铂族元素的相互分离方法技术

一种铂族元素的相互分离方法，使用安全性高的化合物和工序，可以防止母液中的杂质相对于铂族元素的含有率上升和氯络合物的分解，有效地分离杂质，可以成品化纯度相互分离钯、铂、铱、钌及铑。其特征是包括将含有杂质的铂族元素含有物进行浸提的第１工序、从浸提生成液萃取杂质元素的第２工序、从萃取残液溶剂萃取钯的第３工序、从萃取残夜溶剂萃取阳离子型杂质元素的第４工序、水解萃取残液分离铂的第５工序、从沉淀浸提分离钌的第６工序、以及溶剂萃取铱而得到含有铱的反萃取生成液和含有铑的萃取残液的第７工序。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，进而详细地是涉及从含有杂质元素的铂族元素含有物中相互分离铂族元素的方法，使用安全性高的化合物和工艺，防止母液中杂质元素相对于铂族元素的含有比率上升和氯代络合物的分解，有效地除去杂质元素，且以可将钯、铂、铱、钌及铑以产品化的纯度相互分离的方法。
技术介绍
铂族元素是资源稀少的元素，从含有高浓度铂族元素的铂矿石类的天然矿物中的产量很少，工业生产铂族元素的原料，大部分是来自铜、镍、钴等的非铁金属冶炼的副产物和、来自汽车排气处理催化剂等各种使用完的废催化剂等。来自该非铁金属冶炼的副产物，是通过含在冶炼原料中极微量的铂、钯、铱、铑、钌及锇等的铂族元素由于其化学性质被浓缩在主金属的铜、镍等的硫化浓缩物及粗金属中，进而在电解精制等主金属回收工序作为残渣等以含有铂族元素的贵金属浓缩物的形式分离出的。通常，在该浓缩物中，与主金属的铜、镍等同时含有的作为其他构成元素的金、银等的贵金属、硒、碲等的VI族元素、砷等V族元素，与铂族元素比较，是以高含量共存的。然后，经过金、银的回收，可得到含有杂质元素的铂族元素含有物，进行铂族元素的分离回收。对于工业上从上述铂族元素含有物中分离铂族元素的方法，通常使用浸渍在液体中后，使用溶剂萃取、吸附剂等的分离技术相互分离及精制后回收。以下，说明以往提出的或者实施的铂族元素的相互分离及精制的方法和其问题点。作为从铂族元素含有物以工业方法分离各个铂族元素的方法，其代表主要是将溶剂萃取法作为分离手段使用的、例如依次进行以下所示的工序(a)～(g)的工艺作为基本的方法。(a)使用王水或氯浸提铂族元素含有物，得到含有铂族元素的溶液的工序。(b)通过在该液体中添加作为氧化剂的硝酸等进行加热，蒸馏分离锇的工序。(c)接着，中和到弱酸性后，通过添加作为氧化剂的氯酸钠、氯等进行加热，蒸馏分离钌的工序。(d)该液的盐酸浓度上升到约3mol/L后，与二甘醇二丁基醚接触，选择性地萃取金的工序。(e)该萃取残液和难溶于水的二烷基硫接触，萃取钯的工序。(f)将该萃取残液中的铱(IV)离子还原成铱(III)离子，与磷酸三丁基酯接触，萃取铂的工序。(g)将该萃取残液中的铱(III)离子氧化成铱(IV)离子后，再次与磷酸三丁基酯接触，萃取铱，在萃取残液中分离铑的工序。对于使用上述的溶剂萃取法的工艺作为基本的方法，存在以下应该解决的课题。(1)母液中的杂质元素相对于铂族元素的含有比率上升的防止对于上述的方法都是基于选择性地分离金和铂族元素，使得其他的杂质元素残存在母液中的想法。因此，杂质元素相对于铂族元素的含有比率，随着工艺的后期工序逐渐变高。例如，对于作为最终工序的铑和铱的分离工序，杂质元素对于所使用的萃取残液中的两元素的含有比率常常变高到10～100倍，所以两元素的精制实质上是困难的。为此，为了回收可产品化纯度的铂族元素，杂质元素的残存量越多就越须增加精制次数，所以与杂质元素一起分离除去的铂族元素的损失量变大，存在最终的收率变低的问题。例如，在将二甘醇二丁基醚作为萃取剂使用的溶剂萃取法中，通常将萃取时水相的盐酸浓度保持在3mol/L以下。在该条件下，虽然选择性地萃取金，但由于几乎萃取不出其他的杂质元素，所以残存在萃取残液中。即，从铂族元素分离金以外的杂质元素是不充分的。(2)安全性高的化合物及工序的采用在用蒸馏法的钌分离法中，由于在蒸馏钌中发生的氧化钌(VIII)气体爆炸性高，容易与有机物反应，所以需要使用石英玻璃等的高耐腐蚀性的材质的设备，存在设备投资变大的问题。另外，在由最终工序得到的铱的反萃取生成液的精制中，作为有效分离共存的其他的铂族元素方法，通常是进行以氯化汞(I)的还原分离铱以外的铂族元素的方法，但是在环境上存在问题。(3)母液中的铂族元素氯络合物的分解的防止用蒸馏法的钌分离法，作为溶剂萃取法通常是组合使用，但对于该工序，一旦将整个工艺的液体中和，蒸馏终了后再次上升全液量的游离盐酸浓度是不可缺少的。为此，不仅药品的使用量增多，而且液量大大增加，所以存在后工序的设备容量增大的问题。另外，液中的铂族元素作成最适宜萃取分离，且可防止随着pH变动的水解的氯络合物的形态。