Способ совместного отделения металлов платиновой группы

Способ совместного отделения металлов платиновой группы

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПРЕДПОСЫЛКИ ДЛЯ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к способу совместного отделения металлов платиновой группы (МПГ), в особенности к способу совместного отделения МПГ из исходного материала, который содержит также примесные элементы, в котором для эффективного удаления примесных элементов используются высокоустойчивые соединения и определенные стадии и одновременно предотвращается увеличение содержания примесей в маточном растворе относительно содержания МПГ и, кроме того, предотвращается разложение хлоридного комплекса, и палладий, платину, иридий, рутений и родий отделяют совместно таким путем, что каждый из отделенных МПГ имеет степень чистоты, достаточную для того, чтобы он мог служить в качестве коммерческого продукта.

ОПИСАНИЕ ПРЕДШЕСТВУЮЩЕГО УРОВНЯ

Природные запасы МПГ встречаются редко и переработка природных минералов, например платиновой руды, содержащей указанные металлы при высокой концентрации, ограничена. Исходные материалы для получения указанных металлов в коммерческом масштабе представляют собой большей частью побочные продукты от рафинирования цветных металлов, например меди, никеля и кобальта, и различные отработанные катализаторы, например такие, которые используются при обработке выхлопных автомобильных газов.

Побочные продукты от рафинирования цветных металлов содержат МПГ, например платину, палладий, иридий, родий, рутений и осмий, присутствующие в рафинируемых исходных материалах в следовых количествах. Они концентрируются вследствие их химических свойств в сульфидных концентратах и нерафинированных основных металлах, например в меди и никеле. Их отделяют в форме концентрата благородных металлов, содержащего указанные металлы в виде остатка от способа извлечения основного металла, например от электролиза.

Концентрат обычно содержит, кроме меди и никеля, в качестве основных металлов, другие компоненты, например благородные металлы (например, золото и серебро), элементы 16-й группы (например, селен и теллур) и элементы 15-й группы (например, мышьяк), присутствующие при более высокой концентрации, чем МПГ. После извлечения золота и серебра следует извлечение МПГ, которые выделяют из остатка, содержащего указанные металлы, вместе с примесными элементами. Коммерческий способ отделения/извлечения МПГ из содержащего их вышеуказанного исходного материала обычно включает выщелачивание в растворе и процесс последующего отделения, например, экстракцией растворителем или сорбцией, посредством чего их совместно отделяют и затем рафинируют.

Были предложены или осуществлены несколько способов, которыми МПГ совместно отделяют и рафинируют, и такие способы и присущие им проблемы раскрыты в данном описании.

Способы выделения отдельных МПГ из содержащего их исходного материала в коммерческом масштабе могут быть представлены одним способом, основанным, например, на следующих стадиях (а)-(g), осуществляемых в указанном порядке с использованием при этом в качестве основной методики разделения экстракции растворителем:

(а) исходный материал, содержащий МПГ, выщелачивают водной средой или хлором с получением содержащего их водного раствора,

(b) полученный водный раствор нагревают в присутствии азотной кислоты или подобного соединения в качестве окислителя для отгонки осмия,

(с) оставшийся раствор нейтрализуют до получения слабокислой среды и нагревают в присутствии гидрохлората натрия, хлора или подобного вещества в качестве окислителя для отгонки рутения,

(d) оставшийся раствор обрабатывают для повышения концентрации хлористоводородной кислоты примерно до значения 3 моль/л и приводят в контакт с простым дибутиловым эфиром диэтиленгликоля для селективной экстракции золота,

(е) образовавшийся рафинат приводят в контакт с умеренно водорастворимым алкилсульфидом для экстракции палладия,

(f) полученный рафинат обрабатывают для восстановления иона иридия (IV) в ион иридия (III) и приводят в контакт с трибутилфосфатом для экстракции платины, и

(g) образовавшийся рафинат обрабатывают для окисления иона иридия (III) в ион иридия (IV) и опять приводят в контакт с трибутилфосфатом для экстракции иридия, оставляя при этом родий в рафинате.

