本发明涉及贵金属回收分离提纯方法,尤其是涉及一种分离铱与贱金属和其它铂族金属的方法。
背景技术:
铱的精炼通常采用离子交换法、置换法、氯化铵反复沉淀法和溶剂萃取等方法,除去铱溶液中的贱金属和其它铂族金属离子,得到纯的铱溶液。再向铱的盐酸溶液中加入氧化剂(如氯气、硝酸、H2O2等),使铱转变为Ir(Ⅳ),再加入氯化铵,生成氯铱酸铵(NH4)2IrCl6沉淀,氯铱酸铵经过高温煅烧,氢还原得到纯金属铱。
专利CN1031805C公开了一种溶液中铑、铱与金、铂、钯分离富集方法,采用控制电位用铜粉置换金、铂、钯与铑、铱分离,铜粉置换残液用锌镁粉置换法富集铑、铱。铑沉淀率﹥99%,铱的沉淀率﹥98%。该方法采用两次分步置换实现了铑、铱与金、铂、钯的分离,但置换法产生的废液多,而且铑、铱在置换渣中以金属状态存在,后续精炼提纯时还需要把难溶解的铑、铱再次溶解转入溶液。
专利CN1260378C公开了一种用氢还原分离铱溶液中铑的方法,首先将一定浓度比的铑、铱溶液放入反应器,升温并且通入氢气进行还原。铑被还原成金属,铱不被还原。分离后,铱的纯度大于99.99%,铑的纯度大于99%。
专利CN1177945C公开了一种分离铂钯铱金的方法,以弱碱性苯乙烯系叔胺型阴离子交换树脂为固定相,以盐酸介质作流动相,实现铂、钯、铱、金与贱金属的分离,采用稀盐酸、水、EDTA洗脱贱金属,用硫氰酸盐+抗坏血酸溶液、盐酸平衡过的甲基异丁酮、NH4Cl+NH3.H2O溶液、HCl+硫脲+甲醇溶液选择性淋洗铱、金、钯、铂。
专利CN103302298A公开了一种分离提纯铱的方法,通过调溶液PH为1~3,加入铝粉还原,滤液调PH为1~1.5,用阳离子交换树脂反复交换除去贱金属杂质,得到的溶液浓缩干燥得到IrCl3晶体,三氯化铱经过氢还原得到99.95%的铱粉。
专利CN1031399A公开了一种利用加压氢还原分离提纯铱的方法,第一步加压氢还原分离铱,经过离子交换等方法除去贱金属,再经过第二步加压氢还原得到纯度大于99.9%的纯铱粉,铱的直收率﹥99%。该方法采用加压条件,操作过程不易实现。
目前铱的精炼分离提纯技术,存在工艺繁琐、复杂,试剂消耗大,铱的回收率低等缺点。
技术实现要素:
为克服现有技术的不足,本发明提出了一种盐酸体系中铱与贱金属及其它铂族金属铂、钯、铑和钌高效分离的方法,包括如下步骤:
一种分离铱与贱金属和其它铂族金属的方法,其特征是包括以下步骤:
(1)水解除杂:向含有少量铂、钯、铑和钌及Fe、Pb、Sn、Mg、Zn等贱金属杂质的铱溶液中缓慢加入碱并搅拌,调溶液的PH,使贱金属水解生成氢氧化物沉淀除去;
(2)离子交换:将水解得到的滤液进行阳离子树脂交换,进一步除去贱金属杂质,得到纯净的铂族金属溶液;
(3)浓缩:将交换后得到组成为铱、铂、钯、铑和钌的溶液进行浓缩;
(4)电沉积:将步骤(3)得到的溶液转移到电解槽,电解槽中加上离子交换膜,采用惰性阳极进行电沉积;
(5)过滤:将电解液进行过滤,滤液为纯净的铱溶液;
(6)沉淀纯净的铱溶液:采用传统方法氯化铵沉淀、煅烧、氢还原制备纯铱;
进一步,步骤(1)中所述的碱为NaOH,缓慢加入氢氧化钠同时进行搅拌调PH值为7~11,搅拌10~30min,搅拌速度为60~70r/min。
进一步,其特征在于,步骤(2)中所述的树脂为强酸型阳离子交换树脂,流速200ml/min,交换3~5遍,直到贱金属含量低于0.0001g/L。
进一步,步骤(3)中所述的浓缩时,保持铱离子浓度为65~90g/L,其它铂、钯、铑、钌离子浓度小于15g/L。
进一步,步骤(4)中所述的电沉积过程,两侧电极平行置于电解槽中,两极间距6~8cm,电解槽中间加入阴离子交换膜。
进一步,步骤(4)中所述的电沉积过程,电沉积过程中间隔8-12h,添加浓度为6mol/L的盐酸。
进一步,步骤(4)中所述的电沉积过程,控制阴极电位为1.8~2.5V。
进一步,步骤(5)中所述的过滤,滤液为纯净的铱溶液,电沉积在阴极极板上富集了其它铂族金属杂质,从而实现铱与其它铂族金属铂、钯、铑和钌的分离。
