一种用聚苯乙烯-三丁基季膦树脂从碱性氰化液中分离铂、铑的方法

摘要

本发明公开一种用聚苯乙烯‑三丁基季膦树脂(简称PS‑BQP)从碱性氰化液中分离铂、铑的方法，属于铂族金属分离技术领域，本发明以PS‑BQP为吸附剂，按固液比1:100(g/mL)共同吸附pH＝9.0～11.0的碱性氰化液介质中的Pt(CN)42‑和Rh(CN)63‑，采用两步洗脱法，对所吸附的Pt(CN)42‑和Rh(CN)63‑进行分步洗脱，首先使用0.5～1mol/L KCI溶液，解吸PS‑BQP上吸附的Rh(CN)63‑，然后再采用1.0～1.5mol/L的NH4SCN溶液，解吸PS‑BQP上吸附的Pt(CN)42‑，从而实现Pt(CN)42‑和Rh(CN)63‑的分离。本发明操作流程简单，分离周期短，铂的回收率大于96.0％,铑的回收率大于95.0％,PS‑BQP吸附剂吸附容量大，稳定性好，经饱和KCI溶液再生处理，PS‑BQP吸附剂可反复使用。

权利要求

1.一种用聚苯乙烯-三丁基季膦树脂从碱性氰化液中分离铂、铑的方法，其特征在于以PS-BQP为吸附剂，按固液比1:100(g/mL)吸附碱性氰化液介质中的Pt(CN)42-和Rh(CN)63-, 两步法解吸Pt(CN)42-和Rh(CN)63-,第一步采用KCL溶液解吸PS-BQP上吸附的Rh(CN)63-；第二步采用NH4SCN溶液解吸PS-BQP上吸附的Pt(CN)42-；

PS-BQP结构式为：

所述PS-BQP为聚苯乙烯-三丁基季膦树脂的简称。

2.根据权利要求1所述的用聚苯乙烯-三丁基季膦树脂从碱性氰化液中分离铂、铑的方法，包括以下步骤：(1) 配制水相：将Pt(CN)42-和Rh(CN)63-混合料液的pH值调节到9.0～11.0 范围内；

(2) 取一定质量的PS-BQP按固液比1:100(g/mL),加入到含Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的混合料液中，振荡30min,滤出负载Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的PS-BQP树脂；

(3) 取以上步骤(2)吸附负载Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的PS-BQP树脂，用0.5～1.0 mol/LKCL溶液,按固液比1:50(g/mL)，振荡10～15min，解吸PS-BQP树脂上吸附的Rh(CN)63-；

(4) 取以上步骤(3)解吸Rh(CN)63-后的PS-BQP，用1.0～1.5 mol/L NH4SCN溶液,按固液比1:50(g/mL)，振荡10～20min，解吸PS-BQP上吸附的Pt(CN)42-；

(5) 取以上步骤(4) 解吸Pt(CN)42-后的PS-BQP，用蒸馏水洗涤2次，用饱和KCL溶液, 按固液比1:30(g/mL)，振荡10 min, 滤出再生处理的PS-BQP树脂，返回步骤（2），再次吸附同样Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的混合料液，实现PS-BQP的重复利用。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤（2）Pt(CN)42-和Rh(CN)63-混合料液中Pt(II)的浓度为10～200 mg/L, Rh(III)的浓度为25～150 mg/L。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于步骤（2）进一步为测定水相中Pt(II)和Rh(III)的浓度，PS-BQP上吸附Pt(II)和Rh(III)的量用差减法求出，并分别计算Pt(II)、Rh(III)的吸附率。

5.根据权利要求2所述的方法,其特征在于步骤（3）进一步为测定解吸液中Pt(II)和Rh(III)的浓度，并计算Rh(III)的回收率。

6.根据权利要求2所述的方法,其特征在于步骤（4）进一步为测定解吸液中Pt(II)的浓度，并计算Pt(II)的回收率。

说明书

一种用聚苯乙烯-三丁基季膦树脂从碱性氰化液中分离铂、铑

的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种用聚苯乙烯-三丁基季膦树脂(简称PS-BQP)从碱性氰化液中分离铂、铑的方法，属铂族金属分离技术领域。