Указанные способы, основанные на экстракции растворителем, включают следующие подлежащие решению проблемы:

(1) Предотвращение увеличения содержания примесей в маточном растворе относительно содержания МПГ

Указанные способы основаны на общей концепции селективного отделения золота и МПГ с оставлением при этом других примесных элементов в маточном растворе. В результате содержание примесей относительно содержания МПГ по мере протекания процесса постепенно увеличивается. Так, например, примесные элементы часто присутствуют при содержании в 10-100 раз превышающем общее содержание родия и иридия в рафинате, выгруженном со стадии отделения родия/иридия, являющейся конечной стадией способа, что делает рафинирование указанных элементов в значительной степени затрудненным. Поэтому извлечение МПГ, имеющих степень чистоты, достаточную для того, чтобы они могли служить в качестве коммерческого продукта, требует наличия весьма сложного способа, увеличения числа необходимых стадий рафинирования, и поскольку остаточное содержание примесных элементов возрастает, потери МПГ, выделенных вместе с примесными элементами, увеличиваются и, следовательно, конечный выход уменьшается.

При экстракции растворителем с использованием, например, в качестве экстрагента простого дибутилового эфира диэтиленгликоля концентрацию хлористоводородной кислоты в водной фазе обычно поддерживают на уровне 3 моль/л или менее, при этом золото селективно экстрагируется, но другие примесные элементы экстрагируются в незначительной степени и остаются в рафинате. Иными словами, примесные элементы иные, чем золото, отделяются от МПГ в недостаточной степени.

(2) Использование высокоустойчивых соединений и определенных стадий

В результате отделения рутения перегонкой получается газообразный оксид рутения (VIII), который является весьма взрывоопасным и химически активным по отношению к органическому соединению. Поэтому требуется система, выполненная из высококоррозионностойкого материала, например кварцевого стекла, что приводит к увеличению капиталовложений.

Рафинирование содержащего иридий десорбированного щелока, выгруженного с конечной стадии, обычно основано на восстановительном разделении с использованием в качестве восстановителя хлорида ртути (I) вследствие его высокой способности к отделению иридия от других сопутствующих МПГ. Однако оно является проблематичной стадией с точки зрения окружающей среды.

(3) Предотвращение разложения хлоридного комплекса МПГ в маточном растворе

Отделение рутения перегонкой часто объединяют с экстракцией растворителем. Для данного способа важно в то же время нейтрализовать всю жидкость и после завершения стадии перегонки повысить концентрацию свободной хлористоводородной кислоты во всей жидкости. Это приведет к повышению расхода реагентов и в то же время к увеличению объема системы из-за увеличенного в значительной степени объема жидкости.

Каждый из МПГ поддерживают в форме хлоридного комплекса, который является более подходящим для экстракции растворителем, чем любая другая форма, и является стойким к гидролизу, происходящему вследствие изменения величины рН. Однако в вышеуказанном способе, включающем нейтрализацию и нагрев, имеется склонность к разложению комплекса и разложенный продукт трудно возвратить обратно в первоначальной форме даже в присутствии вновь добавленной хлористоводородной кислоты. В результате эффективность отделения МПГ экстракцией уменьшится.

С другой стороны, для способов, в которых используется сорбент, предложены различные сорбенты и способы их применения. Они могут быть представлены следующими способами, каждый из которых обычно имеет одну или более проблем с практической точки зрения.

(1) В патенте Японии № 3291203 (страницы 1 и 2) раскрыт, например, способ, включающий сорбцию смеси МПГ в форме водного раствора на хроматографическую среду, например гликольметакрилат, и последующее элюирование кислым раствором для отделения отдельных элементов. Данному способу свойственны практические проблемы, возникающие в результате очень низкой адсорбционной способности среды, что приводит к значительному увеличению объема системы для извлечения единицы массы каждого элемента. При обработке 2 мл исходного раствора, содержащего, например, МПГ при концентрации 0,3 г/л, необходима очень большая колонка диаметром 10 мм и длиной 300 мм.

