新型硫醚萃取剂萃取分离钯_铂的性能

摘 要 : 介绍了一种新型萃取剂 — — — 丁基苯并噻唑硫醚 ( 简写为 SN ) 对钯 、 铂的萃取性能 。结果表明 :SN 对钯的萃取性能很好 。并 φ( SN ) = 12 % ; c ( HCl) = 3 molΠ 通过正交试验方法确定了 SN 萃取分离钯 、 铂的最佳萃取条件为 :CCl 4 作稀释剂 ; L ; 萃取时间为 10 min ; 相比 OΠ W = 1∶ 1 。在该条件下可以有效地分离钯和铂 ,且钯的一次萃取率可高达 99 % ,铂的萃取率仅为 1. 4 % 。载钯有机相用 NH3 ・
CuCl2 ・ 2H2 O ,用适量蒸馏水溶解后移入 500 mL 容量瓶
表1 稀释剂对萃取的影响
稀释剂
CCl 4 CHCl 3
φ(SN ) Π%
60 20 60 20 60 20 60 20
Pd2 + 萃取率 E1Π% 99. 8 99. 7 99. 7 99. 3 99. 47 99. 7 99. 0 97. 5
CHEN Jian2bo , G U Guo2bang
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(1. Department of Chemical Engineering , Guangdong Industry Technical College , Guangzhou 510300 , Guangdong , China ; 2. School of Chemical Science , South China University of Technology , Guangzhou 510640 , Guangdong , China) Abstract : The extraction property of a novel extractant , butyl2benzothiazole sulfide ( simplified as SN ) , in separation of palla2 dium and platinum was introduced. The experiment results showed that SN had an excellent extraction property to palladium. The optimum condition for separation of Pd and Pt with SN was established by orthogonal experiments , which is as follows : φ( SN2CCl4 ) = 12 % , c ( HCl ) = 3 molΠ L , OΠ W = 1∶ 1 and extracting time of 10 minutes. Under the condition , Pa and Pt can be separated effectively. The rate of single extraction of Pd can reach up to 99 % , while that of Pt is only 1. 4 %. Pd can be back extracted from the organic phase by using NH3 ・ H2 O , obtaining a rate of single back extraction of 99 %. Key words : butyl2benzothiazole sulfide ; extraction ; separation of palladium and platinum
中 ,加入 25 mL 浓 H2 SO4 , 用蒸馏水定容 。该溶液中含
Ce
3+
15 gΠ L ,含 Cu
2+
35 gΠ L。
1. 2. 3 操作方法 分别用移液管移取萃取剂有机相 2 m L ,待萃液 2 m L 于5 m L 磨口试管中 ,置于电动振荡器中
振荡萃取到所需时间后 ,静置分相 ,取出萃余液分析。 2+ 1. 2. 4 分析方法 Pd 萃余液的分析 : 移取一定量的 2+ Pd 萃余液于 10 mL 容量瓶中 , 用 0. 1 molΠ L HCl 溶液 稀释至刻度 ,用 WFX - IB 型原子吸收分光光度计分析 2+ 萃余液中 Pd 的含量 。 4+ 4+ Pt 萃余液的分析 : 移取一定量的 Pt 萃余液于 4+ 10 mL 容量瓶中 ,加入 2 mL Pt 增感剂 ,以排除其他元 4+ 素的干扰 , 提高测量 Pt 的灵敏度 , 用 0. 1 molΠ L HCl 4+ 溶液稀释至刻度 ,然后测量萃余液中 Pt 的含量 。 2+ 4+ 有机相中 Pd 或 Pt 的含量可以通过差减法求得。
Pt 4 + 萃取率 E2Π% 30 30 30. 5 30 29. 5
4+ 2+
调节待萃液的酸度 。观察酸度对 SN 萃取 Pd 与 Pt 的影响 ,结果见表 3 。
表3 盐酸浓度对萃取的影响
(mol ・ c ( HCl) Π L 0. 1 0. 5 1. 0 1. 5 2. 0
-1
2+
4+
)
