CN118835094A - 一种n-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法 - Google Patents

Abstract

一种N‑甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，采用N‑甲基氨基磺酸和二(2‑乙基己基)磷酸酯配成有机萃取相；使用脉冲筛板萃取塔装置，有机相从塔底进料，待萃取的料液从塔顶进料，所得的载铂有机萃取相进行反萃取，反萃液滴加二酮肟至无亮黄色沉淀生成；所得含铂反萃液加入氯化铵固体，沉铂得到氯铂酸铵，煅烧得到铂产品；采用脉冲萃取柱，具有达到平衡时间短、料液停留时间短的优点，配合新型高效具有协同效应的N‑甲基氨基磺酸萃取剂，进一步提高了铂的萃取率和分离效率，同时相比现有的工艺，改进了反萃的工艺，解决了存在的反萃效率低的问题；整体上提高了铂的直收率，缩短工艺流程以及节约药剂，可应用于贵金属铂的萃取工艺。

Description

一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法

技术领域

本发明涉及冶金工艺技术领域，特别是一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法。

背景技术

铂具有催化活性高、导电性好、耐高温、不易腐蚀等优良的物理化学性能，被广泛应用于化学、电子、医药、炼油等行业中。随着这些行业技术的革新，对高纯化铂的需求越来越大，而由于铂族金属间具有相似的物理化学性质，因此铂族金属的分离和提纯具有挑战性。

目前普遍使用的氯化铵反复沉淀法，虽做过许多研究与改进，但实质仍是用氯化铵将铂以氯铂酸铵的形式沉淀，通过洗涤与其他元素分离，此法操作简单，技术条件易于控制，但在反复操作时，必先将氯铂酸铵转入溶液，无论经煅烧成海绵铂后溶解，亦或是王水直接溶解氯铂酸铵，都存在成本高、耗时长、重复工作劳动强度大、过滤速度慢、污染环境等缺点。

铂是一种贵金属，因其化学性质和广泛的应用领域而闻名。铂废料回收对于减少资源浪费和环境保护具有重要意义。铂废料回收的常用方法包括化学回收方法、熔炼回收方法、沉淀回收方法、生物回收方法、离子交换回收方法、碳聚合物复合材料回收方法和电解回收方法。其中，化学回收方法是最常见的，包括火法和湿法。铂废料回收的应用范围包括汽车工业、电子废料、医疗设备和化工工业。在进行铂废料回收时，必须考虑可持续性和环境保护，采取适当的安全措施和废弃物处理方法，以防止对环境造成危害。铂废料回收技术将继续改进，为可持续发展和资源保护做出贡献。

与传统的沉淀法相比，溶剂萃取技术简化了工艺流程，缩短生产周期，减少铂金积累，提高了直接产出率，在工业生产中具有显著优势。目前各大型铂族金属精炼厂已开发了多种溶剂萃取工艺，正逐步取代传统的沉淀分离工艺。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点，本发明的目的是提供一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，包括采用N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯配成有机萃取相；使用脉冲筛板萃取塔装置，有机相从塔底进料，待萃取的料液从塔顶进料，所得的载铂有机萃取相进行反萃取，反萃液滴加二酮肟至无亮黄色沉淀生成；所得含铂反萃液加入氯化铵固体，沉铂得到氯铂酸铵，煅烧得到铂产品。