背景技术

[0002] 铂、铑同属铂族金属，属国家紧缺的战略资源，每年需要大量进口，铂、铑二元催化剂被广泛应用于化学工业，玻纤工业废料中铂、铑含量远高于铂、铑精矿品位，利用价值巨大，铂、铑二次资源回收与矿山资源开发处于同等重要的地位，从二次资源浸出铂、铑常用的方法为氯化浸出法和加压氰化浸出法，两种方法得到的铂、铑浸出液分别属盐酸介质和碱性氰化液介质，盐酸介质中铂、铑的分离提取工艺国内外均已实现产业化生产，采用的流程均优先从铂、铑混合溶液中分离铂，而将铑保留在溶液中，最后精炼铑，如英国Mathey-Rusterburg精炼厂，南非郎候(Lonrho)精炼厂，国际镍公司阿克通(Acton)精炼厂，以及国内贵研铂业股份有限公司，金川集团股份有限公司铂、铑分离提取均采用此类工艺。在碱性氰化液介质中，Rh与Pt分别与CN-形成稳定的Rh(CN)63-和Pt(CN)42-离子，目前从碱性氰化液中分离铂、铑主要采用贱金属置换法和吸附分离法，贱金属置换法需首先破坏溶液中的氰根，不仅步骤多，成本高,而且要求所处理溶液中的Rh(CN)63-和Pt(CN)42-浓度不能太低，不适宜处理低浓度的料液。吸附分离法因具有所需设备简单，分离周期短，环境污染小，适宜处理低浓度的料液等诸多优点，已在铂族金属分离技术领域受到了广泛关注，但目前应用于铂族金属氰化物提取的吸附剂如活性炭，MOFs材料，各种无机材料等由于存在吸附容量小，选择性差，平衡时间长，洗脱困难等诸多问题，应用规模受到了限制，吸附法分离碱性氰化液介质中的Rh(CN)63-和Pt(CN)42-至今没有取得工业规模的应用。因此，研究开发具有高吸附容量，平衡时间短，易于洗脱的吸附剂以取代现有的吸附材料，用于碱性氰化液中铂、铑的富集分离，具有十分重要的现实意义和巨大的经济价值。

发明内容

[0003] 本发明的目的就是针对已有用于碱性氰化液介质中分离铂、铑吸附材料的不足，提出一种分离周期短，铂、铑的回收率高，吸附容量大，稳定性好，可实现碱性氰化液介质中铂、铑高效分离的新方法，具有明显的实用价值。

[0004] 本发明通过下列技术方案完成，其特征在于以聚苯乙烯-三丁基季膦树脂(简称PS-BQP)为吸附剂，按固液比1:100(g/mL)吸附pH＝9.0～11.0碱性氰化液介质中的Pt(CN)42-和Rh(CN)63-，首先使用0.5～1mol/L KCI溶液，解吸PS-BQP上吸附的Rh(CN)63-，然后再采用1.0～1.5mol/L的NH4SCN溶液，解吸PS-BQP上吸附的Pt(CN)42-，从而实现Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的分离；

[0005] 上述步骤中，PS-BQP结构式为：

[0006]

[0007] 以上技术方案具体步骤包括以下：

[0008] (1)配制水相：将Pt(CN)42-和Rh(CN)63-混合料液的pH值调节到9.0～11.0范围内；

[0009] (2)取一定质量的PS-BQP按固液比1:100(g/mL),加入到含Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的2- 3-
混合料液中，振荡30min,滤出负载Pt(CN)4 和Rh(CN)6 的PS-BQP树脂；

[0010] (3)取以上步骤(2)吸附负载Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的PS-BQP树脂，用0.5～1.0mol/L KCI溶液,按固液比1:50(g/mL)，振荡10～15min，解吸PS-BQP树脂上吸附的Rh(CN)63-；

[0011] (4)取以上步骤(3)解吸Rh(CN)63-后的PS-BQP，用1.0～1.5mol/L NH4SCN溶液,按固液比1:50(g/mL)，振荡10～20min，解吸PS-BQP上吸附的Pt(CN)42-；

[0012] (5)取以上步骤(4)解吸Pt(CN)42-后的PS-BQP，用蒸馏水洗涤2次，用饱和KCI溶液,按固液比1:30(g/mL)，振荡10min,滤出再生处理的PS-BQP树脂，返回步骤(2)，再次吸附同样Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的混合料液，实现PS-BQP的重复利用。

[0013] 所述步骤(2)Pt(CN)42-和Rh(CN)63-混合料液中Pt(II)的浓度为10～200mg/L,Rh(III)的浓度为25～150mg/L。

[0014] 所述步骤(2)进一步为测定水相中Pt(II)和Rh(III)的浓度，PS-BQP上吸附Pt(II)和Rh(III)的量用差减法求出，并分别计算Pt(II)、Rh(III)的吸附率。

