих 0,1-3 М HCl и избыточное количество ионов Cu(II), Ni(II), Fe(III), Pb(II), Se(IV), Te(IV), а также до 150 г/л хлорид-ионов, включающий сорбцию Au(III), Pt(IV) и Pd(II) анионообменным сорбентом гелевой структуры на основе сополимера стирола и дивинилбензола, содержащим функциональные группы триметиламмония, и десорбцию солянокислым раствором тиомочевины в статических или динамических условиях.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве сорбента используют сорбент DIAION™ UBA120.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что сорбцию и десорбцию благородных металлов осуществляют при комнатной температуре.

4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что десорбцию благородных металлов проводят раствором тиомочевины состава 0,5 М NH₂CSNH₂ в 0,1 М HCl.