高纯铂制备技术研究进展

纯度大于99.999%的高纯铂广泛用于电子工业等领域,且需求量越来越大。介绍了高纯铂制备技术研究现状,并对主要制备技术存在的优缺点进行了评述。现有的铵盐沉淀法、氧化水解法、氧化载体水解法、离子交换法和萃取法等都不同程度地存在铂纯度低、流程长、直收率低以及环境污染等问题。未来还需深入研究铂溶液体系中贱金属杂质元素及相似元素的赋存状态等特性,合理设计除杂顺序,开发出高纯铂高效清洁制备技术。     

离子交换法净化金电解液的研究

制备6N高纯金的过程中需要对金电解液进行净化。选择2种阳离子树脂进行实验,并研究金电解液pH值和浓度对净化效果的影响。结果显示,当pH=3,电解液浓度为90 g/L时,001×7型大孔型强酸性阳离子交换树脂对电解液的净化效果最好。净化后的电解液制备出的高纯金纯度达到6N。     

从铂-铱合金废料中回收铂铱的新工艺

首次提出用铂铱不分离的方法处理铂-铱合金废料。工艺包括铝碎化活化,离子交换除贱金属杂质,氯化铵共沉淀铂铱等过程。铂的直收率达到98.64%,铱的直收率达到95.02%。得到的铂铱混合粉经过配料制造新的铂-铱合金材料。     

离子交换技术在铂族金属富集、分离提纯中的应用

离子交换法是铂族金属湿法冶金中一项很有应用前景的绿色环保技术,与传统的化学沉淀法和溶剂萃取法相比有很多优势,因此在铂族金属的分离提纯中得到了广泛的应用。针对铂族金属二次资源回收,介绍了阳离子交换树脂在铂族金属与贱金属分离中的工业应用和阴离子交换树脂在铂族金属富集、分离提纯中的研究及应用;同时也对分子识别技术在铂族金属分离提纯领域的应用做了简要的介绍。     

201×7阴离子交换树脂对低浓度铂的吸附性能

研究了用201×7强碱性阴离子交换树脂对氯化浸出液中低浓度铂的吸附性能,考察了树脂用量、吸附时间、pH值、反应温度等因素对树脂吸附铂的影响。实验结果表明,pH=1.0时树脂的吸附效果最佳,静态饱和吸附容量可达到190 mg Pt/g干树脂,铂在201×7树脂上的吸附是吸热反应,温度升高有利于铂的吸附,吸附反应热焓变ΔH=36.72 kJ/mol,熵变为ΔS=0.190 kJ/(mol·K)。对201×7树脂吸附铂的吸附等温模型及动力学进行了分析,结果表明,吸附平衡过程符合Langmuir等温式,且为优惠吸附;铂的吸附过程符合准二级动力学方程,准二级常数为k2=1.58×10-4g/(mg·min)。用2.4 mol/L的高氯酸可将载铂树脂中的铂洗脱,洗脱率为83%。     

从炉灰、酸泥中回收并提取高纯铂、钯的工艺实验

通过对3批试料的生产实验,介绍了从炉灰、酸泥中回收和提取高纯铂、钯的工艺流程.实验过程中,经酸浸、置换、离子交换分离大部分杂质元素,再调整铂、钯化合价态,用氯化铵沉淀铂从而达到铂、钯的有效分离.实践证明,该工艺流程简单,实用性强,分离效果好,回收率高,产品质量稳定.     

镓精矿中镓的提取工艺

采用"焙烧-硫酸浸出-中和沉淀"工艺提取明矾石精矿中的镓,获得含Ga 0.1%以上的镓精矿。为了实现镓精矿的高值化利用,提出"碱浸-离子交换-溶液净化-电积"回收镓精矿中金属镓的工艺,对最佳工艺条件进行研究。在最佳工艺条件下,镓精矿中Ga的碱浸浸出率达98.46%;离子交换实验表明,采用D5240树脂可以有效地富集镓,但杂质钒也得到富集,树脂解吸液中含镓2.1g/L,钒0.23g/L;在pH=12的条件下,可通过钙盐法除钒,当解吸液中Ca~(2+)添加量为0.02mol/L时,钒浓度降至1.45mg/L;镓电积过程中电流效率呈现先增大后减小的趋势,当电积时间为2h时,电流效率达到峰值4.3%;随着电积液中NaOH浓度的升高,阴极表面形貌由粗糙变得光滑。当NaOH浓度为200g/L时,阴极表面平整光滑,可获得99.94%金属镓。     