(2) В патенте Японии JP-A-2001-98335 (страницы 1 и 2) раскрыт, например, способ, включающий сорбцию смеси МПГ в форме водного раствора на сополимер этиленгликоля и метакриловой кислоты, сополимер олигоэтиленгликоля или глицидилметакрилата и пентаэритритдиметакрилата и последующее элюирование с использованием в качестве элюента хлористоводородной кислоты, содержащей окислитель, для отделения родия и последующее элюирование хлористоводородной кислотой, содержащей восстановитель, для отделения платины и иридия. В данном способе может быть достигнуто отделение иридия, адсорбционные свойства которого заметно изменяются, когда он окисляется или восстанавливается, но он имеет практические проблемы в результате трудностей, возникающих при совместном отделении металлов иных, чем МПГ.

(3) В патенте Японии JP-A-9-203792 (страницы 1 и 2) раскрыт, например, способ, включающий сорбцию смеси нитросодержащего комплексного аниона каждого МПГ в форме водного раствора на анионообменной смоле и последующее элюирование тиомочевиной, аммиаком или подобным соединением для ступенчатого отделения отдельных МПГ. Однако данному способу присущи практические проблемы, возникающие в результате трудностей при совместном разделении МПГ до такой степени, чтобы каждый из отделенных элементов имел степень чистоты достаточную для того, чтобы он мог служить в качестве коммерческого продукта, поскольку они находятся в форме нитрокомплекса и подобны друг другу по химическим свойствам.

(4) В патенте Японии JP-A-2001-516808 (страницы 1 и 2) раскрыт, например, способ, включающий экстракцию смеси МПГ в форме водного раствора 4-метил-2-пентаноном для отделения примесных элементов, например золота, теллура и железа, пропускание полученного раствора через среду, состоящую, главным образом, из геля сложного эфира метакриловой кислоты, после которого устанавливают окислительно-восстановительный потенциал 500 мВ или концентрацию хлористоводородной кислоты от 5,5 до 6,5 моль/л и осуществляют последующее элюирование хлористоводородной кислотой с концентрацией 6 моль/л для разделения смеси иридия, родия и рутения, палладия, платины и осмия в указанном порядке. Хотя с использованием данного способа можно осуществить раздельное отделение палладия, платины и осмия, ему присуща проблема, связанная с необходимостью отдельной стадии, предназначенной для отделения иридия, родия и рутения от сопутствующих отделенных меди, висмута, свинца и мышьяка в качестве основных примесных элементов, а также другая проблема, возникающая из-за значительно повышенного содержания примесных элементов относительно содержания МПГ после отделения палладия и платины в качестве основных МПГ. Кроме того, используемый на первой стадии данного способа в качестве экстрагента 4-метил-2-пентанон в значительной степени теряется во время процесса из-за его очень высокой растворимости в воде (19 г/л при 20°С) и, кроме того, он вызывает проблемы в отношении окружающей среды вследствие его очень низкой температуры вспышки, равной 17°С.

При указанных обстоятельствах имеется потребность в способах совместного отделения МПГ из исходного материала, который содержит также примесные элементы, в котором высокоустойчивые соединения (в отношении температуры вспышки и токсичности) и определенные стадии используются для улучшенной осуществимости экстракции растворителем с целью эффективного удаления примесных элементов с одновременным предотвращением увеличения содержания примесей в маточном растворе относительно содержания МПГ и предотвращением также разложения хлоридного комплекса, причем палладий, платину, иридий, рутений и родий отделяют совместно таким путем, что каждый из отделенных МПГ имеет степень чистоты, достаточную для того, чтобы он мог служить в качестве коммерческого продукта.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в обеспечении способа совместного отделения/извлечения МПГ из исходного материала, который содержит также примесные элементы, в котором, принимая во внимание проблемы, включенные в традиционные способы, для эффективного удаления примесных элементов используются высокоустойчивые соединения и определенные стадии и одновременно предотвращается увеличение содержания примесей в маточном растворе относительно содержания МПГ и, кроме того, предотвращается разложение хлоридного комплекса, и палладий, платину, иридий, рутений и родий отделяют совместно таким путем, что каждый из отделенных МПГ имеет степень чистоты, достаточную для того, чтобы он мог служить в качестве коммерческого продукта.