[0015] 所述步骤(3)进一步为测定解吸液中Pt(II)和Rh(III)的浓度，并计算Rh(III)的回收率。

[0016] 所述步骤(4)进一步为测定解吸液中Pt(II)的浓度，并计算Pt(II)的回收率。

[0017] 本发明具有以下优点

[0018] 1.分离周期短，30min即达吸附平衡，且室温下即可完成洗脱。

[0019] 2.吸附容量大，Pt(II)、Rh(III)的最大静态吸附容量分别达到115.8mg/g和108.6mg/g，具有规模化应用价值。

[0020] 3.两步解吸实现铂、铑的分离，Pt的回收率高于96.0％，铑的回收率在95.0％以上。

[0021] 4.pH在9.0～11.0较宽的碱性范围均有较佳的吸附效果，吸附分离条件易控制。

[0022] 5.PS-BQP吸附剂稳定性好，可循环使用，成本低。

具体实施方式

[0023] 下面结合实施例对本发明的方法做进一步说明。

[0024] 实施例1

[0025] 室温下，在不同pH条件下，固定Rh(CN)63-溶液中Rh(III)浓度为2.5g/L，固定相PS-BQP的量为1.0g，固液比1:100(g/mL)，振荡30min,滤出负载的PS-BQP；测定Rh(III)吸附量，pH值对PS-BQP吸附Rh(CN)63-的影响如表1所示。

[0026] 表1.pH值对PS-BQP吸附Rh(CN)63-的影响

[0027]

[0028]

[0029] 实施例2

[0030] 室温下，在不同pH条件下，固定Pt(CN)42-溶液中Pt(II)浓度为3.0g/L，固定相PS-BQP的量为1.0g，固液比1:100(g/mL)，振荡30min,滤出负载的PS-BQP；测定Pt(II)吸附量，pH值对PS-BQP吸附Pt(CN)42-的影响如表2所示。

[0031] 表2.pH值对PS-BQP吸附Pt(CN)42-的影响

[0032]pH值 9.0 10.0 10.5 11.0 11.5 12.0
静态吸附容量(mg/g) 114.6 115.5 115.8 114.2 96.7 87.2

[0033] 从表1和表2可以看出，PS-BQP吸附剂在pH在9.0～11.0较宽的碱性范围对Pt(CN)42-和Rh(CN)63-均有较佳的吸附效果。

[0034] 实施例3

[0035] 室温下，称取1.0g树脂作固定相，加入到pH＝10.5，100mL Rh(CN)63-溶液中,Rh(III)浓度为2.5g/L，振荡30min,滤出负载的PS-BQP；测定Rh(III)吸附量，将滤出负载Rh(III)的树脂加人到50mL 1.0mol/L KCI溶液中，振荡15min，滤出解吸液中的PS-BQP，将PS-BQP用蒸馏水洗涤2次,再次吸附同样的Rh(CN)63-溶液，6次循环静态吸附容量的测定结果如表3所示。

[0036] 表3.Rh(III)循环静态吸附容量的测定

[0037] 循环次数 1 2 3 4 5 6静态吸附容量(mg/g) 108.6 108.1 107.2 106.7 105.9 104.1

[0038] 实施例4

[0039] 室温下，称取1.0g树脂作固定相，加入到pH＝10.5，100mL Pt(CN)42-溶液中,Pt(II)浓度为3.0/L，振荡30min,滤出负载的PS-BQP；测定Pt(II)吸附量，将滤出负载Pt(II)的树脂加人到50mL 1.5mol/L NH4SCN溶液中，振荡20min，滤出解吸液中的PS-BQP，用蒸馏水洗涤2次,然后将PS-BQP树脂加人到30mL饱和KCI溶液中，振荡10min,用滤出的PS-BQP，再次吸附同样的Pt(CN)42-溶液，6次循环静态吸附容量的测定结果如表4所示。

[0040] 表4.Pt(II)循环静态吸附容量的测定

[0041]

[0042]

[0043] 从表3和表4可以看出，在pH＝10.5，经过6次循环使用，PS-BQP对碱性氰化液介质中单组分Rh(III)或Pt(II)的静态吸附容量并没有明显降低，PS-BQP具有高稳定性，能循环使用多次。

[0044] 实施例5

[0045] 室温下，称取1.0g PS-BQP作固定相，加入到pH＝9.0,含Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的100mL混合料液中，该混合料液Pt(II)和Rh(III)的含量分别为10.0mg/L和25.0mg/L,振荡
30min,滤出负载的PS-BQP，加人0.5mol/L KCI解吸液50mL，振荡10min，测定解吸液中Pt(II)和Rh(III)的含量,滤出解吸液中的PS-BQP，加人1.0mol/L NH4SCN解吸液50mL振荡
10min，滤出解吸液中的PS-BQP,测定解吸液中Pt(II)的含量,分别计算Rh(III)和Pt(II)回收率(具体数据见表5)。

