Способ разделения платины (ii, iv) и родия (iii) в солянокислых водных растворах

СПОСОБ РАЗДЕЛЕНИЯ ПЛАТИНЫ (II, IV) И РОДИЯ (III) В СОЛЯНОКИСЛЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРАХ Изобретение относится к способу разделения платины (II, IV) и родия (III) в солянокислых водных растворах. Способ включает сорбцию платины (II, IV) и родия (III) путем контакта раствора с сильноосновным анионитом и последующую десорбцию с анионита. При этом сорбцию осуществляют из свежеприготовленных и выдержанных растворов на анионите Purolite A-500,содержащем в качестве функциональной группы четвертичное аммонийное основание. Десорбцию с анионита осуществляют в два этапа: на первом - через 24 ч после контакта 2 М раствором NH4SCN или 2 М раствором KNO3 для извлечения платины. На втором этапе - еще через 24 ч 2 М растворомHCl или 1 М раствором тиомочевины в 2 М растворе H2SO4 для извлечения родия. Техническим результатом изобретения является упрощение и удешевление способа разделения платины и родия и возможность его проведения не только в свежеприготовленных, но и в выдержанных солянокислых растворах. Способ является экологически безопасным.(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ "СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (СФУ) (RU) Настоящее изобретение относится к области аналитической химии платиновых металлов, в частности к методам разделения и концентрирования, и может быть использовано при разделении платины и родия в водных солянокислых свежеприготовленных и выдержанных растворах сорбционным методом с использованием сильноосновного анионита. В настоящее время известен способ очистки родия и иридия от платины и палладия [патент РФ 2156819, С 22 В 11/00, С 22 В 3/34, С 22 В 3/38, опубл. 27.07.2000 г.], включающий экстракцию платины и палладия раствором сульфоксида (соотношение фаз 1:(2-5 и последующее разделение оставшихся в водной фазе родия и иридия экстракцией трибутиловым эфиром фосфорной кислоты. К недостаткам этого способа можно отнести необходимость содержания в растворе платины в 20-70 раз меньше, чем родия, и отсутствие описания получения платиновых металлов в чистом виде, а также использование экологически опасного реагента сульфоксида. Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ разделения платины и родия в солянокислых растворах [патент РФ 2165992, С 22 В 11/00, С 22 В 3/24,опубл. 27.04.2001 г.], включающий извлечение их из растворов сорбцией на сильноосновном анионите,последующую промывку сорбента и его сжигание с получением металлической платины и чистых соединений родия. Недостатками известного способа являются использование только свежеприготовленных растворов; невозможность повторного использования ионитов ввиду сжигания; проведение осаждения; а также сжигание ионитов при 950-1000 С с целью десорбции благородных металлов и термическая деструкция при 350-400 С. Другой существенный недостаток известного способа - способ является экологически опасным. Техническим результатом изобретения является упрощение и удешевление способа разделения платины и родия и возможность его проведения не только в свежеприготовленных, но и в выдержанных солянокислых растворах. Технический результат достигается тем, что в способе разделения платины (II, IV) и родия (III) в солянокислых водных растворах, включающем сорбцию платины (II, IV) и родия (III) путем контакта раствора с сильноосновным анионитом и последующую десорбцию с анионита, новым является то, что сорбцию осуществляют из свежеприготовленных и выдержанных растворов на анионите Purolite A-500,содержащем в качестве функциональной группы четвертичное аммонийное основание, а их десорбцию с анионита осуществляют в два этапа: на первом - через 24 ч после контакта 2 М раствором NH4SCN или 2 М раствором KNO3 для извлечения платины, и на втором этапе - еще через 24 ч 2 М раствором HCl или 1 М раствором тиомочевины в 2 М растворе H2SO4 для извлечения родия. В заявляемом