После интенсивного исследования совместного отделения МПГ из исходного материала, который содержит также примесные элементы, авторы настоящего изобретения обнаружили, что указанная задача может быть решена способом настоящего изобретения, включающим последовательные стадии выщелачивания с получением вытекающего потока, содержащего МПГ, экстракции растворителем с использованием определенного экстрагента для отделения/удаления примесных элементов, экстракции растворителем с использованием определенного экстрагента для отделения/извлечения палладия, экстракции растворителем с использованием определенного экстрагента для отделения/удаления катионов примесных элементов, гидролиза для извлечения платины отделением осадка, содержащего иридий, рутений и родий, выщелачивания осадка для отделения/извлечения рутения и экстракции растворителем с использованием определенного экстрагента для совместного отделения иридия и родия, при этом эффективно удаляются примесные элементы и палладий, платину, иридий, рутений и родий отделяют совместно таким образом, что каждый из отделенных МПГ имеет степень чистоты, достаточную для того, чтобы он мог служить в качестве коммерческого продукта.

Первый аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ из исходного материала, который содержит также примесные элементы, включающий следующие стадии:

(1) первая стадия, во время которой исходный материал, содержащий МПГ, выщелачивают в присутствии окислителя при одновременном суспендировании в растворе хлористоводородной кислоты с получением щелока от выщелачивания, содержащего МПГ,

(2) вторая стадия, во время которой щелок от выщелачивания, полученный на первой стадии, разделяют экстракцией растворителем, представляющим собой простой дибутиловый эфир диэтиленгликоля, на органическую фазу, содержащую примесные элементы, и рафинат,

(3) третья стадия, во время которой полученный на второй стадии рафинат обрабатывают экстракцией растворителем, представляющим собой алкилсульфид, для экстракции палладия, и нагруженный растворитель затем обрабатывают десорбцией с получением десорбированного щелока, содержащего палладий, и рафината,

(4) четвертая стадия, во время которой полученный на третьей стадии рафинат разделяют экстракцией растворителем, представляющим собой бис(2-этилгексил)фосфорную кислоту, на органическую фазу, содержащую катионы примесных элементов, и рафинат,

(5) пятая стадия, во время которой полученный на четвертой стадии рафинат гидролизуют в присутствии окислителя, после чего доводят рН до 5-12 с получением осадка, содержащего иридий, рутений и родий, и водного раствора, содержащего платину,

(6) шестая стадия, во время которой полученный на пятой стадии осадок выщелачивают в присутствии окислителя в сильнощелочном водном растворе, поддерживаемом при рН 12 или выше, с получением остатка, содержащего иридий и родий, и щелока от выщелачивания, содержащего рутений, и

(7) седьмая стадия, во время которой полученный на шестой стадии остаток растворяют в растворе хлористоводородной кислоты с получением водного раствора, содержащего иридий и родий, водный раствор обрабатывают экстракцией растворителем, представляющим собой трибутилфосфат, для экстракции иридия и затем нагруженный растворитель обрабатывают десорбцией с получением десорбированного щелока, содержащего иридий, и рафината, содержащего родий.

Второй аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в котором окислитель для первой стадии является, по меньшей мере, одним, выбранным из группы, состоящей из азотной кислоты, пероксида водорода и хлора.

Третий аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в котором щелок от выщелачивания для второй стадии содержит хлористоводородную кислоту с концентрацией от 4 до 9 моль/л.

Четвертый аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в котором каждый из примесных элементов в органической фазе второй стадии является, по меньшей мере, одним выбранным из группы, состоящей из элемента, который может образовывать липофильный хлоридный комплекс, трехвалентного мышьяка, четырехвалентного селена и четырехвалентного теллура.

Пятый аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в котором алкилсульфид для третьей стадии выбран из группы, состоящей из дигексил- и диоктилсульфида.

Шестой аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в котором рН рафината, полученного на второй стадии, на третьей стадии перед обработкой алкилсульфидом доводят до значения от 0,5 до 2,5.