[0046] 实施例6

[0047] 室温下，称取1.0g PS-BQP作固定相，加入到pH＝10.0,含Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的100mL混合料液中，该混合料液Pt(II)和Rh(III)的含量分别为30.0mg/L和50.0mg/L,振荡
30min,滤出负载的PS-BQP，加人0.5mol/L KCI解吸液50mL，振荡10min，测定解吸液中Pt(II)和Rh(III)的含量,滤出解吸液中的PS-BQP，加人1.0mol/L NH4SCN解吸液50mL振荡
12min，滤出解吸液中的PS-BQP,测定解吸液中Pt(II)的含量,分别计算Rh(III)和Pt(II)回收率(具体数据见表5)。

[0048] 实施例7

[0049] 室温下，称取1.0g PS-BQP作固定相，加入到pH＝11.0,含Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的100mL混合料液中，该混合料液Pt(II)和Rh(III)的含量分别为60.0mg/L和85.0mg/L,振荡
30min,滤出负载的PS-BQP，加人0.6mol/L KCI解吸液50mL，振荡10min，测定解吸液中Pt(II)和Rh(III)的含量,滤出解吸液中的PS-BQP，加人1.0mol/L NH4SCN解吸液50mL振荡
15min，滤出解吸液中的PS-BQP,测定解吸液中Pt(II)的含量,分别计算Rh(III)和Pt(II)回收率(具体数据见表5)。

[0050] 实施例8

[0051] 室温下，称取1.5g PS-BQP作固定相，加入到pH＝10.5,含Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的150mL混合料液中，该混合料液Pt(II)和Rh(III)的含量分别为110.0mg/L和100.0mg/L,振荡30min,滤出负载的PS-BQP，加人0.8mol/L KCI解吸液75mL，振荡12min，测定解吸液中Pt(II)和Rh(III)的含量,滤出解吸液中的PS-BQP，加人1.2mol/L NH4SCN解吸液75mL振荡
15min，滤出解吸液中的PS-BQP,测定解吸液中Pt(II)的含量,分别计算Rh(III)和Pt(II)回收率(具体数据见表5)。

[0052] 实施例9

[0053] 室温下，称取2.0g PS-BQP作固定相，加入到pH＝10.5,含Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的200mL混合料液中，该混合料液Pt(II)和Rh(III)的含量分别为150.0mg/L和130.0mg/L,振荡30min,滤出负载的PS-BQP，加人1.0mol/L KCI解吸液100mL，振荡15min，测定解吸液中Pt(II)和Rh(III)的含量,滤出解吸液中的PS-BQP，加人1.5mol/L NH4SCN解吸液100mL振荡
20min，滤出解吸液中的PS-BQP,测定解吸液中Pt(II)的含量,分别计算Rh(III)和Pt(II)回收率(具体数据见表5)。

[0054] 实施例10

[0055] 室温下，称取2.0g PS-BQP作固定相，加入到pH＝10.5,含Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的200mL混合料液中，该混合料液Pt(II)和Rh(III)的含量分别为200.0mg/L和150.0mg/L,振荡30min,滤出负载的PS-BQP，加人1.0mol/L KCI解吸液100mL，振荡15min，测定解吸液中Pt(II)和Rh(III)的含量,滤出解吸液中的PS-BQP，加人1.5mol/L NH4SCN解吸液100mL振荡
20min，滤出解吸液中的PS-BQP,测定解吸液中Pt(II)的含量,分别计算Rh(III)和Pt(II)回收率(具体数据见表5)。

[0056] 表5.Pt(CN)42-和Rh(CN)63-混合料液中PS-BQP分离Rh(III)、Pt(II)的效果[0057]

[0058]

[0059] 从表5可以看出：在pH＝9.0～11.0的碱性氰化液介质中，PS-BQP对Pt(CN)42-和Rh(CN)63-有良好的吸附效果，两步法解吸PS-BQP上吸附的Pt(CN)42-和Rh(CN)63-,第一步采用KCI溶液解吸PS-BQP上吸附的Rh(CN)63-；第二步采用NH4SCN溶液解吸PS-BQP上吸附的Pt(CN)42-。从而实现Pt(CN)42-和Rh(CN)63-的分离，铂的回收率大于96.0％,铑的回收率大于95.0％。