賈曉東，宋宏儒，吳建明

（金川集團(tuán)公司 貴金屬冶煉廠，甘肅 金昌 737104）

采用H1樹(shù)脂吸附貴金屬實(shí)驗(yàn)探究

賈曉東，宋宏儒，吳建明

（金川集團(tuán)公司 貴金屬冶煉廠，甘肅 金昌 737104）

H1交換樹(shù)脂在酸性溶液中，只吸附Pt、Pd等貴金屬，對(duì)其他賤金屬不起作用，為考察該樹(shù)脂對(duì)貴金屬生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的各種料液中選擇性吸附效果，以及在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的可行性，實(shí)驗(yàn)采用H1樹(shù)脂對(duì)萃金余液、沉鉑后液、沉鈀后液、二次控電氯化液進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明：H1樹(shù)脂可有效吸附萃金余液中的86%貴金屬，且解析量占總吸附量的91%, 約94%以上賤金屬仍存在于吸附后液中，說(shuō)明該樹(shù)脂可有效分離萃金余液中貴賤金屬，但該樹(shù)脂對(duì)沉鉑后液、沉鈀后液、二次控電氯化液中的貴金屬吸附作用不太，不能利用該樹(shù)脂回收微量的貴金屬。

螯合樹(shù)脂；H1樹(shù)脂；貴金屬；離子交換與吸附；解析

1 引言

1967年，G.Koster等首先采用螯合樹(shù)脂富集分離貴金屬，開(kāi)辟了貴金屬冶煉的新領(lǐng)域［1］，此后螯合樹(shù)脂得到了迅速發(fā)展，較早使用離子交換和樹(shù)脂吸附的有南非隆若精煉廠［2］。螯合樹(shù)脂吸附技術(shù)具有選擇性強(qiáng)，濃縮倍數(shù)大，操作簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)［3］，在貴金屬離子的富集方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，吸附劑的性能決定著吸附分離技術(shù)的應(yīng)用，因此，吸附劑的研發(fā)一直是吸附分離技術(shù)的研究重點(diǎn)［4］。在貴金屬生產(chǎn)過(guò)程中，許多料液中貴金屬離子濃度低，致使貴金屬回收率不能有一個(gè)較大的提升，迫切需要發(fā)展新型高效的貴金屬富集分離技術(shù)［5］。

2 吸附實(shí)驗(yàn)

2.1 實(shí)驗(yàn)原料

H1交換樹(shù)脂是澳大利亞公司研制的無(wú)定形二氧化硅基樹(shù)脂［6］，主要用途是在PH＜0的酸性溶液中，吸附Pt和Pd金屬，而不對(duì)賤金屬和其他雜質(zhì)元素起作用，在國(guó)內(nèi)應(yīng)用不多［7］，為考察該樹(shù)脂對(duì)貴金屬生產(chǎn)中各種料液貴金屬的選擇吸附效果及其在實(shí)際生產(chǎn)中應(yīng)用的可行性，采用H1型號(hào)樹(shù)脂對(duì)萃金余液、沉鉑后液、沉鈀后液、二次控電氯化液進(jìn)行吸附實(shí)驗(yàn)。

2.2 實(shí)驗(yàn)原理

螯合樹(shù)脂是功能高分子的一個(gè)分支，它以交聯(lián)聚合物為骨架，連接有螯合基團(tuán)［8］，在一定條件下，螯合樹(shù)脂與溶液中的貴金屬離子作用，通過(guò)離子鍵和配位鍵形成多元環(huán)狀絡(luò)合物，再在適當(dāng)?shù)臈l件下，選用相應(yīng)的解析劑，將吸附在螯合樹(shù)脂上貴金屬離子解析下來(lái)。由于螯合樹(shù)脂的骨架均為體形結(jié)構(gòu)［9］，不溶于酸、堿、水和其他有機(jī)溶劑，同時(shí)樹(shù)脂可以再生［10］，能反復(fù)使用，分離非常方便，螯合樹(shù)脂吸附設(shè)備可以采用簡(jiǎn)單的填充床，不需要復(fù)雜的流化床［11］；在pH＜0的條件下，能吸附Pt 和Pd貴金屬，在pH＜8的條件下，不對(duì)于Na、K、Ca和Mg 離子產(chǎn)生作用［12］;在10000循環(huán)周期后，負(fù)載能力損失小于10%（排除由于在吸附柱中的任何磨損消耗）；可以用H2SO4、HNO3、HCl洗滌,使用過(guò)程溫度可以達(dá)到110℃以上［13］。

