一种用负载纤维柱分离富集溶液中微量贵金属元素的方法技术

本发明专利技术涉及用负载纤维分离富集溶液中贵金属元素的方法。以含有大量铜、镍及微量贵金属元素的水溶液为原料液，通过填充有取代基为烷基的高分子叔胺或高分子季胺的耐腐蚀的人造纤维的负载纤维柱，使主体铜、镍与微量贵金属元素分离。本法分离速度快，分离富集效果好，大幅度地提高了作业效率，分离富集方法用途广泛。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及从溶液中分离富集金属元素的一种分离方法，更具体地说是用负载纤维柱分离富集溶液中微量贵金属元素的方法。化学分离金属元素的方法中有沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法等分离法。高分子胺，特别是高分子叔胺和高分子季胺，因其具有良好的离子交换性能和良好的选择性，已被作为萃取剂广泛用于金属元素的萃取分离和富集中。但萃取分离法具有操作繁琐，劳动强度大，工作环境差的缺点。为了克服萃取分离法的缺点，化学工作者研究出了一种新的分离富集法，就是以涂敷高分子胺，特别是涂敷高分子叔胺和高分子季胺的固体粒状物为填充剂制成分离柱。将含有二种或二种以上的金属元素离子通过填有带高分子胺填充剂的分离柱，使溶液中的某些金属离子被存留在涂敷有高分子胺的固体粒状物上，而得到富集，另一些金属离子随溶液流出，实现不同金属离子的相互分离。有人用氯化三辛基甲基胺负载于泡沫塑料上，进行痕量铀的富集［分析化学，1986,14(2),36～41]。有的研究者用N263浸渍D201大孔树脂分离富集铅［辽宁地质，1995,(1)74～78]。也有的研究者用氯化三辛基甲基胺负载于硅球上，进行钯的分离富集［分析化学，1990,18(10),925～928]。李玲颖等将三正辛胺涂敷于硅球上，系统地研究了贵金属的分离［分析化学，1990,18(3),195～200]。在上述已有的各种填充柱中，使用不同的载体，负载高分子胺的泡沫塑料其形状不规则，制成的填充柱其均匀性和一致性差；用高分子胺浸渍离子交换树脂作为填充剂，其真正发挥作用的只有高分子胺，离子交换树脂实质上只是充当颗粒均匀的载体，但是离子交换树脂价格很高，大大地提高了成本。更应该指出的是采用填充柱分离技术时，分离富集的速度和分离的效果受到溶液与充填剂接触面积的影响。填充剂的颗粒大，其表面积就小，其交换容量和分离效果就差。要想达到预期的分离效果就必须要加长分离柱，其结果是降低了作业强度。采用颗粒小的硅球作为载体，在某种程度上克服了上述的缺点，可以改善分离效果，有助于减小分离柱的尺寸，但作业效率降低。由于上述原因，在使用60～80目的硅球作载体时，对于Φ8毫米、充填高度为100mm的填充柱，上柱溶液的流速不能大于4毫升/分。本专利技术的目的就在于解决上述已有技术中存在的问题，研究出了用涂敷具有良好离子交换性能的高分子胺的耐腐性纤维作分离富集材料，用这种负载纤维制成填充柱，用负载纤维填充柱进行分离富集溶液中微量贵金属元素的方法。本专利技术以涂敷具有良好离子交换性能的高分子胺的耐腐性纤维作为分离富集的填充材料，用这种填充材料制成填充柱，用负载这种带有高分子胺的纤维填充柱实现溶液中贵金属元素离子的分离。人造纤维的直径很小，一般可以达到微米级，具有较大的表面积，原料溶液能够与附着在纤维表面的萃取剂充分接触，有助于获得理想的分离效果，同时纤维材料也具有良好的透过性，能够大幅度地提高作业效率，运行成本也比离子交换树脂、硅球等材料低得多。本专利技术的一种负载纤维柱分离富集溶液中微量贵金属元素的方法，以硫酸铜水溶液、硫酸镍水溶液其中的一种或它们的混合液为原料液，硫酸铜水溶液中铜的浓度为1-100克/升，硫酸镍溶液中镍的浓度为100克/升，硫酸铜水溶液和硫酸镍水溶液的混合溶液中铜和镍的总浓度为1-100克/升，溶液中金、铂、钯的浓度分别为0.1-100毫克/升，原料液的酸度为0.1-1.0摩尔/升的盐酸，使原料液通过填充有涂敷有取代基为烷基的高分子叔胺或高分子季胺的耐腐蚀的人造纤维的负载纤维柱，金、铂、钯等贵金属离子留在涂敷了取代基为烷基的高分子叔胺或高分子季胺的耐腐蚀的人造纤维上，用0.1～1.0摩尔/升的盐酸作为洗涤液，洗涤负载有金、铂、钯离子的耐腐蚀的人造纤维后，用每升含有0.1～1摩尔的盐酸和10-100克硫脲的水溶液作为金的洗脱液洗脱金；用每升含有1.0～3.5摩尔的盐酸和1.5～3.0摩尔的硝酸的水溶液作为洗脱液洗脱铂；用每升含有1.0～2.5摩尔的盐酸和1.0～2.5摩尔的硝酸的水溶液作为洗脱液洗脱钯；当金和铂共存时，先用每升含有1.0～3.5摩尔的盐酸和1.5～3.0摩尔的硝酸的水溶液洗脱铂，再用每升含有0.1～1.0摩尔的盐酸和10-100克硫脲的水溶液洗脱金；当金和钯共存时，先用每升含有1.0～2.5摩尔的盐酸和1.0～2.5摩尔的硝酸洗脱钯，再用每升含有0.1～1.0摩尔的盐酸和10-100克硫脲的水溶液洗脱金。