СПОСОБ СЕЛЕКТИВНОЙ ЭКСТРАКЦИИ ИОНОВ ЗОЛОТА И СЕРЕБРА ИЗ СОЛЯНОКИСЛЫХ РАСТВОРОВ ТРИБУТИЛФОСФАТОМ
METHOD FOR SELECTIVE EXTRACTION OF GOLD AND SILVER IONS FROM HYDROCHLORIC ACID SOLUTIONS WITH TRIBUTYL PHOSPHATE

Изобретение относится к извлечению веществ органическими экстрагентами из солянокислых растворов и может быть использовано в цветной и черной металлургии, а также для очистки промышленных и бытовых стоков.
Известны способы извлечения ионов Au и Ag их гидролитическим осаждением из водных растворов [Р. Рипан, И. Читяну. Неорганическая химия. Ч. 2. М.: Мир. 1972. С. 736-738, 759-760].
Недостатком способов является то, что при осаждении хлорида серебра раствором соляной кислоты происходит соосаждение микропримесей, образующих нерастворимые хлориды или основные соли, при высокой концентрации HCl могут образоваться комплексные соединения полихлоридов серебра, а при извлечении золота используются сложные процессы его восстановления.
Наиболее близким техническим решением является способ раздельного извлечения золота и серебра из тиоцианатных растворов [Белобелецкая М.В., Медков М.А., Горячев Н.А., Молчанов В.П., Смольков А.А. Патент РФ №2385958], включающий контакт экстрагента и раствора, перемешивание, отстаивание и разделение фаз, сначала извлекают золото экстракцией раствором трибутилфосфата в керосине, а затем серебро - экстракцией смесью трибутилфосфата и дифенилтиокарбамида в керосине.
Недостатком способа является то, что не выявлены оптимальные условия селективного извлечения ионов Au и Ag из солянокислых растворов смеси их солей трибутилфосфатом (ТБФ).
Задачей изобретения является определение оптимальных условий селективного извлечения ионов Au и Ag из солянокислых растворов смеси их солей экстракцией ТБФ.
Технический результат, который может быть получен при использовании изобретения, заключается в эффективности селективного извлечения ионов Au и Ag из солянокислых растворов с использованием недорогого экстрагента.
3
3
Данный технический результат достигается тем, что в известном способе селективного извлечения ионов Au и Ag из растворов экстракцией ТБФ, включающем контакт экстрагента и раствора, перемешивание, отстаивание и разделение фаз, экстракцию из солянокислых растворов осуществляют порционной подачей экстрагента при концентрациях 2 н. HCl 240 г/дм NaCl и t=60°C при минимальном времени контакта раствора и экстрагента, что позволяет практически полностью извлечь золото в первых порциях экстрагента при минимальном извлечении серебра, после извлечения золота в дальнейшем практически полностью извлекается серебро экстракцией ТБФ при концентрациях 3 н. HCl, 240 г/дм NaCl и t=20°C.
Αu/Ag
Au
Ag
Сущность способа поясняется данными табл. 1-6 и фиг. 1-4, в которых указаны концентрация ионов металлов в исходных растворах, время экстракции, концентрация ионов металлов в рафинате и экстракте, коэффициент распределения D, рассчитываемый как отношение равновесных концентраций ионов металлов в органической и водной фазах, коэффициент разделения β=D/D, извлечение, % масс. от исходного.
раст
ТБФ
ТБФ
3
NaCl
3
3
3
Экстракцию осуществляли при порционной и разовой подаче экстрагента из растворов объемом V=100 см с концентрациями поваренной соли C=240 NaCl г/дм, температурами 20 и 60°C при различном соотношении объемов органической О и водной В фаз O:B. При порционной подаче ТБФ экстракцию осуществляли в 5 стадий, на каждой стадии использовали ТБФ объемом V=20 см, O:В=1:5, ΣO:B=1:1, а при разовой подаче экстрагента V=0,1 дм, O:B=1:1. Каждый этап осуществляется в течение 10 мин.
4
9
3
Исходные растворы содержали растворимые комплексы хлоридов золота и серебра. В качестве экстрагента использовали трибутиловый эфир фосфорной кислоты (CHO)PO (х.ч.). Экстракцию проводили при постоянном перемешивании.
2
2
Реэкстракцию золота и серебра из органической фазы осуществляли 8% раствором тиомочевины CS(NH) и 10% раствором HCl.
Примеры практического применения
Пример 1 (табл. 1)
В табл. 1 рассмотрено влияние макрокомпонентов HCl и NaCl на результаты экстракции из солянокислых растворов смеси солей золота и серебра, O:B=1:1, время экстракции 15 мин, t=20°С.
Из данных табл. 1 следует, что для солей Au и Ag результаты экстракции возрастают в зависимости от концентраций HCl и NaCl в последовательности:
4M NaCl→3 н. HCl→2 н. HCl+2М NaCl
Пример 2 (табл. 2, фиг. 1)
HCl
NaCl
3
В табл. 2 и на фиг. 1 показано влияние объемного соотношения водной В и органической О фаз В:O на результаты экстракции золота и серебра из индивидуальных солянокислых растворов, C=2 н., C=240 г/дм, время 15 мин, t=20°С.
