一种从水相中萃取钯的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及贵金属钯的分离技术领域，尤其涉及一种从水相中萃取钯的方法。
【背景技术】
[0002] 钯是银白色的过渡金属，质地较软，有良好的延展性和可塑性，能锻造、压延和拉 丝。
[0003] 钯的化学性质不活泼，常温下在空气和潮湿环境中均稳定，加热至800°C，钯表面 形成一氧化钯薄膜。钯能耐氢氟酸、磷酸、高氯酸、盐酸和硫酸蒸气的侵蚀，但易溶于王水和 热的浓硫酸及浓硝酸，熔融的氢氧化钠、碳酸钠、过氧化钠对钯均有腐蚀作用。
[0004] 块状金属钯能吸收大量氢气，常温下，1体积海绵钯可吸收900体积氢气，1体积胶 体钯可吸收1200体积氢气，并且加热到40~50°C后，吸收的氢气即大部分释出，广泛地用 作气体反应，特别是氢化或脱氢催化剂，还可制作电阻线、钟表用合金等。
[0005] 授权公告号为CN100497676C的发明公开了一种固相萃取提取和分离钯的方法， 用于从铂族金属精矿或二次资源获得的贵金属富集物中提取和分离钯。采用一种键合了 钯萃取剂的高分子微球聚合物为固定相，以含贵贱金属的盐酸溶液作流动相，实现钯与铂、 铑、铱及贱金属铜、铁、镍、锌等金属元素分离，并用稀盐酸作淋洗液，用一种能与钯络合的 试剂溶液为洗脱液，且固相萃取柱可用稀盐酸溶液再生。
[0006] 专利公开号为CN102586607A的发明公开了一种从失效铂合金网中提取铂、铑、钯 的方法，利用盐酸和硝酸的混合溶液进行溶解，除去硝基、转钠型、抽滤，得铂铑钯络合溶 液，采用氯化铵沉淀法分离铂、用亚硝酸钠络合法分离钯、铑，用六亚硝基铑酸铵法提纯铑， 用二氯二氨络亚钯法提纯钯，经加入水合肼还原得海绵铂、海绵钯和铑粉，经真空干燥、焙 烧，再次提纯，得到贵金属铂铑钯。
[0007] 钯是航天、航空、航海、兵器和核能等高科技领域以及汽车制造业不可缺少的关键 材料；氯化钯可以用于电镀；氯化钯及其有关的氯化物是循环精炼利用热分解法制造纯海 绵钯的原料；一氧化钯（PdO)和氢氧化钯[Pd(OH)2]可作钯催化剂的来源。
[0008] 由于钯在各个领域的广泛应用，需要提供有效的方法将钯与其它元素进行分离提 纯，同时，为了从含钯的工业废弃物中提取钯，进行钯的回收利用，也需要将提供简单易行 的方法进行钯的分离。
[0009] 乏燃料后处理所产生的高放废液（HLLW)，是一种高酸性、高放射性和高毒性的混 合溶液，在发热元素Cs和发热元素Sr的分离过程中，所得碱金属和碱土金属溶液一般可能 含有NaN03、KN03、RbN03、CsN03、Sr(NO3)2、Ba(NO3)2以及一定量的钯。急需一种有效的方法 可以将该溶液中的钯有效分离出来。
【发明内容】
[0010] 本发明的目的在于提供一种从水相中萃取钯的方法，特别是从碱金属和碱土金属 中分离钯。本发明的方法操作简单，分离效率高，易于工业化生产。
[0011] 为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
[0012] -种从水相中萃取钯的方法，包括：
[0013] (1)配制溶液A，溶液A中含有碱金属硝酸盐、碱土金属硝酸盐、硝酸铁、硝酸钯、硝 酸，溶液A中硝酸浓度为0? 4~6mol/L ;
[0014] (2)将二氮酰胺腙吡啶衍生物溶解于R1-OH中得到溶液B，&为Cs~C12烷基，溶 液B中二氮酰胺腙吡啶衍生物的浓度为IX10 3~5X10 1Hi0VL;所述的二氮酰胺腙吡啶衍 生物的结构如式（1)所示：