способе на первом этапе происходит извлечение платиновых металлов в виде комплексов Pt (II, IV) и Rh (III) на сильноосновном анионите Purolite A-500, содержащем в качестве функциональной группы четвертичное аммонийное основание, обладающем высокой обменной емкостью по родию и платине. Далее проводится десорбция металлов с анионита, которую осуществляют растворами 2 М NH4SCN или 2 М KNO3, а затем 2 М HCl или 1 М тиомочевиной в 2 М H2SO4. Изобретение поясняется чертежом, на котором представлены спектры поглощения солянокислых растворов платины (II, IV) и родия (III) при совместном присутствии при разном времени выдерживания(1 - свежеприготовленный раствор, 2 - выдержанный в течение трех месяцев). Сущность способа заключается в том, что выделение родия и платины осуществляют из солянокислых не только свежеприготовленных, но и выдержанных в течение трех месяцев растворов, которые приближены к технологическим. Условия извлечения таковы, что металлы находятся в растворе в виде комплексов Pt (II, IV) и Rh (III), что установлено из электронных спектров поглощения, приведнных на чертеже. Максимумы поглощения свежеприготовленного раствора (1) соответствует преимущественному присутствию в растворе комплекса [PtCl4]2- и цис- и транс-комплексов [Rh(H2O)4Cl2]+ и [Rh(H2O)2Cl4](при 218 нм) и гексахлорокомплексам платины и родия (при 251 нм). При выдерживании раствора до трех месяцев оба максимума поглощения постепенно смещаются до 198 и 261 нм соответственно с уменьшением интенсивности, что указывает на образование в растворах комплексов [Pt(OH)Cl5]2-,[PtCl6]2- (при 261 нм), [Pt(OH)6]2- и [Rh(Н 2 О)3Cl3]0 (при 198 нм). Сорбционные характеристики ионита в зависимости от кислотности раствора незначительно увеличиваются при уменьшении концентрации хлороводородной кислоты (табл. 1). Для десорбции платины и родия применяют дешевые реагенты, необходимые в малом количестве для осуществления процесса (табл. 2). При выдерживании растворов в течение трех месяцев сорбционные параметры несколько ухудшаются (табл. 3), однако остаются на высоком уровне, что имеет огромное значение для промышленности. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию"новизна". Признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежных областей химии и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "изобретательный уровень". Заявляемый способ осуществляется следующим образом. Предварительно набухший анионит Purolite A-500 в хлоридной форме массой 0,1 г приводят в кон-1 019142 такт при перемешивании с раствором следующего состава: концентрации HCl (CHCl) 0,001-4 моль/л, концентрация по платине (II, IV) 2,510-4 моль/л (49 мг/л), по родию (III) 2,510-4 моль/л (26 мг/л). Десорбцию с анионита осуществляют в два этапа. По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и добавляют к нему 10 мл 2 М раствора NH4SCN или 2 М раствора KNO3 для извлечения платины. Затем через 24 ч раствор отделяют от анионита и приливают к последнему 10 мл 2 М раствора HCl или 1 М раствора тиомочевины в 2 М H2SO4 для извлечения родия. После раздельной десорбции платину и родий можно использовать для дальнейшей работы (например, путем прокаливания растворов комплексов Pt и Rh можно получить их в виде металлов). Анионит после регенерации можно использовать для повторной сорбции в описываемом способе. Характеристики предлагаемого способа представлены в табл.1-3, где С концентрации платины, родия и хлороводородной кислоты в контактирующих растворах, D - коэффициент распределения Pt или Rh, R - процент извлечения платиновых металлов. Способ иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Предварительно набухший анионит Purolite A-500 в хлоридной форме массой 0,1 г приводят в контакт при перемешивании со свежеприготовленным раствором следующего состава: концентрация HCl (CHCl) 0,001 моль/л, концентрация по платине (II, IV) 2,510-4 моль/л (49 мг/л), по родию (III) 2,510-4 моль/л (26 мг/л). Данные представлены в табл. 