Pd2 + 萃取率 E1Π% 99. 7 99. 7 99. 7 99. 7 99. 7
H2 O 进行反萃取 ,一次反萃取率也达 99 % 。
关键词 : 丁基苯并噻唑硫醚 ; 萃取 ; 钯铂分离 中图分类号 : TF802. 2 文献标识码 : A
文章编号 : 0253 - 6099 (2006) vel Sulfide Extractant in Extraction of Palladium and Platinum
萃取率 E = 待萃液中金属浓度 - 萃余液中金属浓度 × 100 % 待萃液中金属浓度
由表 2 可知 , SN 萃取 Pd 在 1 min 时萃取率已达 到 94. 5 % ,可见 SN 萃取 Pd 反应是快速反应 。SN 萃 取 Pd 与 Pt 的萃取率均随时间的增长而增加 , 但当 时间超过 10 min 后 , 萃取率不再发生变化 , 说明萃取 2+ 4+ 已达到平衡 。本文中 SN 萃取 Pd 与 Pt 的萃取时间 均采用 10 min 。 2. 1. 3 酸度对萃取的影响 室温下 ,分别固定待萃液 2+ 4+ 中ρ( Pd ) = 1. 000 gΠ Lρ , ( Pt ) = 0. 5000 gΠ Lφ , ( SN ) =
产品丁基苯并噻唑硫醚 ( SN ) 具有性质稳定 , 不易
作者简介 : 陈剑波 (1962 - ) ,男 ,广东揭阳人 ,硕士 ,讲师 ,主要从事应用化学的教学和研究 。
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矿 冶 工 程
第 26 卷
被氧化 ,臭味小的优点 。 经分离处理后的产品用四氯化碳作为稀释剂 , 配 制成不同浓度的萃取剂有机相使用 。 2+ 1. 2. 2 试液的配制 1. 000 gΠ L Pd 待萃液 : 准确称 取 500 mg 钯 粉 于 烧 杯 中 , 加 10 mL 浓 盐 酸 和 几 滴 H2 O2 ,完全溶解后小心蒸发至近干 , 用 0. 1 molΠ L HCl 溶液转移入 500 mL 容量瓶并稀释至刻度 。 萃取剂溶液配制 : 用合成的丁基苯并噻唑硫醚加 入稀释剂 ,配制成所需要萃取剂的浓度 。 4+ 1. 000 gΠ L Pt 待萃液 : 准确称取 500 mg 纯铂于烧 杯中 ,用新配的王水完全溶解后 , 加入盐酸蒸发至近 干 ,用0. 1 molΠ L HCl 溶液转移入 500 mL 容量瓶并稀释 至刻度 。 4+ Pt 增感剂 : 称取 23. 14 g Ce ( NO3 ) 3 ・ H2 O ,46. 94 g
min φ , ( SN ) = 50 % , 振荡萃取时间对 SN 萃取 Pd Pt
4+
2+
与
的影响如表 2 。
表2 萃取时间对萃取率的影响
振荡时间Π min
1 3 5 7 9 12 15 20 Pd2 + 萃取率 E1Π% 94. 5 97. 2 98. 2 99. 3 99. 6 99. 6 99. 6 99. 6 Pt 4 + 萃取率 E2Π% 28 30 32 36 38 39 39 39
Pt 4 + 萃取率 E2Π% 68 35 66 36 66 40 62 34
己烷 环己烷
2. 1. 2 萃取时间对萃取率的影响 室温下 ,分别固定 2+ 4+ 待萃液中ρ( Pd ) = 1. 000 gΠ Lρ , ( Pt ) = 0. 5000 gΠ L,
c ( HCl ) = 0. 1 molΠ L , 相比 OΠ W = 1∶ 1 , 萃取时间为 10
① 收稿日期 : 2005204213
取剂可以有效地萃取分离钯和铂 ,为贵金属的萃取 、 提 纯、 分离提供了一条新的途径 。
1 材料与方法
1. 1 试剂和仪器
试剂 : 苯并噻唑硫醇 ( 工业纯) ;12溴丁烷 、 丙酮 、 氢 氧化钾 、 四氯化碳 ,盐酸 、 钯、 铂等 ,均为分析纯 。 仪器 : 搅拌器 、 电动振荡器 、 WFX - IB 型原子吸收 分光光度计 。 1. 2 实验试剂及分析方法 1. 2. 1 萃取剂的制取 萃取剂的制取反应式如下 :
贵金属具有强的抗腐蚀性 、 良好的延展性 、 抗氧化 性、 熔点高 、 强度高等独特的性质 , 因此在现代工业中 的作用越来越广 。但由于它们的贮量少 , 多数以伴生 矿的形式存在 ,而现代工业需要的贵金属纯度要求高 , 所以 ,对于贵金属的分离 、 提纯 、 回收的研究显得十分 重要 。铂族金属的性质十分相似 , 很难分离 。传统的 沉淀法存在生产周期长 、 过程复杂 、 分离效率低 、 不利 于连续生产等缺点 。溶剂萃取法具有生产量大 、 选择 性好 、 分离效率高 、 操作简便 、 金属回收高 、 产品纯度 高、 成本低 、 易于实现自动化生产 、 有机试剂可以循环 [1 ] 利用等优点 。因此 , 在贵金属的提纯方面越来越受 人们的重视 ,应用也越来越广 。 中性含硫有机物是萃取贵金属的一种重要试剂 。 该类萃取剂具有萃取能力强 , 选择性好的优点 。已有 不少有关烷基硫醚类萃取剂萃取 、 分析及分离钯 、 铂的 [2～6 ] 报道 。本文介绍一种新型硫醚萃取剂 SN — — — 丁基 苯并噻唑硫醚对钯 、 铂的萃取性能及分离情况 。该萃