Из данных табл. 2 и фиг. 1 следует, что лучшие результаты экстракции получены при соотношении В:O≤2:1.
исх
3
3
Пример 3 (табл. 3). В табл. 3 даны результаты экстракции ионов золота и серебра из солянокислых растворов при порционной подаче экстрагента с концентрациями С, г/дм: 281, 75 Au и 254 Ag, 3 н. HCl, 240 г/дм NaCl и температурами 20 и 60°С.
Из данных табл. 3 следует, что извлечение золота слабо зависит от температуры и составляет 98,40-99,65% масс. при 20°С и 99,29-99,65% масс. при 60°С, в то время как извлечение серебра существенно зависит от температуры, с повышением температуры извлечение снижается с 98,43-98,82% масс. при 20°С до 52,76-78,35% масс. при 60°С.
Пример 4 (табл. 4)
исх
3
3
В табл. 4 даны результаты экстракции ионов золота и серебра из солянокислых растворов при разовой подаче экстрагента с концентрациями С, г/дм: 281, 75 Au и 254 Ag, 3 н. HCl, 240 г/дм NaCl и температурами 20 и 60°C.
Из данных табл. 4 следует, что извлечение золота слабо зависит от температуры и составляет 98,23-98,94% масс. при 20°С и 97,33-97,86% масс. при 60°C, в то время как извлечение серебра существенно зависит от температуры, с повышением температуры извлечение снижается с 96,46-98,03% масс. при 20°C до 70,47-71,65% масс. при 60°C.
Пример 5 (табл. 5)
исх
3
3
В табл. 5 даны результаты экстракции ионов золота и серебра из солянокислых растворов при порционном введении экстрагента с концентрациями С, г/дм: 281, 75 Au и 254 Ag, 2 н. HCl, 240 г/дм NaCl и температурами 20 и 60°С.
Из данных табл. 5 следует, что извлечение золота слабо зависит от температуры и составляет 98,63-99,54% масс. при 20°С и 99,54% масс. при 60°С, в то время как извлечение серебра существенно зависит от температуры, с повышением температуры извлечение снижается с 97,64-98,43% масс. при 20°С до 49,21-70,47% масс. при 60°С.
Пример 6 (табл. 6)
исх
3
3
В табл. 6 даны результаты экстракции ионов золота и серебра из солянокислых растворов при разовом введении экстрагента с концентрациями С, г/дм: 281, 75 Au и 254 Ag, 2 н. HCl, 240 г/дм NaCl и температурами 20 и 60°С.
Из данных табл. 6 следует, что извлечение золота слабо зависит от температуры и составляет 98,58-98,94% масс. при 200С и 96,44-97,87% масс. при 60°С, в то время как извлечение серебра существенно зависит от температуры, с повышением температуры извлечение снижается с 86,22-97,64% масс. при 20°С до 67,7-68,5% масс. при 60°С.
Пример 7 (фиг. 2, 3)
исх
3
3
На фиг. 2, 3 по данным табл. 3-6 сравнительные результаты экстракции ионов золота и серебра из солянокислых растворов при порционном и разовом введении экстрагента. с концентрациями С, г/дм: 281, 75 Au и 254 Ag, 3 н. HCl (фиг. 2, табл. 3, 4) и 2 н. HCl (фиг. 3, табл. 5, 6), 240 г/дм NaCl и температурами 20 и 60°С.
Из данных фиг. 3, 4 и табл. 3-6 можно сделать следующие выводы:
1. При повышении температуры извлечение серебра на каждой стадии убывает в ~2 раза, а золота - не изменяется. Извлечение ионов золота не зависит, а серебра слабо зависит от температуры при заданной кислотности. При повышении концентрации HCl извлечение золота практически не изменяется, а серебра убывает в 1,3-1,5 раза.
HCl
HCl
2. При заданной исходной концентрации порционная подача экстрагента повышает извлечение серебра в 1,1 раза при C=3 н. и в 1,03 раза при C=2 н. на пятой стадии экстракции.
3. Порционная подача экстрагента сокращает расход экстрагента: для получения одинакового результата экстракции при постадийном введении экстрагента за время 10 мин требуется O:В=1:5, а при разовом введении экстрагента за время 10 мин O:В=1:1. При регенерации каждой порции экстрагента можно еще больше сократить расход экстрагента.
3
3
4. Лучшие результаты экстракции получены при порционной подаче экстрагента из солянокислых растворов с концентрацией 2 н. HCl, 240 г/дм NaCl и температурой t=60°С для золота и с концентрацией 3 н. HCl, 240 г/дм NaCl и температурой t=20°С для серебра.
Пример 8 (фиг. 4)
На фиг. 4 дана принципиальная технологическая схема селективного извлечения ионов золота и серебра из солянокислых растворов смеси их солей.