Седьмой аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в котором четвертую стадию осуществляют при рН от 2,5 до 4,5.

Восьмой аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по седьмому аспекту, в котором в качестве регулятора рН используют соль щелочного металла бис(2-этилгексил)фосфорной кислоты.

Девятый аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в котором пятую стадию осуществляют при температуре от 60 до 100°С.

Десятый аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в котором пятую стадию осуществляют при окислительно-восстановительном потенциале от 100 до 700 мВ, определенном с использованием в качестве электрода сравнения хлорсеребряного электрода.

11-й аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в котором шестую стадию осуществляют при окислительно-восстановительном потенциале от 100 до 300 мВ, определенном с использованием в качестве электрода сравнения хлорсеребряного электрода.

12-й аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в котором раствор хлористоводородной кислоты для седьмой стадии содержит хлористоводородную кислоту при концентрации от 3 до 7 моль/л.

13-й аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в котором водный раствор, содержащий иридий и родий, для экстракции растворителем на седьмой стадии поддерживают при окислительно-восстановительном потенциале от 700 до 1200 мВ, определенном с использованием в качестве электрода сравнения хлорсеребряного электрода.

14-й аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в котором водный раствор для десорбции на седьмой стадии содержит соль щелочного металла.

15-й аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в который для обработки щелока от выщелачивания с шестой стадии, содержащего рутений, дополнительно включена стадия рафинирования рутения, осуществляемая в две ступени: ступень восстановления в присутствии восстановителя с получением рутенийсодержащего осадка и ступень кристаллизации с получением кристалла соединения рутения растворением осадка.

16-й аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по 15-ому аспекту, в котором ступень кристаллизации включает водный раствор рутенийсодержащего осадка, растворенного в хлористоводородной кислоте, объединенный с хлоридом калия или хлоридом аммония с получением кристалла соединения рутения.

17-й аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по первому аспекту, в который для обработки десорбированного щелока с седьмой стадии дополнительно включена стадия рафинирования иридия, осуществляемая в две ступени: ступень восстановления в присутствии металлического висмута с получением сплава, содержащего МПГ иной, чем иридий, и водного раствора, содержащего иридий, и ступень кристаллизации с получением из водного раствора иридийсодержащего кристалла.

18-й аспект настоящего изобретения представляет собой способ совместного отделения МПГ по 17-ому аспекту, в котором ступень кристаллизации включает иридийсодержащий водный раствор, заранее окисленный в присутствии окислителя и объединенный с хлоридом калия или хлоридом аммония с получением иридийсодержащего кристалла.

Способ совместного отделения МПГ из исходного материала настоящего изобретения, который содержит также примесные элементы, за счет использования высокоустойчивых соединений и определенных стадий может быть применен для эффективного удаления примесных элементов с одновременным предотвращением увеличения содержания примесей в маточном растворе относительно содержания МПГ и предотвращением, кроме того, разложения хлоридного комплекса МПГ, и совместного отделения палладия, платины, иридия, рутения и родия таким путем, что каждый из отделенных МПГ имеет степень чистоты, достаточную для того, чтобы он мог служить в качестве коммерческого продукта. Данный способ, как таковой, имеет очень высокое промышленное значение.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 показывает один пример технологической схемы способа совместного отделения МПГ настоящего изобретения.

Фиг.2 показывает один пример технологической схемы стадии рафинирования рутения.

Фиг.3 показывает один пример технологической схемы стадии рафинирования иридия.

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

1 - Первая стадия (выщелачивание исходного материала, содержащего МПГ)

2 - Вторая стадия (экстракция растворителем для удаления примесных элементов)

3 - Третья стадия (экстракция растворителем для экстракции палладия)

4 - Четвертая стадия (экстракция растворителем для удаления катионов примесных элементов)

5 - Пятая стадия (гидролиз рутения, родия и иридия)

6 - Шестая стадия (выщелачивание рутения)

7 - Седьмая стадия (экстракция растворителем для экстракции иридия)