001×14.5强酸性树脂对铬(Ⅲ)的吸附性能

采用离子交换树脂法吸附铬(Ⅲ),通过树脂选型确定强酸性阳离子交换树脂001×14.5对铬(Ⅲ)吸附容量最大,用所选的001×14.5树脂研究铬(Ⅲ)的吸附性能。静态吸附实验表明:转速大于120 r/min时,对树脂吸附的影响可忽略,即外扩散基本消除,pH=7.0时,吸附最佳,铬(Ⅲ)吸附率随树脂用量的增加而增大;001×14.5树脂吸附铬(Ⅲ)的过程符合Langmuir等温曲线,且为优惠吸附;吸附过程符合拟二级动力学方程,吸附过程的表观活化能Ea=23.4 kJ/mol,颗粒内扩散为吸附速率的主要控制步骤;用1 mol/L的硫酸对吸附后的饱和树脂进行脱附再生,脱附率可达99%。     

大孔型树脂处理高浓度钨酸钠溶液

采用大孔型树脂在酸性条件下处理高浓度钨酸钠溶液发现,D301大孔型弱碱性阴离子树脂处理高浓度钨酸钠溶液时性能最佳。考察交前液pH值、树脂粒径、WO3浓度、温度以及搅拌速度对离子交换过程的影响。结果表明:在溶液pH值约为6时、树脂粒径为0.42~0.59 mm、WO3浓度为350 g/L、温度为25℃的条件下,D301树脂吸附效果最佳,吸附的WO3容量达到850 mg/g干树脂,远高于传统的201×7树脂的吸附容量。     

萃取法分离提纯Pt、Rh工艺

昆明贵金属研究所一室与化学制品车间合作,研究了从废铂铑(含少量铱)合金溶解液中,用萃取法分离提纯铂和铑的工艺流程.其方法要点是①用P204(二-2-乙基己基磷酸)萃取铑,分离铂和铑;②粗铑溶液通氯气氧化,用TAPO(三烷基氧化膦)萃取其中的微量铂、铱等贵金属杂质以纯化铑,离子交换除贱金属,甲酸还原,氢还原得纯铑;③粗铂溶液用氧化载体水解法提纯,氯化铵沉淀,锻烧得纯铂.原料溶液成分     

Adsorption behavior and mechanism of cadmium on strong-acid cation exchange resin

The adsorption behavior of Cd2+ on 001×7 strong-acid cation exchange resin was studied with the static adsorption method. The adsorption process was analyzed from thermodynamics and kinetics aspects. The influences of experimental parameters such as pH, temperature, initial concentration and adsorption rate were investigated. The experimental results show that in the studied concentration range, 001×7 resin has a good sorption ability for Cd2+, and the equilibrium adsorption data fit to Freundlich isotherms. The adsorption is an exothermic process which runs spontaneously. Kinetic analysis shows that the adsorption rate is mainly governed by liquid film diffusion. The best adsorption condition is pH 4-5. The saturated resin can be regenerated by 3 mol/L nitric acid, and the desorption efficiency is over 98%. The maximal static saturated adsorption capacity is 355 mg/g (wet resin) at 293 K. The adsorption mechanism of Cd2+ on 001×7 resin was discussed based on IR spectra.     