作为本发明的进一步改进：待萃取的料液中铂浓度为4-12g/L。

作为本发明的进一步改进：待萃取的料液中铂浓度为5g/L。

作为本发明的进一步改进：反萃液滴加二酮肟至无亮黄色沉淀生成后对所得含铂反萃液调节pH到1。

作为本发明的进一步改进：所得的载铂有机萃取相进行反萃取，采用38％分析纯盐酸进行反萃，控制两相比例为1:1。

作为本发明的进一步改进：所述脉冲筛板萃取塔为KH-HG211-脉冲筛板萃取塔。

作为本发明的进一步改进：进料流量控制在流量0.5-3L/h，有机相流量维持在2-6L/h。

作为本发明的进一步改进：进料流量控制在流量1L/h，有机相流量维持在4L/h。

作为本发明的进一步改进：沉铂得到氯铂酸铵用17％的氯化铵溶液洗涤。

作为本发明的进一步改进：待萃铂料液中，Pt浓度为10g/L，pH≤1，将N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯以1:1配成有机相，选择有机相作为分散相，充满塔体，开启进料泵，进料流量控制在1L/h，有机相流量维持在4L/h，流量比为1:2，开启5h，收集萃取相罐萃取液20L，使用新制0.01mol/L硫脲-0.5mol/L HCl溶液反萃萃取罐收集的载铂有机相，测得萃后有机相Pt含量6mg/L，将萃后有机相用水洗涤循环利用，含铂反萃液调节pH到1左右，加入氯化铵固体至沉淀不再生成，将生成的氯铂酸铵用17％的氯化铵溶液洗涤3次，经煅烧得到铂产品。

作为本发明的进一步改进：待萃铂料液中，Pt浓度为5g/L，pH≤1将N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯以1:1配成有机相，选择有机相作为分散相，充满塔体，开启进料泵，进料流量控制在1L/h，有机相流量维持在4L/h，流量比为1:4，开启5h，收集萃取相罐萃取液20L，测得萃取液中铂含量1.256g/L，使用0.01mol/L硫脲-0.5mol/L HCl溶液反萃萃取罐收集的载铂有机相，测得萃后有机相Pt含量小于4mg/L，将萃后有机相用水洗涤循环利用，含铂反萃液调节pH到1左右，加入氯化铵固体至沉淀不再生成，将生成的氯铂酸铵用17％的氯化铵溶液洗涤3次，经煅烧得到铂产品。

作为本发明的进一步改进：待萃铂料液中，Pt浓度为5g/L，将N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯以2:1配成有机相，选择有机相作为分散相，充满塔体，开启进料泵，进料流量控制在流量1L/h，有机相流量维持在4L/h，使用0.001mol/L硫脲-0.5mol/L HCl溶液反萃萃取罐收集的载铂有机相，将萃后有机相用水洗涤循环利用，含铂反萃液调节pH到1，加入氯化铵固体至沉淀不再生成，将生成的氯铂酸铵用17％的氯化铵溶液洗涤3次，经煅烧得到铂产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)采用脉冲萃取柱，具有达到平衡时间短、料液停留时间短的优点，配合新型高效具有协同效应的N-甲基氨基磺酸萃取剂，进一步提高了铂的萃取率和分离效率，同时相比现有的工艺，改进了反萃的工艺，解决了存在的反萃效率低的问题。

(2)整体上提高了铂的直收率，缩短工艺流程以及节约药剂，可应用于贵金属铂的萃取工艺。

附图说明

为了更清楚地说明技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的萃取结构示意图。

图2为本发明的萃取流程示意图。

附图标记：1、脉冲筛板萃取塔；2、萃取剂罐；3、待萃取剂罐；4、振动电机；5、待萃取剂流量计；6、萃取剂流量计。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明具体实施例及相应的附图对本发明技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

现有的精炼铂的方法普遍使用的氯化铵反复沉淀法，虽做过许多研究与改进，但实质仍是用氯化铵将铂以氯铂酸铵的形式沉淀，通过洗涤与其他元素分离，此法操作简单，技术条件易于控制，但在反复操作时，必先将氯铂酸铵转入溶液，无论经煅烧成海绵铂后溶解，亦或是王水直接溶解氯铂酸铵，都存在成本高、耗时长、重复工作劳动强度大、过滤速度慢、污染环境等缺点。目前萃取剂的局限：萃取剂种类少，萃取能力差，选择性差，反萃取能力弱，负载能力不足导致消耗量大。相较于传统的沉淀法、置换法等回收方法，溶剂萃取法替代传统方法，溶剂萃取法具有工艺简单、周期短、贵金属回收率高、生产安全等优点萃取分离贵金属的工艺技术还在发展和完善之中，目前的萃取剂受萃取能力，选择性、反萃取能力以及负载能力均不理想，近年来研究较少。