8 - Исходный материал, содержащий МПГ

9 - Раствор хлористоводородной кислоты

10 - Окислитель

11 - Остаток от выщелачивания

12 - Простой дибутиловый эфир диэтиленгликоля

13 - Органическая фаза, содержащая примесные элементы

14 - Алкилсульфид

15 - Десорбированный щелок, содержащий палладий

16 - Бис(2-этилгексил)фосфорная кислота

17 - Органическая фаза, содержащая катионы примесных элементов

18 - Окислитель

19 - Водный раствор, содержащий платину

20 - Окислитель

21 - Щелок от выщелачивания, содержащий рутений

22 - Трибутилфосфат

23 - Десорбированный щелок, содержащий иридий

24 - Рафинат, содержащий родий

25 - Стадия рафинирования рутения

26 - Стадия рафинирования иридия

27 - Ступень восстановления рутения

28 - Повторное выщелачивание

29 - Повторное восстановление рутения

30 - Растворение

31 - Кристаллизация рутения

32 - Кристалл соединения рутения

33 - Ступень восстановления иридия

34 - Ступень кристаллизации иридия

35 - Перекристаллизационная очистка иридия

36 - Иридийсодержащий кристалл

37 - Сплав, содержащий МПГ иной, чем иридий

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Далее способ совместного отделения МПГ настоящего изобретения описан подробно.

Способ настоящего изобретения обрисован в общих чертах со ссылкой на фиг.1, которая показывает один пример технологической схемы способа совместного отделения МПГ из исходного материала, который содержит также примесные элементы.

Как следует из фиг.1, исходный материал 8, содержащий МПГ, обрабатывают на первой стадии 1 (выщелачивание исходного материала, содержащего МПГ), где его разделяют выщелачиванием в присутствии окислителя 10 с одновременным суспендированием в растворе хлористоводородной кислоты 9 на щелок от выщелачивания, содержащий МПГ, и остаток от выщелачивания 11. Щелок от выщелачивания разделяют на второй стадии 2 (экстракция растворителем для удаления примесных элементов) с использованием в качестве экстрагента простого дибутилового эфира диэтиленгликоля 12 на органическую фазу 13, содержащую примесные элементы, и рафинат. Полученный на второй стадии рафинат разделяют на третьей стадии 3 (экстракция растворителем для экстракции палладия) с использованием в качестве экстрагента алкилсульфида 14, после чего нагруженный растворитель обрабатывают десорбцией с получением десорбированного щелока 15, содержащего палладий, и рафината.

Полученный на третьей стадии рафинат разделяют на четвертой стадии 4 (экстракция растворителем для удаления катионов примесных элементов) с использованием в качестве экстрагента бис(2-этилгексил)фосфорной кислоты 16 на органическую фазу, содержащую катионы примесных элементов 17, и рафинат. Полученный на четвертой стадии рафинат обрабатывают на пятой стадии 5 (гидролиз рутения, родия и иридия), где он гидролизуется в присутствии окислителя 18, после чего доводят рН до 5-12 с получением осадка, содержащего иридий, рутений и родий, и водного раствора 19, содержащего платину.

Полученный на пятой стадии осадок разделяют на шестой стадии 6 (выщелачивание рутения) выщелачиванием в присутствии окислителя 20 в сильнощелочном водном растворе, поддерживаемом при рН 12 или выше, на остаток, содержащий иридий и родий, и щелок от выщелачивания 21, содержащий рутений. Полученный на шестой стадии остаток растворяют в растворе хлористоводородной кислоты с получением водного раствора, содержащего иридий и родий, и разделяют на седьмой стадии 7 (экстракция растворителем для экстракции иридия), где водный раствор обрабатывают трибутилфосфатом 22 для экстракции иридия и затем нагруженный растворитель обрабатывают десорбцией с получением десорбированного щелока 23, содержащего иридий, и рафината 24, содержащего родий.

Щелок от выщелачивания 21, содержащий рутений, может быть дополнительно обработан на стадии рафинирования рутения 25 и поэтому может представлять собой десорбированный щелок 23, содержащий иридий, на стадии рафинирования иридия 26.

