一种利用多功能化硅胶吸附剂从银电解液中去除钯的方法与流程

文档序号:25858471发布日期:2021-07-13 16:13阅读:287来源:国知局

本发明涉及溶液中贵金属的分离技术领域,尤其涉及一种利用多功能化硅胶吸附剂从银电解液中去除钯的方法。



背景技术:

银的精炼主要采用电解精炼法,其电解液为硝酸银溶液。随着电解精炼的进行,阳极板中的金属会不断地溶解,造成pd2+、cu2+、bi3+等离子在银电解液中积累。电解几个周期后,电解液中的金属不断富集升高,容易被还原为金属,在阴极上沉淀析出,从而影响银产品的质量,其中,由于钯和银还原电位相近,钯成为影响银产品质量的主要杂质,因此从银电解液中净化除钯非常有必要。

对于从银电解液中除钯的工艺方法,至今已经研究开发了许多。如:置换法、浓缩焙解法、沉淀法、萃取分离钯法、活性炭吸附法、离子交换树脂吸附分离钯法等。上述方法均能一定程度的从银电解液中分离出贵金属钯,但分离过程不够彻底,分离之后的含银溶液不能直接返回银电解工序,使得后续处理工序繁琐。

如申请号为201110260270.2的中国发明专利申请文件公开了“一种从银电解液中分离钯的方法”,该发明采用偕胺污聚丙烯睛树脂对已初步净化脱除重金属杂质的银电解液进行吸附,使溶液中的钯负载到树脂上,之后采用酸性硫脲溶液进行一次解析得到含钯解析液,再采用高浓度盐酸溶液进行二次解析得到含银解析液,两次解析后的树脂重新采用盐酸羟氨溶液进行再生处理之后,返回树脂吸附含钯银电解液。能有效地实现钯与银的分离,吸附后液可以直接返回银电解,但是解析液用到的是酸性硫脲和高浓度盐酸,需二次解析才能解析完全,且对银的吸附率>5%,解析液中贵金属pd中ag的含量比pd多,使得贵金属pd回收增加了ag分离工艺。



技术实现要素:

为了解决以上问题,本发明的目的是提供一种利用多功能化硅胶吸附剂从银电解液中去除钯的方法,能够实现钯的高效选择性吸附。

为实现上述目的,本发明所设计的利用多功能化硅胶吸附剂从银电解液中去除钯的方法,其特征在于,包括步骤:

1)获取多功能化硅胶吸附剂

多功能化硅胶吸附剂为化学式ⅰ的化合物:

[(o3/2)si(ch2)xnh(ch2ch2nh)yh]a[si(o4/2)]b(化学式ⅰ);

式中,x是从2到12的整数;y是0到100的整数;a,b均为整数,且a:b的比例介于0.000001至100;

2)吸附

将多功能化硅胶吸附剂加入到银电解液中进行搅拌吸附处理;其中,银电解液包括的成分及其含量为:银25g~250g/l,钯0.005~1g/l,铜0~40g/l,硝酸1~15g/l;多功能化硅胶吸附剂的添加量为0.5~100g/l;

3)解析:

吸附完全后过滤银电解液得到去除钯后的银电解液和吸附有钯的多功能化硅胶吸附剂,并将吸附有钯的多功能化硅胶吸附剂加入到酸性解析剂中,进行解析反应;

4)再生:

解析反应完全后过滤得到解析后的多功能化硅胶吸附剂,并将其加入到碱性再生剂中,进行再生反应,最后得到可循环利用的多功能化硅胶吸附剂。

作为优选方案,所述步骤2)中多功能化硅胶吸附剂的粒径为37~500um。

作为优选方案,所述步骤3)中酸性解析剂为2~12mol/l的盐酸溶液、2~6mol/l硝酸溶液、1~3mol/l硫酸溶液中的一种。

作为优选方案,所述步骤4)中碱性再生剂为0.00001~0.01mol/l的氢氧化钠、0.00001~0.01mol/l的氢氧化钾、0.01~2mol/l的碳酸氢钠、0.01~2mol/l碳酸钠、0.01~2mol/l氨水中的一种。

多功能化硅胶吸附剂的合成步骤为:第一步,将(ch3o)3si(ch2)xcl和多乙烯多胺nh2(ch2ch2nh)yh于20~160℃加热回流30分钟~48小时,得到多胺硅烷偶联剂;第二步,多胺硅烷偶联剂在溶剂体系中和硅胶于20~160℃加热回流30分钟~48小时,得到如化学式i的多功能化硅胶吸附剂。

作为优选方案,所述步骤2)中,银电解液包括的成分及其含量为:银50~100g/l、钯0.02~0.1g/l、铜10~40g/l、硝酸10~15g/l、铋0~15mg/l、硒0~30mg/l、碲0-20mg/l。