现结合附图说明与实施例对本发明进一步说明：如图1-2所示的一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，包括采用N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯配成有机萃取相；使用脉冲筛板萃取塔装置，有机相从塔底进料，待萃取的料液从塔顶进料，所得的载铂有机萃取相进行反萃取，反萃液滴加二酮肟至无亮黄色沉淀生成；所得含铂反萃液加入氯化铵固体，沉铂得到氯铂酸铵，煅烧得到铂产品。

本发明一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法采用脉冲萃取柱，具有达到平衡时间短、料液停留时间短的优点，配合新型高效具有协同效应的N-甲基氨基磺酸萃取剂，进一步提高了铂的萃取率和分离效率，改进了反萃的工艺。

作为本发明的一种实施例，待萃取的料液中铂浓度为4-12g/L。

进一步地，优选待萃取的料液中铂浓度为5g/L。

作为本发明的一种实施例，反萃液滴加二酮肟至无亮黄色沉淀生成后对所得含铂反萃液调节pH到1。

作为本发明的一种实施例，所得的载铂有机萃取相进行反萃取，采用38％分析纯盐酸进行反萃，控制两相比例为1:1。

进一步地，通过脉冲筛板萃取塔萃取过程中两相流量的控制，实现对萃取能力的探究，确定出最佳的生产条件。

作为本发明的一种实施例，用N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯以1:1配成有机萃取相。

进一步地，选择性高容量大，缩短工艺流程，且绿色环保，可反复利用的萃取剂。

作为本发明的一种实施例，所述脉冲筛板萃取塔为KH-HG211-脉冲筛板萃取塔。

进一步地，脉冲筛板萃取塔装置的使用，萃取效率高能充分体现萃取剂的效果，同时流量可调，便于确定最佳实验条件。

作为本发明的一种实施例，进料流量控制在流量0.5-3L/h，有机相流量维持在2-6L/h。

进一步地，优选进料流量控制在流量1L/h，有机相流量维持在4L/h。

作为本发明的一种实施例，沉铂得到氯铂酸铵用17％的氯化铵溶液洗涤。

进一步地，通常反萃取采用酸碱洗出，萃取液金属残余问题严重，加入一定量硫脲有效将反萃效率提高，改进反萃的效果。

本发明的工作原理：

如图1所示，使用脉冲筛板萃取塔装置，有机相从塔底进料，待萃取的料液从塔顶进料，为提高萃取效率，选择待萃取的料液为分散相，有机萃取相为连续相，使连续相充满塔体，开启萃取设备，使塔内液体做脉冲运动，再依靠填料的作用，从而使分散相破碎成小液滴，增大传质接触面积，提高萃取的效率；将所得的载铂有机萃取相进行反萃取，采用新制0.01mol/L硫脲-0.5mol/LHCl溶液，控制两相比例为1:1，反萃液滴加10％丁二酮肟至无亮黄色沉淀生成；将所得含铂反萃液调节pH到1左右，加入氯化铵固体，沉铂得到氯铂酸铵，经煅烧得到铂产品。

使用本发明一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法进行对铂的精炼，探究对进料流量的控制不同停留时间对萃取率的影响、不同浓度对萃取率的影响、不同配比的反萃液萃取率的影响。

实施例一：

待萃铂料液中，Pt浓度为10g/L，Pd浓度为2g/L，Ir浓度为5g/L，Zn浓度为5g/L，Cu、Fe、Ni等其他金属浓度在200mg/L左右，pH≤1，将N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯以1:1配成有机相，选择有机相作为分散相，使其充满塔体，然后开启进料泵，进料流量控制在1L/h，有机相流量维持在4L/h，流量比为1:2，开启5h，收集萃取相罐萃取液20L，测得萃取液中铂含量2.488g/L，所得铂萃取回收效率达99.5％。使用新制0.01mol/L硫脲-0.5mol/LHCl溶液反萃萃取罐收集的载铂有机相，测得萃后有机相Pt含量6mg/L，将萃后有机相用水洗涤循环利用，含铂反萃液调节pH到1左右，加入氯化铵固体至沉淀不再生成，将生成的氯铂酸铵用17％的氯化铵溶液洗涤3次，经煅烧得到铂产品质量为99.99％，全流程铂回收率达99.3％。