可是，对于上述方法，通过中和及加热可分解络合物，即使添加盐酸，再次完全回到氯络合物也是困难的。为此，存在铂族元素的萃取分离效率降低的问题。另一方面，作为使用吸附剂的方法，提出各种吸附剂和使用它的方法，作为代表的，可举出以下的，但一般实用上存在各种问题。(1)将铂族元素的混合物水溶液吸附到乙二醇甲基丙烯酸酯色谱介质等后，用酸性溶液洗脱，分离成各个铂族元素的方法(例如，参照专利文献1)，由于上述介质的吸附容量非常小，所以存在对于处理2mL原液中的铂族浓度0.3g/L的液体，需要直径10mm、长度300mm的柱，存在每单位铂族元素的设备容量变成非常大的实用上的问题。(2)将铂族元素的混合物水溶液吸附在乙二醇和甲基丙烯酸的共聚物、低聚乙二醇、缩水甘油基甲基丙烯酸酯季戊四醇二甲基丙烯酸酯的共聚物的任何一个上后，首先，将含有氧化剂的盐酸用于洗脱剂，分离铑，接着，将含有还原剂的盐酸用于洗脱剂，分离铂及铱的方法(例如，参照专利文献2)，虽然可分离由于氧化还原变化吸附特性显著变化的铱和其他的铂族元素，但存在着难以相互分离铱以外的其他铂族元素的实用上的问题。(3)通过将铂族元素的阴离子硝基络合物的混合物水溶液吸附在阴离子交换树脂上，使用硫脲、氨等步骤地洗脱，分离各个铂族的方法(例如，参照专利文献3)中，由于铂族元素任何一个都是形成硝基络合物，且化学性质类似，所以存在难以完全相互分离达到可将各个铂族元素成品化纯度的实用上的问题。(4)将铂族元素的混合物水溶液与4-甲基-2-戊酮混合，分离金、碲、铁等的杂质元素后，将液体的氧化还原电位调整到500mV，或者，将盐酸浓度调整到5.5～6.5mol/L后，在甲基丙烯酸酯凝胶主体的介质通过液体，用浓度6mol/L的盐酸洗脱，依次分离铱、铑及钌的混合物，接着钯，铂，最后锇的方法(例如，参照专利文献4)，虽然可分别分离钯、铂、锇，但由于铱、铑、钌与作为主要杂质的铜、铋、铅、砷等集合地分离出，所以需要有另外相互分离这些的工序，此外，作为铂族元素中的主要元素的钯和铂已经被分离，所以存在杂质元素相对于铂族元素的含有比率变得非常大的问题。进而，在该方法的前段中使用的萃取剂4-甲基-2-戊酮，由于对于水的溶解度是非常大的19g/L(20℃)，所以损失大，闪点低到17℃，还存在安全上的问题。从以上状况看，在从含有杂质元素的铂族元素含有物相互分离铂族元素的方法中，要求更实用的溶剂萃取法、在着火性及毒性中使用安全性高的化合物和工序、防止母液中杂质元素相对于铂族元素的含有比率过于上升和氯络合物分解，有效地分离杂质元素，且以可将钯、铂、铱、钌及铑以成品化的纯度相互分离的方法。日本专利第3291203号(第1页、第2页)日本专利公开2001-98335号公报(第1页、第2页)日本专利公开1997-203792号公报(第1页、第2页)特表2001-516808号公报(第1页、第2页)
技术实现思路
鉴于上述以往技术的问题点，本专利技术的目的在于提供将钯、铂、铱、钌及铑以成品化的纯度相互分离的方法，在从含有杂质元素的铂族元素含有物相互分离铂族本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铂族元素的相互分离方法，是从含有杂质元素的铂族元素含有物相互分离铂族元素的方法，其特征是包括如下工序，即，（１）第１工序，将上述铂族元素含有物悬浮在盐酸溶液，添加氧化剂后进行浸提，得到含有铂族元素的浸提生成液；（２）第２ 工序，将上述浸提生成液与二甘醇二丁基醚接触进行溶剂萃取，形成含有杂质元素的有机相和萃取残液；（３）第３工序，将由上述第２工序得到的萃取残液与二烷基硫接触进行溶剂萃取，萃取钯后，进行反萃取，形成含有钯的反萃取生成液和萃取残液； （４）第４工序，将由上述第３工序得到的萃取残液与双（２－乙基己基）磷酸接触进行溶剂萃取，形成含有阳离子型杂质元素的有机相和萃取残液；（５）第５工序，将由上述第４工序得到的萃取残液的ｐＨ调节成５～１２，添加氧化剂后进行水解，形成含有铱 、钌及铑的沉淀和含有铂的水溶液；（６）第６工序，将上述沉淀在ｐＨ不低于１２的强碱水溶液中添加氧化剂进行浸提，形成含有铱和铑的残渣和钌浸提生成液；（７）第７工序，将含有上述残渣溶解在盐酸溶液得到的铱及铑的水溶液与磷酸三丁酯接触 进行溶剂萃取，萃取铱后，进行反萃取，形成含有铱的反萃取生成液和含有铑的萃取残液。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：浅野聪，平郡伸一，真锅善昭，笠井益志，黑川晴正，
申请(专利权)人：住友金属矿山株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]