[0015]
[0016] 其中RpR2、R3、R4分别为烷基或芳香基，或R1与R2之间通过共价键成环，R3与R4 之间通过共价键成环；
[0017] (3)将溶液B经硝酸溶液酸平衡后与溶液A混合振荡，分层得到有机相和水相；
[0018] (4)分离有机相和水相，分别得到含有硝酸钯的有机相以及被分离出钯的水相。
[0019]在溶液A中，各金属硝酸盐包括：NaN03、KN03、RbN03、CsN03、Sr (NO3) 2、Fe (NO3)3和 Pd (NO3)2，各金属硝酸盐以金属离子和硝酸根离子的形式存在，Na+、K+、Rb+、Cs+、Sr2+、Fe3+和 Pd2+的浓度范围均为5. 0X10 4~1X10 2mol/L。
[0020] 水溶液中可以存在微量的杂质，不影响钯的分离效果。
[0021 ] 在溶液B中，作为优选，所述的二氮酰胺腙吡啶衍生物的结构如式⑵所示：
[0022]
[0023] 上述二氮酰胺腙吡啶衍生物的制备方法，包括：将胺腙吡啶和三乙胺溶于乙醇或 四氢呋喃得到液体I，将樟脑醌溶于乙醇或四氢呋喃得液体II，将液体II滴加到液体I中， 搅拌回流反应，反应结束后，对反应后溶液进行分离纯化可得到目标化合物（2);
[0024] 其中，所述的胺腙吡啶的结构如式（3)所示：
[0025]
[0026]所述的樟脑醌的结构如式（4)所示：
[0027]
[0030]化合物（2)的名称为（2Z，6Z，N' 2E，N' 6E)-N' 2,N' 6-二-(4,7,7_ 三甲 基_3_幾基二环[2. 2. 1]庚烧-2-亚基）吡啶-2,6-二碳酰胺腙。
[0031] 作为优选，所述R1-OH,札为Cs~C丨。烷基；最优选的，所述R「OH为正辛醇。
[0032] 溶液B中，化合物（2)分子中含有7个氮原子，氮原子可以提供电子，是路易斯碱， Pd(II)含有未填满电子的p轨道，可以接受电子，是路易斯酸，虽然其他金属离子也是路易 斯酸，但是由于氮原子是"软"原子，其余金属离子与Pd(II)路易斯酸的"软""硬"不同，导 致二氮酰胺腙吡啶衍生物对Pd(II)具有特异性的吸附性，从而高选择性地将钯分离出来。
[0033] 作为优选，步骤（3)中，先用溶液B与等体积的硝酸溶液混合振荡使得溶液B对硝 酸的萃取达到平衡，分离出水相后加入等体积含有与上述硝酸溶液硝酸浓度相同的溶液A 进行萃取分离钯，从而避免在萃取过程中，由于硝酸浓度变化影响分离效果。
[0034] 化合物（2)分子中氮原子与硝酸中氢离子具有较强的亲和性，容易形成盐，因此 在萃取过程中，化合物（2)与Pd(II)的络合作用和化合物（2)与硝酸的质子化作用是一对 竞争反应，作为优选，步骤（1)中溶液A中硝酸浓度为0.4~4mol/L;最优选的，步骤（1)中 溶液A中硝酸浓度为2mol/L。
[0035] 步骤（3)中，混合振荡的时间为90~210min。混合振荡时间过短，在萃取过程中， 金属离子在油相和水相中的分配尚未达到平衡，混合振荡时间过长，则增加不必要的时间 成本，最优选的，混合振荡时间为120min。
[0036] 通常情况下，混合振荡的温度对各金属离子的分配比例影响不大，作为优选，混合 振荡在25 °C下进行。
[0037] 作为优选，溶液A与溶液B等体积混合振荡。
[0038] 作为优选，溶液B中二氮酰胺腙吡啶衍生物的浓度为2X10 3mol/