(1) Первая стадия (выщелачивание исходного материала, содержащего МПГ)

На первой стадии настоящего изобретения выщелачивают исходный материал, содержащий МПГ и примесные элементы, в присутствии окислителя при одновременном суспендировании в растворе хлористоводородной кислоты с получением щелока от выщелачивания, содержащего МПГ.

Подвергаемый обработке способом настоящего изобретения исходный материал, содержащий МПГ и примесные элементы, не ограничен. Он может представлять собой концентрат, содержащий МПГ и различные примесные элементы, полученный из побочного продукта от рафинирования цветных металлов, например меди, никеля и кобальта, или отработанный катализатор любого типа, например такой, который используется для обработки выхлопных автомобильных газов. Примесные элементы включают медь, никель, кобальт и железо в качестве основных металлов и другие элементы, например золото, серебро, свинец, олово, селен, теллур, мышьяк, сурьму и висмут.

Присутствующие в исходном материале указанные МПГ обычно являются металлическими или они находятся в форме сульфида и могут быть растворены в хлористоводородной кислоте в присутствии окислителя.

На данной стадии содержащий МПГ материал суспендируют в водном растворе, содержащем хлористоводородную кислоту, в который добавляют окислитель. Хлористоводородная кислота может быть добавлена к водному раствору с самого начала или, в том случае, когда МПГ присутствует в форме сульфида, она может быть получена химически реакцией хлора с сульфидом и водой. На данной стадии большая часть свинца и серебра, связанных в качестве примесных элементов с МПГ, обычно остается в остатке в форме хлорида, тогда как другие растворяются в форме хлорида или хлоридного комплекса.

Окислитель для данной стадии не ограничен. Он может представлять собой азотную кислоту, пероксид водорода, хлорат, хлорит, гипохлорит, хлор, бромат, гипобромит, бром и пероксосульфат. Однако для практических целей, с точки зрения затрат, предпочтительно, по меньшей мере, одно соединение, выбранное из группы, состоящей из азотной кислоты, пероксида водорода и хлора.

Условия выщелачивания для данной стадии не ограничены. Однако выбраны условия, при которых образуется прочный хлоридный комплекс. Так, например, температура предпочтительно составляет 70°С или выше и концентрация хлористоводородной кислоты в суспензии равна 4 моль/л или более. Иными словами, предпочтительно надежно превратить каждый из МПГ в хлоридный комплекс на стадии выщелачивания при вышеуказанных условиях, чтобы предотвратить гидролиз на последующей стадии экстракции растворителем, в качестве которого используется бис(2-этилгексил)фосфорная кислота.

(2) Вторая стадия (экстракция растворителем для удаления примесных элементов)

На второй стадии настоящего изобретения осуществляют разделение щелока от выщелачивания с первой стадии экстракцией растворителем, представляющим собой простой дибутиловый эфир диэтиленгликоля, на органическую фазу в виде нагруженного растворителя, содержащего примесные элементы, и рафинат. С помощью данной стадии удаляются главным образом такие примесные элементы, содержащиеся в щелоке от выщелачивания, которые могут образовывать липофильный хлоридный комплекс, например золото, олово, сурьма, теллур и железо. Кроме того, могут быть также экстрагированы трехвалентный мышьяк и четырехвалентный селен. В результате на данной стадии могут быть эффективно и совместно удалены указанные примесные элементы.

Концентрация хлористоводородной кислоты на данной стадии не ограничена, но ее предпочтительно регулируют в диапазоне от 4 до 9 моль/л. При концентрации кислоты ниже 4 моль/л экстракция примесных элементов иных, чем золото, в значительной степени замедляется. С другой стороны, при концентрации кислоты более 9 моль/л простой дибутиловый эфир диэтиленгликоля чрезмерно элюируется в водной фазе. Часть МПГ незначительно экстрагируется в органическую фазу. Однако они могут быть поглощены водной фазой, промывкой органической фазы водным раствором хлористоводородной кислоты с концентрацией в вышеуказанном диапазоне.