本发明采用电沉积方法净化含铱的铂族金属溶液,使其它铂族金属杂质电沉积在阴极板上,铱不发生电沉积,从而实现复杂体系下,铱与铂族金属的分离。
本发明的有益效果:(1)工艺简单,不引入其它杂质,试剂消耗少,减少了废液的产生,环境友好;(2)分离除去的其它铂族金属杂质富集在阴极板上,不发生分散利于回收;(3)本发明给出了电沉积分离铱与其它铂族金属的具体步骤和各数据的最佳区间;(4)铱的回收率高,通过该方法净化后得到的铱溶液,采用传统方法直接氯化铵沉淀、煅烧、还原,得到的海绵铱纯度达到99.95%以上。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
实施例一
一种分离铱与贱金属和其它铂族金属的方法,包括以下步骤:
(1)水解除杂:向含有少量铂、钯、铑和钌及Fe、Pb、Sn、Mg、Zn等贱金属杂质的铱溶液1000ml中缓慢加入200克NaOH并搅拌,搅拌速度为60r/min,搅拌20min,调溶液的PH值为9.5,用漏斗和抽滤瓶过滤,使贱金属水解生成氢氧化物沉淀除去。
(2)离子交换:将水解得到的滤液进行阳离子树脂交换3遍,进一步除去贱金属杂质,得到纯净的铂族金属溶液;所述的树脂为强酸型阳离子交换树脂,流速200ml/min,直到贱金属含量低于0.0001g/L。
(3)浓缩:将交换后得到组成为铱、铂、钯、铑和钌的溶液进行浓缩;溶液离子浓度浓缩为Ir79.02g/L,Pt12.55g/L,Pd1.29g/L,Rh0.13g/L,Ru8.62g/L;
(5)过滤:将电解液进行过滤,滤液为纯净的铱溶液,有少量被还原的铂族金属杂质呈粉状分散在电解液中,大部分铂、钯、铑和钌等铂族金属杂质富集在阴极上,铱溶液离子浓度为Ir80.31g/L,Pt0.0005g/L,Pd0.00046g/L,Rh0.00038g/L,Ru0.00018g/L。
(6)沉淀纯净的铱溶液:采用传统方法氯化铵沉淀、煅烧、氢还原制备纯铱。
实施例二
(1)水解除杂:向含有少量铂、钯、铑和钌及Fe、Pb、Sn、Mg、Zn等贱金属杂质的铱溶液1500ml中缓慢加入300克NaOH并搅拌,搅拌速度为70r/min,搅拌30min,调溶液的PH值为11,用漏斗和抽滤瓶过滤,使贱金属水解生成氢氧化物沉淀除去;
(2)离子交换:将水解得到的滤液进行阳离子树脂交换5遍,进一步除去贱金属杂质,得到纯净的铂族金属溶液;所述的树脂为强酸型阳离子交换树脂,流速200ml/min,直到贱金属含量低于0.0001g/L。
(3)浓缩:将交换后得到组成为铱、铂、钯、铑和钌的溶液进行浓缩,溶液离子浓度为Ir85.98g/L,Pt13.62g/L,Pd2.31g/L,Rh0.21g/L,Ru6.74g/L。
(5)过滤:将电解液进行过滤,滤液为纯净的铱溶液,有少量被还原的铂族金属杂质呈粉状分散在电解液中,大部分铂、钯、铑和钌等铂族金属杂质富集在阴极上,铱溶液离子浓度为Ir82.21g/L,Pt0.00045g/L,Pd0.00052g/L,Rh0.00031g/L,Ru0.00029g/L。
实施例三
(1)水解除杂:向含有少量铂、钯、铑和钌及Fe、Pb、Sn、Mg、Zn等贱金属杂质的铱溶液2000ml中缓慢加入400克NaOH并搅拌,搅拌速度为65r/min,搅拌25min,调溶液的PH值为10.5,用漏斗和抽滤瓶过滤,使贱金属水解生成氢氧化物沉淀除去;
(2)离子交换:将水解得到的滤液进行阳离子树脂交换4遍,进一步除去贱金属杂质,得到纯净的铂族金属溶液;所述的树脂为强酸型阳离子交换树脂,流速200ml/min,直到贱金属含量低于0.0001g/L。
(3)浓缩:将交换后得到组成为铱、铂、钯、铑和钌的溶液进行浓缩,溶液离子浓度为Ir82.02g/L,Pt9.55g/L,Pd1.29g/L,Rh0.13g/L,Ru8.62g/L。
(5)过滤:将电解液进行过滤,滤液为纯净的铱溶液;有少量被还原的铂族金属杂质呈粉状分散在电解液中,大部分铂、钯、铑和钌等铂族金属杂质富集在阴极上,铱溶液离子浓度为Ir83.31g/L,Pt0.0005g/L,Pd0.00046g/L,Rh0.00038g/L,Ru0.00018g/L。