作为优选方案,所述步骤2)中,多功能化硅胶吸附剂的添加量为20-50g/l。

作为优选方案,所述步骤2)中,吸附处理的温度为20~80℃,时间为15分钟~8小时。

作为优选方案,所述步骤3)中,解析反应的温度为20~80℃,时间为15分钟~6小时,解析反应中吸附后的多功能化硅胶吸附剂的添加量为50~500g/l。

作为优选方案,所述步骤4)中,再生反应的温度为20~80℃,时间为15分钟~6小时,再生反应中解析后的多功能化硅胶吸附剂的添加量为50~500g/l。

本发明利用多功能化硅胶吸附剂从银电解液中去除钯的原理为,利用多功能化硅胶吸附剂的胺基在不同ph下对不同金属吸附的差异性原理,通过调控多功能化硅胶吸附剂的添加量和控制溶液中硝酸含量进而调控ph值实现钯的选择性吸附,并控制酸性解析剂和碱性再生剂的酸碱的浓度对钯进行洗脱和再生。

与现有的从银电解液中去除钯的方法相比,本发明的优点在于:

1,本发明采用多功能化硅胶吸附剂能够实现钯的高效选择性吸附,在银含量为25g~250g/l、钯含量为0.005~1g/l的银电解液中钯的吸附率达到99%以上,银的吸附率为0%。

2,本发明的多功能化硅胶吸附剂再生利用率高,一次解析率达98%以上,再生利用10次吸附率>90%,解析率>97%。

3,本发明利用多功能化硅胶吸附剂从银电解液中去除钯后,银电解液可返回电解槽循环使用,不破坏银电解液的性质。

4,本发明解析吸附后的多功能化硅胶吸附剂后,可高效回收钯。

5,本发明利用多功能化硅胶吸附剂从银电解液中去除钯的方法,具有操作简单、成本低、高效环保的特点。

具体实施方式

为更好地理解本发明,以下将结合具体实例对发明进行详细的说明。

实施例1利用多功能化硅胶吸附剂从银电解液中去除钯的方法,包括步骤:

1)制备多功能化硅胶吸附剂

在100l反应釜中加入四乙烯五胺(13.68kg,72mol)和(ch3o)3si(ch2)3cl(48mol)后在120℃搅拌加热6小时后冷却到60℃,再加入乙醇(10l)后回流2小时直到液体变至透明,冷却转移至200l反应釜中,投入二甲苯(80.0l)和硅胶(32.0kg,37-500μm,),将油浴锅温度设置在150℃,当油浴锅温度达到设定值后并开始收集乙醇,整个过程持续3h。将液体移除,固体加水(100l)搅拌30min后过滤,再向固体中加入更多的水(100l),将混合物搅拌30min后过滤,干燥得多功能化硅胶吸附剂;多功能化硅胶吸附剂的化学式为:[(o3/2)si(ch2)xnh(ch2ch2nh)yh]a[si(o4/2)]b(化学式ⅰ);式中,x=3;y=4。

2)吸附

称量20g、粒径为100um的多功能化硅胶吸附剂,将其加入到1000ml银电解液,银电解液中含有的成分及其含量为银60.79g/l,钯0.063g/l、铜34.23g/l、硝酸12.6g/l、铋5.6mg/l、硒12.1mg/l、碲9.6mg/l;在室温下磁力搅拌4h后,过滤,icp-ms测样,结果见表1。

表1多功能化硅胶吸附剂对银电解液的吸附

由表1可以看出,本实施例中采用多功能化硅胶吸附剂能够实现钯的高效选择性吸附,在银含量为60.79g/l、钯含量为0.063g/l、铜含量为34.23g/l的银电解液中对钯的吸附率达到99.52%、银的吸附率为0%、铜吸附率为0%、铋吸附率为0%、硒吸附率为0%、碲吸附率为0%。

3)解析

吸附完全后过滤银电解液得到吸附后的多功能化硅胶吸附剂,并将其加入到100ml的3mol/l硝酸溶液中,室温搅拌2h后,过滤,icp-ms测样,钯的浓度为0.614g/l,解析率为0.622g/l*100*10-3l/[(0.063-0.0003)g/l*1l]=98.73%。

4)再生

解析反应完全后过滤得到解析后的多功能化硅胶吸附剂,并将其加入到50ml的2mol/l氨水溶液于40℃搅拌2h后,过滤,用去离子水洗涤固体至水测出的ph接近中性,60℃真空干燥固体得到可循环利用的多功能化硅胶吸附剂。

多功能化硅胶吸附剂重复使用后对银电解液的吸附效果及解析率如表2所示:

表2多功能化硅胶吸附剂重复使用后对银电解液的吸附效果及解析率

由表2可以看出,本实施例的多功能化硅胶吸附剂再生利用率高,一次解析率达98%以上,再生利用10次吸附率>90%,解析率>97%。

实施例2利用多功能化硅胶吸附剂从银电解液中去除钯的方法,包括步骤:

1)制备多功能化硅胶吸附剂

在100l反应釜中加入二乙烯三胺(7.49kg,72mol)和(ch3o)3si(ch2)3cl(48mol)后在160℃搅拌加热8小时后冷却到60℃,再加入乙醇(10l)后回流2小时直到液体变至透明,冷却转移至200l反应釜中,投入二甲苯(80.0l)和硅胶(32.0kg,37-500μm,),将油浴锅温度设置在150℃,当油浴锅温度达到设定值后并开始收集乙醇,整个过程持续3h。将液体移除,固体加水(100l)搅拌30min后过滤,再向固体中加入更多的水(100l),将混合物搅拌30min后过滤,干燥得多功能化硅胶吸附剂,多功能化硅胶吸附剂的化学式为[(o3/2)si(ch2)xnh(ch2ch2nh)yh]a[si(o4/2)]b(化学式ⅰ);其中,x=3,y=2。

2)吸附

称量100g、粒径为50um的多功能化硅胶吸附剂,将其加入到1000ml银电解液,银电解液中含有的成分及其含量为银50.02g/l,钯0.023g/l、铜10.65g/l、硝酸10g/l、铋12.6mg/l、硒5.3mg/l、碲4.9mg/l;在50℃下磁力搅拌1h后,过滤,icp-ms测样,结果见表3。

表3多功能化硅胶吸附剂对银电解液的吸附

3)解析

吸附完全后过滤银电解液得到吸附后的多功能化硅胶吸附剂,并将其加入到100ml的2mol/l盐酸溶液中,50℃搅拌1h后,过滤,icp-ms测样,钯的浓度为0.023g/l,解析率为100%。

4)再生

解析反应完全后过滤得到解析后的多功能化硅胶吸附剂,并将其加入到100ml的1mol/l碳酸氢钠溶液于40℃搅拌2h后,过滤,用去离子水洗涤固体至水测出的ph接近中性,60℃真空干燥固体得到可循环利用的多功能化硅胶吸附剂。

多功能化硅胶吸附剂重复使用后对银电解液的吸附效果及解析率如表4所示:

表4多功能化硅胶吸附剂重复使用后对银电解液的吸附效果及解析率

实施例3利用多功能化硅胶吸附剂从银电解液中去除钯的方法,包括步骤:

1)制备多功能化硅胶吸附剂

在100l反应釜中加入多乙烯多胺(27.36kg,72mol)和(ch3o)3si(ch2)3cl(48mol)后在160℃搅拌加热8小时后冷却到60℃,再加入乙醇(10l)后回流2小时直到液体变至透明,冷却转移至200l反应釜中,投入二甲苯(80.0l)和硅胶(32.0kg,37-500μm,),将油浴锅温度设置在150℃,当油浴锅温度达到设定值后并开始收集乙醇,整个过程持续3h。将液体移除,固体加水(100l)搅拌30min后过滤,再向固体中加入更多的水(100l),将混合物搅拌30min后过滤,干燥得多功能化硅胶吸附剂,多功能化硅胶吸附剂的化学式为[(o3/2)si(ch2)xnh(ch2ch2nh)yh]a[si(o4/2)]b,其中,x=3,y=9。

2)吸附

称量10g、粒径为300um的多功能化硅胶吸附剂,将其加入到1000ml银电解液,银电解液中含有的成分及其含量为银100.06g/l,钯0.098g/l、铜39.18g/l、硝酸15g/l、铋14.9mg/l、硒29.7mg/l、碲18.6mg/l;在80℃下磁力搅拌15分钟后,过滤,icp-ms测样,结果见表5。

表5多功能化硅胶吸附剂对银电解液的吸附

3)解析

吸附完全后过滤银电解液得到吸附后的多功能化硅胶吸附剂,并将其加入到100ml的3mol/l硫酸溶液中,80℃搅拌15分钟后,过滤,icp-ms测样,钯的浓度为0.968g/l,解析率为99.69%。

4)再生

解析反应完全后过滤得到解析后的多功能化硅胶吸附剂,并将其加入到200ml的0.01mol/l氢氧化钾溶液于80℃搅拌15分钟后,过滤,用去离子水洗涤固体至水测出的ph接近中性,60℃真空干燥固体得到可循环利用的多功能化硅胶吸附剂。

多功能化硅胶吸附剂重复使用后对银电解液的吸附效果及解析率如表6所示:

表6多功能化硅胶吸附剂重复使用后对银电解液的吸附效果及解析率

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

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