Метод извлечения экстрагированных примесных элементов из органической фазы не ограничен. Для селективного отделения золота и для отделения/удаления других примесных элементов из органической фазы в форме осадка гидроксида или основной соли может быть использован известный метод десорбции восстановительным водным раствором щавелевой кислоты, сульфитом натрия или подобными соединениями. Кроме того, можно также селективно извлечь металлическое золото десорбцией с одновременным отделением других примесных элементов, растворенных в десорбированном щелоке, поддержанием рН при значении - 0,2 или менее.

Данный метод препятствует повышенному содержанию примесных элементов в маточном растворе относительно содержания МПГ, которое является одной из проблем, включенных в традиционный метод экстракции растворителем и решенных настоящим изобретением.

(3) Третья стадия (экстракция растворителем для экстракции палладия)

На третьей стадии настоящего изобретения осуществляют разделение полученного на второй стадии рафината экстракцией растворителем, представляющим собой алкилсульфид, для экстракции палладия и последующей обработкой десорбцией нагруженного растворителя, с получением десорбированного щелока, содержащего палладий, и рафината.

В данном методе в качестве экстрагента используется алкилсульфид. Алкилсульфид не ограничен, но в качестве коммерчески доступного соединения предпочтителен дигексил- или диоктилсульфид, при этом первый из двух названных является более предпочтительным. Когда используется подобное коммерчески доступное соединение, необходимо тщательно исследовать его селективность в отношении примесных элементов.

Алкилсульфид не ограничен, но предпочтительно разбавлен растворителем на основе углеводорода с тем, чтобы он имел концентрацию 10-50 об.%. Время экстракции предпочтительно составляет 3 часа или более.

Полученный на второй стадии рафинат не ограничен значением рН для третьей стадии, но перед приведением в контакт с алкилсульфидом его предпочтительно доводят до значения в диапазоне от 0,5 до 2,5. Таким образом, можно предотвратить совместную экстракцию примесных элементов, например золота, селена, сурьмы и олова, когда они присутствуют в рафинате, которая может произойти, когда на указанной стадии экстракции растворителем при экстракции, промывке или десорбции образуется плакировка. При значении рН ниже 0,5 эффект предотвращения совместной экстракции может быть недостаточным, что дает возможность примесным элементам экстрагироваться совместно с палладием. С другой стороны, при значении рН выше 2,5 может быть осажден висмут, что вызовет совместное осаждение МПГ.

Более того, на данной стадии могут быть осаждены теллур, сурьма и олово, когда они присутствуют в рафинате со второй стадии при концентрации в несколько десятков мг/л. Если образуется осадок, его предпочтительно заблаговременно отделяют перед проведением последующей стадии.

Когда концентрация кислоты уменьшается, регулирование величины рН рафината со второй стадии дает возможность уменьшить растворимость простого дибутилового эфира диэтиленгликоля, растворенного в растворе, от 0,n ~ нг/л до 0,01 г/л. В результате отделяется простой дибутиловый эфир диэтиленгликоля, который может быть извлечен флотацией.

На данной стадии органическую фазу, содержащую палладий, десорбируют, например, аммиачной водой с получением десорбированного щелока, содержащего палладий. Для отделения/удаления сопутствующих примесных элементов органическую фазу перед десорбцией предпочтительно следует промыть, например, хлористоводородной кислотой с концентрацией от 1 до 2 моль/л. Органическую фазу, регенерированную десорбцией, повторно используют для стадии экстракции.

Палладий, имеющий степень чистоты, достаточную для того, чтобы он мог служить в качестве коммерческого продукта, извлекают из десорбированного щелока, содержащего палладий, известным методом. Так, например, кристалл хлорида диаминпалладия (II) со степенью чистоты, по меньшей мере, 99,9 мас.% (в пересчете на металл) может быть получен нейтрализацией десорбированного щелока хлористоводородной кислотой.

(4) Четвертая стадия (экстракция растворителем для удаления анионов примесных элементов)

На четвертой стадии настоящего изобретения осуществляют разделение рафината с третьей стадии экстракцией растворителем, представляющим собой бис(2-этилгексил)фосфорную кислоту, на органическую фазу, содержащую катионы примесных элементов, и рафинат. На данной с