实施例二：

待萃铂料液中，Pt浓度为10g/L，Pd浓度为1g/L，Ru浓度为5g/L，Zn浓度为5g/L，Cu、Fe、Ni等其他金属浓度200mg/L左右，pH≤1，将N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯以1:1配成有机相，选择有机相作为分散相，使其充满塔体，然后开启进料泵，进料流量控制在2L/h，有机相流量维持在4L/h，流量比为1:2，开启5h，收集萃取相罐萃取液20L，测得萃取液中铂含量4.515g/L，所得铂萃取萃取回收效率90.3％。使用新制0.01mol/L硫脲-0.5mol/LHCl溶液反萃萃取罐收集的载铂有机相，测得萃后有机相Pt含量5mg/L，将萃后有机相用水洗涤循环利用，含铂反萃液调节pH到1左右，加入氯化铵固体至沉淀不再生成，将生成的氯铂酸铵用17％的氯化铵溶液洗涤3次，经煅烧得到铂产品质量为99.99％，全流程铂回收率达90.2％。

实施例三：

待萃铂料液中，Pt浓度为5g/L，Pd浓度为2g/L，Ir浓度为5g/L，Zn浓度为5g/L，Cu、Fe、Ni等其他金属浓度200mg/L左右，pH≤1将N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯以1:1配成有机相，选择有机相作为分散相，使其充满塔体，然后开启进料泵，进料流量控制在1L/h，有机相流量维持在4L/h，流量比为1:4，开启5h，收集萃取相罐萃取液20L，测得萃取液中铂含量1.256g/L，所得铂萃取率达99.6％。使用0.01mol/L硫脲-0.5mol/L HCl溶液反萃萃取罐收集的载铂有机相，测得萃后有机相Pt含量小于4mg/L，将萃后有机相用水洗涤循环利用，含铂反萃液调节pH到1左右，加入氯化铵固体至沉淀不再生成，将生成的氯铂酸铵用17％的氯化铵溶液洗涤3次，经煅烧得到铂产品质量为99.99％，全流程铂回收率达99.3％。

实施例四：

待萃铂料液中，Pt浓度为,5g/L，Pd浓度为2g/L，Ir浓度为5g/L，Zn浓度为5g/L，Cu、Fe、Ni等其他金属浓度在200mg/L左右，pH≤1，将N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯以1:1配成有机相，选择有机相作为分散相，使其充满塔体，然后开启进料泵，进料流量控制在1L/h，有机相流量维持在4L/h，开启5h，收集萃取相罐萃取液20L，测得萃取液中铂含量1.244g/L，所得铂萃取率达99.5％。使用0.5mol/L HCl溶液反萃萃取罐收集的载铂有机相，测得萃后有机相Pt含量为179.88mg/L，铂回收率率84.3％，反萃效果不佳，较多残留在萃取剂中。

实施例五：

待萃铂料液中，Pt浓度为,5g/L，Pd浓度为2g/L，Ir浓度为5g/L，Zn浓度为5g/L，Cu、Fe、Ni等其他金属浓度在200mg/L左右，pH≤1，将N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯以1:1配成有机相，选择有机相作为分散相，使其充满塔体，然后开启进料泵，进料流量控制在1L/h，有机相流量维持在4L/h，开启5h，收集萃取相罐萃取液20L，测得萃取液中铂含量1.250g/L，所得铂萃取率达99.5％。使用0.02mol/L硫脲-0.5mol/L HCl溶液反萃萃取罐收集的载铂有机相，测得萃后有机相Pt含量5mg/L将萃后有机相用水洗涤循环利用，含铂反萃液调节pH到1左右，加入氯化铵固体至沉淀不再生成，将生成的氯铂酸铵用17％的氯化铵溶液洗涤3次，经煅烧得到铂产品质量为99.99％，全流程铂回收率达99.5％。

实施例1-5的萃取效果如下表所示：

其中对比例1对应实施例四，对比例2对应实施例五，实施例二与实施例一中通过对进料流量的控制探究不同停留时间对萃取率的影响，实施例三与实施例一中探究不同浓度的萃取效果，实施例四和实施例五与前面的实施例探究不同配比的反萃液萃取效果。