当金、铂、钯共存时，它们的总浓度应小于等于200毫克/升，先用每升含有1.0～1.5摩尔的盐酸和1.0～1.5摩尔的硝酸的水溶液作为洗脱液洗脱钯，再用每升含有2.0～2.5摩尔的盐酸和2.0～2.5摩尔的硝酸作为水溶液洗脱铂，最后用每升含有0.1～1.0摩尔盐酸和10-100克硫脲水溶液作为洗脱液洗脱金为好。本专利技术的负载纤维柱的分离富集的效果与负载纤维的容积和溶液通过负载纤维柱的流量有关。本专利技术用的一种负载纤维柱将主体铜或镍或铜、镍与微量的贵金属元素进行分离富集时，用K表征负载纤维柱的各种效率，当负载纤维柱的容积为V，单位为毫升，V=π(1/2Φ)2·L，式中Φ为负载纤维柱的内径，单位为厘米，L为耐腐蚀的人造纤维的充填高度，单位为厘米。Q为单位时间(分钟)内通过负载纤维柱的溶液量，单位为毫升，则K=Q/V。用K1表征原料液的负载纤维柱效率，K1=Q1/V,Q1为单位时间(分钟)内通过负载纤维原料液的溶液的量，单位为毫升，K1的值为1～10为宜。用K2表征洗涤操作的负载纤维柱效率，K2=Q2/V,Q2为单位时间(分钟)内通过负载纤维洗涤液的溶液量，单位为毫升。用K3表征洗脱操作的负载纤维柱效率，K3=Q3/V,Q3为单位时间(分钟)内通过负载纤维洗脱液的溶液量，单位为毫升。为了确保分离富集的效果，以K2为1-10,K3为0.1～2为宜。本专利技术所说的用于负载高分子胺的耐腐蚀人造纤维为聚氯乙烯纤维、聚丙烯纤维、聚乙烯纤维、涤纶纤维、聚四氟乙烯纤维其中的一种。所说的取代基为烷基的高分子叔胺，其烷基的碳原子数为8-11，例如三辛基胺、三壬基胺、N235(市售，商品名，其取代基为烷基的碳原子数为8-11的三烷基胺)其中的一种高分子叔胺；所说的取代基为烷基的高分子季胺，其取代烷基的碳原子数亦为8-11，例如氯化三辛基甲基胺、氯化三壬基甲基胺、N263(市售，商品名，其取代烷基的碳原子数为8-11的氯化三烷基甲基胺)、N336(市售，商品名，其取代烷基的碳原子数为9-10的氯化三烷基甲基胺)、氯化三辛基苄胺、7407(市售，商品名，其取代烷基的碳原子数为8-10的氯化三烷基苄胺)其中的一种高分子季胺。本专利技术所说的涂敷有取代基为烷基的高分子叔胺或高分子季胺的负载纤维的制备方法有二种1)．取一定量的上述所说的取代基为烷基的高分子叔胺或高分子季胺，将其溶解在苯、甲苯、四氯化碳、三氯甲烷等其中一种易挥发的有机溶剂中，配成高分子叔胺或高分子季胺溶液。取一定量上述的耐腐蚀的人造纤维置于容器中，向容器中加入一定量的高分子叔胺或高分子季胺溶液，在室温下不断搅拌使有机溶剂挥发或者用温度不高于60℃的干燥空气送风使有机溶液挥发，此时高沸点的高分子不挥发，均匀地附着在耐腐蚀的人造纤维的表面，至此获得了涂敷有取代基为烷基的高分子本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种负载纤维柱分离富集溶液中微量贵金属元素的方法，其特征是， （１）．以硫酸铜水溶液、硫酸镍水溶液其中一种或它们的混合液为原料液，硫酸铜溶液中铜的浓度为１－１００克／升，硫酸镍溶液中镍的浓度为１－１００克／升，硫酸铜溶液和硫酸镍溶液的混合溶液中铜和镍的总浓度为１－１００克／升， （２）．溶液中金、铂、钯的浓度分别为０．１～１００毫克／升， （３）．原料液的酸度为０．１－１．０摩尔／升的盐酸， （４）．使原料液通过填充有涂敷有取代基为烷基的高分子叔胺或高分子季胺的耐腐蚀的人造纤维的负载纤维柱， （５）．用０．１～１．０摩尔／升的盐酸作为洗涤液，洗涤负载有金、铂、钯离子的耐腐蚀的人造纤维， （６）．用每升含有０．１～１摩尔的盐酸和１０－１００克硫脲的水溶液作为金的洗脱液；用每升含有１．０～３．５摩尔的盐酸和１．５～３．０摩尔的硝酸的水溶液作为铂的洗脱液；用每升含有１．０～２．５摩尔的盐酸和１．０～２．５摩尔的硝酸的水溶液作为钯的洗脱液， （７）．金和铂共存时，先用每升含有１．０～３．５摩尔的盐酸和１．５～３．０摩尔的硝酸的水溶液洗脱铂，再用每升含有０．１～１．０摩尔的盐酸和１０－１００克硫脲的水溶液洗脱金； （８）．金和钯共存时，先用每升含有１．０～２．５摩尔的盐酸和１．０～２．５摩尔的硝酸洗脱钯，再用每升含有０．１～１．０摩尔的盐酸和１０－１００克硫脲的水溶液洗脱金。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑永章，伍星，高英奇，
申请(专利权)人：北京有色金属研究总院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]