铂族金属的分离/回收方法技术

本发明专利技术涉及一种铂族金属的分离／回收方法，采用离子交换树脂，由含相对低浓度铂族金属同时含高浓度杂质元素的氯化物溶液，进行选择性吸附和洗脱氯化物形式的铂族金属，如不论其形式如何的氯络合物的铂族金属。本发明专利技术的由含铂族金属和杂质元素的氯化物溶液中分离／回收铂族金属的方法包括以下步骤：第一步，使聚胺基阴离子交换树脂与溶液进行接触，第二步，洗涤吸附处理的树脂，以及第三步，由洗涤处理后的树脂上洗脱铂族金属。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种铂族金属(PGM)的分离/回收方法，更具体地说，涉及一种铂族金属(PGM)的分离/回收方法，该方法包括，采用离子交换树脂，由含相对低浓度PGM同时含高浓度杂质元素的氯化物溶液，进行选择性吸附和洗脱氯化物形式的PGM，如不论其形式如何的氯络合物的PGM。
技术介绍
PGM是一种稀有资源，天然矿物如含高浓度PGM的铂矿石非常有限。工业化规律生产PGM的原料大多是来自非铁金属如铜、镍和钴精炼过程的副产物，以及各种废催化剂，如用于处理汽车废气的催化剂。来自非铁金属精炼的副产物包含PGM，如铂、钯、铱、铑、钌和锇，它们以痕量存在于原料中。因其性质，它们浓缩于主要金属如铜和镍的硫化物浓缩物以及粗金属中。从主要金属回收方法如电解过程中，它们以含PGM的贵金属浓缩物的形式作为残余物分离出来。除了铜和镍作为主要金属外，浓缩物通常包含其它成分，如贵金属(如金和银)、第VI族元素(如硒和碲)和第V族元素(如砷)，它们的浓度要高于PGM。PGM的回收是在回收金和银之后。通常将它们于溶液中浸渍，然后通过溶剂萃取或离子交换方法纯化/分离而得到回收。一种常规的采用离子交换法回收PGM的技术，使含PGM的溶液与季铵盐型阴离子交换树脂接触以在其上吸附钯和铂或/和铑，然后，在特定条件下进行连续的洗脱而对树脂进行处理，以便有效地使实验纯度的PGM与树脂相互分离开(例如专利文件1所述)。该方法利用了如下的现象，即上述类型的离子交换树脂可以很好地吸附稳定在氯化物溶液中的氯络合物，例如铂的六氯络合物或钯的四氯络合物。其主要目的是分离在溶液中高浓度存在的PGM。例如，树脂对铑的吸附较弱，易于在酸洗步骤中被洗脱下来。因此，当处理含低浓度铑的溶液时，该方法就会存在问题。进而，对于上述树脂来说，很难吸附铱，钌和锇，因为每个四价元素的六氯络合物都是不稳定的，当氯离子的浓度降低时，易于分解。已提出采用一种特殊的乙烯基吡啶基吸附剂，其显示出对惰性金属铑等的络合物等具有很高的吸附活性(例如专利文件2所述)。但是，吡啶基的离子交换树脂能够很好地吸附多种过渡金属离子，如铜离子，却很难选择性地吸附/分离PGM。另一种在硝酸溶液中选择性吸附PGM(如钌和钯)和锝的技术采用一种具有含氮的杂环基团作为功能团的阴离子交换树脂，或者具有伯至仲胺基团作为功能团的弱碱性阴离子交换树脂，通过用特定的洗脱剂洗脱而连续回收吸附的钌、钯和锝(例如专利文件3所述)。但是，该技术碰到工业化问题，通常，阴离子交换树脂会在硝酸存在下降解，这限制了树脂的重复使用，并且需要采用措施以克服在树脂中迅速发生的氧化-还原反应，这是因为也采用硝酸溶液如浓硝酸进行洗脱。从含PGM的原料中浸提PGM的工业化方法优选形成氯化物溶液，由该溶液中可稳定地以高收率分离出氯化物形式如氯络合物形式的PGM。浸提的元素通常在溶液中留下除PGM外高浓度的杂质元素。当采用常规技术(例如专利文件2或3所述)从氯化物溶液中分离/回收PGM时，需要将化合物转化成惰性的化合物的或硝酸络合物。但是，在工业上难于在包含大量杂质元素的溶液中将所有的金属转化成其络合物。因此，仍然迫切期望找到一种分离/回收PGM的方法，要求这种方法不用考虑PGM的形式，可以工业化规模地由含相对低浓度PGM，且同时高浓度杂质元素的氯化物溶液中分离/回收PGM(氯化物溶液是工业化生产中最常采用的溶液)。日本第310129/1995号专利未审公开(第2页)日本第225203/1997号专利未审公开(第2页和第3页)日本第269585/1996号专利未审公开(第2页和第3页)
技术实现思路