1. По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и приливают 10 мл 2 М раствора NH4SCN для извлечения из него платины. Затем ещ через 24 ч анионит отделяют и заливают 10 мл 2 М раствора HCl для извлечения родия. Данные представлены в табл. 2. Пример 2. Предварительно набухший анионит Purolite A-500 в хлоридной форме массой 0,1 г приводят в контакт при перемешивании со свежеприготовленным раствором следующего состава: концентрация HCl (CHCl) 4 моль/л, концентрация по платине (II, IV) 2,510-4 моль/л (49 мг/л), по родию (III) 2,510-4 моль/л (26 мг/л) (табл.1). По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и приливают 10 мл 2 М раствора NH4SCN для извлечения из него платины. Через 24 ч анионит отделяют и заливают 10 мл 1 М раствора тиомочевины в 2 М H2SO4 для извлечения родия (табл. 2). Пример 3. Предварительно набухший анионит Purolite A-500 в хлоридной форме массой 0,1 г приводят в контакт при перемешивании со свежеприготовленным раствором следующего состава: концентрация HCl (CHCl) 0,1 моль/л, концентрация по платине (II, IV) 2,510-4 моль/л (49 мг/л), по родию (III) 2,510-4 моль/л (26 мг/л). По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и на 24 ч заливают 10 мл 2 М раствора KNO3 для извлечения из него платины. После этого анионит отделяют и заливают 10 мл 2 М раствора HCl для извлечения родия. Данные представлены в табл. 1 и 2. Пример 4. Предварительно набухший анионит Purolite A-500 в хлоридной форме массой 0,1 г приводят в контакт при перемешивании с выдержанным в течение трех месяцев раствором следующего состава: концентрация HCl (CHCl) 0,01 моль/л, концентрация по платине (II, IV) 2,510-4 моль/л (49 мг/л), по родию (III) 2,510-4 моль/л (26 мг/л). По истечении 24 ч анионит отделяют от раствора фильтрованием и приливают 10 мл 2 М раствора HCl для извлечения из него родия. Данные представлены в табл. 3. Таблица 1. Данные по сорбции Pt в присутствии Rh и Rh в присутствии Pt из свежеприготовленных солянокислых растворов в зависимости от их кислотности Таблица 2. Данные по десорбции Pt и Rh различными десорбентами после извлечения платиновых металлов из сильнои слабокислых сред (C(Pt)=C(Rh)=2,510-4 моль/л) Таблица 3. Результаты по сорбции Pt и Rh при совместном присутствии из выдержанных солянокислых растворов и их десорбции при помощи различных десорбентов (C(Pt)=C(Rh)=2,510-4 моль/л, С(HCl)=0,01 моль/л) Использование заявляемого изобретения открывает возможность раздельного получения родия и платины из солянокислых растворов отработанных катализаторов. Для процессов сорбции и десорбции применяются дешевые, нетоксичные растворы роданида аммония, хлороводородной и серной кислот, а также тиомочевины, что позволяет разработать экологически безопасные технологии извлечения платиновых металлов. Таким образом, в результате использования заявляемого технического решения упрощается разделение платины и родия, нет необходимости проводить осаждение, а также появляется возможность его проведения не только в сежеприготовленных, но и в выдержанных солянокислых растворах. Последние характеризуются наличием кинетически инертных форм аква- и гидроксокомплексов Pt и Rh, которые являются трудносорбируемыми соединениями. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ разделения платины (II, IV) и родия (III) в солянокислых водных растворах, включающий сорбцию платины (II, IV) и родия (III) путем контакта раствора с сильноосновным анионитом и последующую десорбцию с анионита, отличающийся тем, что сорбцию осуществляют из свежеприготовленных и выдержанных растворов на анионите Purolite A-500, содержащем в качестве функциональной группы четвертичное аммонийное основание, а их десорбцию с анионита осуществляют в два этапа: на первом - через 24 ч после контакта 2 М раствором NH4SCN или 2 М раствором KNO3 для извлечения платины, и на втором этапе - еще через 24 ч 2 М раствором HCl или 1 М раствором тиомочевины в 2 М растворе H2SO4 для извлечения родия.