Kinetic modeling of adsorption of vanadium and iron from acid solution through ion exchange resins

This study assessed the adsorption process and the reaction kinetics involved in the selective recovery of vanadium from an acid solution containing iron as an impurity. Four commercial resins were studied: Lewatit® MonoPlus TP 209 XL, Lewatit® TP 207, Dowex? M4195 (chelating resin) and Lewatit® MonoPlus S 200 H (strong cationic exchange resin). To investigate the effect of time on the adsorption process, batch experiments were carried out using the following initial conditions: pH 2.0, 298 K, and a proportion of 1 g of resin to 50 mL of solution. The variation of pH over time was analyzed. Chelating resin released less H⁺ ions as the adsorption occurred, resulting in a lower drop of pH when compared to S 200 H resin. Ion adsorption by the resins was also evaluated through FT-IR and SEM?EDS before and after the experiments. Among the evaluated kinetic models (pseudo-first order, pseudo-second order, Elovich and intraparticle diffusion models), the pseudo-second order model best fits the experimental data of the adsorption of vanadium and iron by all of the four resins. M4195 resin showed the highest recovery of vanadium and the lowest adsorption of iron. Kinetic data, which are fundamental to industrial processes applications, are provided.     

从沉钨钼后液中制备高纯铼酸铵

利用沉钨钼后液首先经氯化钾沉淀反应得到铼酸钾,其次采用离子交换法将铼酸钾溶液转为高铼酸溶液,最后经氨水中和-浓缩结晶-重结晶得到高纯铼酸铵。结果表明:向沉钨钼后液中加入KCl固体再浓缩析出KReO₄白色晶体,其主要杂质Na、Ca、Fe、Cl含量均小于1.00%,特别是W、Mo含量均小于0.10%,且Re结晶率可达94.92%～98.38%。采用动态法脱K,选用C160(H⁺型)树脂,当KReO₄溶液pH为中性,料液流速控制在2BVs·h^-1时,C160树脂对K⁺穿透容量和饱和容量分别为117.87和128.39g·L^-1,且树脂利用率达到91.81%;所得纯HReO₄溶液中K、Na、Ca、Fe、W、Mo、Mg浓度均降至0.50 mg·L^-1以下。通过添加优级纯氨水中和HReO₄溶液,控制终点pH为7～8,再经浓缩结晶+1次重结晶,所得铼酸铵纯度达到99.99%以上,其SEM形貌为树枝状。     

从钛阳极退镀料中回收精炼铱的工艺研究

通过氧化沉淀、还原溶解等工艺从钛阳极退镀料溶解液中回收贵金属铱,实验确定了最佳工艺条件,在氧化还原电位大于900 mV、氯化铵用量为铱的1倍以上时,铱的沉淀率大于98%,还原pH值为3时,可较好的分离铱中少量的铂钯铑钌杂质。方法适用于以铱为主体、贵金属杂质含量较低的含铱废料处理,操作简便,产品纯度可达到国标要求。     

用离子交换法从拜耳法生产Al2O3的种分母液中回收镓

虽然离子交换法是从拜耳法种分母液中回收镓的最有效的方法,但由于淋洗难的问题未能解决,国内外虽经十余年的研究,该法仍未能取得应用.本文叙述了用离子交换法从生产Al2O3的种分母液中回收镓的实验结果,由于开发成功碱性络合淋洗剂,解决了镓树脂因酸性淋洗而引起的降解问题,为离子交换法回收镓提供了实现工业化的可能.实验结果表明种分母液温度降至50℃～55℃后,不经其他任何处理就可进吸附柱.吸附后的种分母液返回Al2O3生产流程,饱和树脂用稀碱溶液洗涤,然后用碱性络合淋洗剂进行淋洗,淋洗率大干95%,所得淋洗液含镓大于2g/l,净化并电解后可得到99.99%的金属镓.由于本工艺流程简单,试剂便宜,消耗少,产品成本低.三废处理量少,对环境污染小,生产上具有明显的经济效苴.     

高纯铁制备技术综述

本文介绍了溶剂萃取、离子交换、电解精炼和区域熔炼等冶金提纯方法在高纯铁制备过程中的应用。采用溶剂萃取法和离子交换法,可以除去溶液中的大多数金属杂质,得到纯度为4N的高纯铁溶液。通过氢还原或电解精炼,可进一步去除杂质元素并获得纯度为6N的金属铁材料。区域熔炼法可对铁进行进一步精炼,使纯度达到极限。对不同的原料纯度以及不同的产品纯度要求,采用的工艺方法也有相应的变化,但一般采用几种方法相结合的工艺路线制备品质优良的高纯铁。