本发明的主要功能：

1)采用对铂具有协同萃取效应的N-甲基氨基磺酸作为萃取剂，对铂族金属有好的选择性，可实现在很少的级数下进行提纯，另外有较大的萃取容量，萃取剂的萃取容量直接影响工厂投资，萃取容越大，萃取剂用量就越小，可以降低成本；其次化学稳定性良好，萃取循环中不发生降解；反萃取再生能力好，负荷金属容易反萃，再生萃取剂无须特殊处理；

2)萃取装置选用脉冲筛板萃取塔装置，该装置通过增强界面湍动程度强化传质，可较好的体现N-甲基氨基磺酸的萃取能力；

3)改进了反萃的工艺，在盐酸的基础上加硫脲通过配位反应，使得反萃过程更加彻底，解决了反萃效率低的问题，且反萃液用量少，不影响萃取液再生，低毒性低污染；

4)整体工艺上进一步提高了铂的萃取率和分离效率，同时相比现有的工艺，本发明整体上提高了铂的直收率，缩短工艺流程以及节省药剂，可应用于贵金属铂的萃取生产中。

综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

Claims (10)

1.一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，其特征在于，包括采用N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯配成有机萃取相；使用脉冲筛板萃取塔装置，有机相从塔底进料，待萃取的料液从塔顶进料，所得的载铂有机萃取相进行反萃取，反萃液滴加二酮肟至无亮黄色沉淀生成；所得含铂反萃液加入氯化铵固体，沉铂得到氯铂酸铵，煅烧得到铂产品。

2.根据权利要求1所述的一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，其特征在于，待萃取的料液中铂浓度为4-12g/L。

3.根据权利要求1所述的一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，其特征在于，待萃取的料液中铂浓度为5g/L。

4.根据权利要求1所述的一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，其特征在于，反萃液滴加二酮肟至无亮黄色沉淀生成后对所得含铂反萃液调节pH到1。

5.根据权利要求1所述的一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，其特征在于，所得的载铂有机萃取相进行反萃取，采用38％分析纯盐酸进行反萃，控制两相比例为1:1。

6.根据权利要求1所述的一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，其特征在于，进料流量控制在流量0.5-3L/h，有机相流量维持在2-6L/h。

7.根据权利要求6所述的一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，其特征在于，进料流量控制在流量1L/h，有机相流量维持在4L/h。

8.根据权利要求1所述的一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，其特征在于，沉铂得到氯铂酸铵用17％的氯化铵溶液洗涤。

9.根据权利要求1所述的一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，其特征在于，包括以下步骤：待萃铂料液中，Pt浓度为10g/L，pH≤1，将N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯以1:1配成有机相，选择有机相作为分散相，充满塔体，开启进料泵，进料流量控制在1L/h，有机相流量维持在4L/h，流量比为1:2，开启5h，收集萃取相罐萃取液20L，使用新制0.01mol/L硫脲-0.5mol/L HCl溶液反萃萃取罐收集的载铂有机相，含铂反萃液调节pH到1，加入氯化铵固体至沉淀不再生成，将生成的氯铂酸铵用17％的氯化铵溶液洗涤3次，经煅烧得到铂产品。

10.根据权利要求1所述的一种N-甲基氨基磺酸萃取精炼铂的方法，其特征在于，包括以下步骤：待萃铂料液中，Pt浓度为5g/L，pH≤1将N-甲基氨基磺酸和二(2-乙基己基)磷酸酯以1:1配成有机相，选择有机相作为分散相，充满塔体，开启进料泵，进料流量控制在1L/h，有机相流量维持在4L/h，流量比为1:4，开启5h，收集萃取相罐萃取液20L，测得萃取液中铂含量1.256g/L，使用0.01mol/L硫脲-0.5mol/L HCl溶液反萃萃取罐收集的载铂有机相，将萃后有机相用水洗涤循环利用，含铂反萃液调节pH到1，加入氯化铵固体至沉淀不再生成，将生成的氯铂酸铵用17％的氯化铵溶液洗涤3次，经煅烧得到铂产品。