本专利技术的目的是，考虑了常规技术中涉及的问题，提供一种PGM的分离/回收方法，该方法采用离子交换树脂，由含相对低浓度PGM同时含高浓度杂质元素的氯化物溶液，进行选择性吸附和洗脱氯化物形式如不论其形式的PGM的氯络合物。为解决上述问题，在进行了深入研究后，本专利技术的专利技术人发现，采用聚胺基阴离子交换树脂，从含相对低浓度PGM的氯化物溶剂中可有效地分离/回收PGM，尽管在溶液中存在高浓度的杂质元素，从而完成了本专利技术。本专利技术的第一个方案是，一种由含PGM和杂质元素的氯化物溶液中分离/回收PGM的方法，包括以下步骤第一步，通过使聚胺基阴离子交换树脂与溶液进行接触对PGM的选择性吸附，第二步，洗涤吸附处理的树脂，以及第三步，由洗涤处理后的树脂上洗脱PGM。本专利技术的第二个方案是，根据第一个方案的分离/回收PGM的方法，其中，氯化物溶液保持在氧化还原电位700-1100mV(基于Ag/AgCl电极)。本专利技术的第三个方案是，根据第一个方案的分离/回收PGM的方法，其中，在第二步骤中，吸附处理过的树脂用稀盐酸溶液或水洗涤，或者用稀盐酸和水依次洗涤。本专利技术的第四个方案是，根据第三个方案的分离/回收PGM的方法，其中，稀盐酸溶液的氯离子浓度低于4mol/L。本专利技术的第五个方案是，根据第一个方案的分离/回收PGM的方法，其中，在第三步骤中，洗涤处理后的树脂与硫脲或盐酸溶液接触，或者用硫脲水溶液和盐酸溶液依次进行接触，以洗脱出PGM。本专利技术的第六个方案是，根据第五个方案的分离/回收PGM的方法，其中，盐酸溶液的氯离子浓度低于4mol/L。本专利技术的第七个方案是，根据第五个方案的分离/回收PGM的方法，其中，在第三步骤中，洗脱在60-90℃下进行。本专利技术的第八个方案是，根据第一个方案的分离/回收PGM的方法，其中，当在硫脲水溶液存在下进行第三步骤时，随后进行的步骤是，将洗脱流出物调成碱性，然后进行加热以回收硫化物形式的PGM。本专利技术的第九个方案是，根据第一个方案至第八个方案之一的分离/回收PGM的方法，其中，PGM为至少一种选自铂、钯、铱、铑、钌和锇的元素。以下详细描述本专利技术分离/回收PGM的方法，特别是如何选择树脂，以及吸附、洗涤、洗脱及PGM的回收步骤。(1)聚胺基阴离子交换树脂本专利技术借助于聚胺基阴离子交换树脂的吸附步骤是基于每一个与相邻碳原子连接的氨基对包括的金属离子的作用(螯合作用)。聚胺基阴离子交换树脂具有多个用作功能团的氨基，该树脂具有比普通阴离子交换树脂更高的螯合能力。公知的是，脂族胺会通过所谓的螯合作用而增加其与金属形成络合物的能力，因其具有大量相互间串联的氨基键合的碳原子。进而，不含季铵盐的聚胺基阴离子交换树脂为一种弱碱性树脂并倾向于吸附弱酸性离子。从而，其可用于分离盐水中的硫离子，但不会用于回收贵金属。对用于本专利技术的聚胺基阴离子交换树脂并无限制，只要其具有用作功能团的氨基并由伯至叔胺组成，其是弱碱性的，并具有预期由相互间相邻设置的氨基而起螯合作用的结构。PGM(铂族金属)在氯化物溶液中形成络合物。但是，存在多种PGM的弱络酸，除了稳定的络合物如铂的六氯络合物外，它们并不会完全转化成氯络合物。这些类型的PGM化合物难于被离子交换树脂吸附。当置于氧化物溶液中时，用于本专利技术的聚胺基阴离子交换树脂会吸附这些不能完全转化成氯络合物的PGM的弱络合物-酸。另一方面，当置于氧化物溶液中时，其可少量吸附多种形式的金属离子，如其氯络合物-酸是不稳定的铜离子，以及那些形成强酸性离子的那些，如五价的砷、六价的硒和六价的碲。因为这些化学性质，该树脂具有选择性吸附PGM的特性。(2)第一步(吸附步本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种由含铂族金属和杂质元素的氯化物溶液中分离／回收铂族金属的方法，包括以下步骤：第一步，使聚胺基阴离子交换树脂与溶液接触，进行选择性吸附第二步，洗涤吸附处理的树脂，以及第三步，由洗涤处理后的树脂上洗脱铂族金属。

【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，真锅善昭，福井笃，
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]