2.3 實(shí)驗(yàn)方法

按照離子交換和樹(shù)脂吸附的要求安裝好固定床（吸附柱）及逆流體系，在直徑為1cm的固定床內(nèi)裝入10gH1樹(shù)脂，檢查密封，啟動(dòng)脈沖泵并調(diào)整其流量，控制流速使固定床的操作壓力不大于4BAR，因?yàn)閷?duì)于流速的主要約束條件是裝載樹(shù)脂的離子交換柱中的壓降，壓降受樹(shù)脂粒度和柱容積的影響。料液吸附完畢用純水進(jìn)行洗滌后，再啟動(dòng)逆流系統(tǒng)用配置好的硫尿、HCl溶液對(duì)吸附后的樹(shù)脂進(jìn)行解析，逆流系統(tǒng)固定床的操作壓力不大于5BAR。最后對(duì)吸附后液、洗液、解析液進(jìn)行成份檢測(cè)分析。具體流程如圖1所示。

圖1 H1樹(shù)脂吸附的工藝流程

2.4 實(shí)驗(yàn)材料及器材

實(shí)驗(yàn)器材：樹(shù)脂吸附柱、小功率脈沖泵、料液槽。

實(shí)驗(yàn)材料：80%的粒度大于350～650μm H1樹(shù)脂、萃金余液、沉鉑后液、沉鈀后液、二次控電氯化液、工業(yè)鹽酸、硫尿、純水。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 H1樹(shù)脂吸附萃金余液貴金屬實(shí)驗(yàn)

從表1、表2、圖2看出，萃金余液中約86%的貴金屬被有效吸附，約94%以上賤金屬仍存在于吸附后液中，只有4%賤金屬在樹(shù)脂里，這是因?yàn)闃?shù)脂在一定的范圍內(nèi)也能吸附Cu2+、Ni2+、Co2+、Zn2+、Fe2+、Fe3+、Mn2+和Al3+。解析液中Pd、Pt的含量占吸附總量的95%，Au略差為87%，解析液中賤金屬的含量只占吸附量的0.3%，說(shuō)明采用H1樹(shù)脂吸附可有效實(shí)現(xiàn)萃金余液貴賤金屬的分離。

圖2 萃金余液樹(shù)脂吸附后液與解析液金屬含量對(duì)比圖

3.2 H1樹(shù)脂吸附沉鉑后液貴金屬實(shí)驗(yàn)

沉鉑后液中主要含有金屬鉑，其他金屬只有微量。H1樹(shù)脂吸附沉鉑后液實(shí)驗(yàn)主要考察對(duì)鉑的吸附效果，從表3看出樹(shù)脂對(duì)沉鉑后液中的Pt具有一定的吸附性，約44%，而且解析作者：電腦公司技術(shù)論壇率較低，僅占總吸附量的三份之一，說(shuō)明H1樹(shù)脂不能有效吸附和解析沉鉑后液中的貴金屬鉑，造成吸附效果差的原因：一是在沉鉑后液中含有大量的NH4+,對(duì)吸附貴金屬陽(yáng)離子有影響；二是沉鉑后液沒(méi)有萃金余液酸度高，樹(shù)脂吸附貴金屬的能力較低；三是沉鉑后液中的鉑含量低造成樹(shù)脂的吸附效果差。

表1 萃金余液樹(shù)脂交換實(shí)驗(yàn)Au、Pd、Pt金屬平衡表

表2 萃金余液樹(shù)脂交換實(shí)驗(yàn)Ni、Cu、Fe金屬平衡表

表3 沉鉑后液樹(shù)脂交換實(shí)驗(yàn)鉑金屬平衡表

表4 沉鈀后液樹(shù)脂交換實(shí)驗(yàn)鈀金屬平衡表

3.3 樹(shù)脂吸附沉鈀后液貴金屬實(shí)驗(yàn)

在生產(chǎn)中，沉鈀后液中需要回收鈀提高其收率，故實(shí)驗(yàn)中只考察H1樹(shù)脂對(duì)沉鈀后液中鈀的吸附效果，從表4看出樹(shù)脂對(duì)沉鈀后液中鈀的吸附量約占總量的3.7%，而且解析率很低，僅占總吸附量的5.9%，說(shuō)明H1樹(shù)脂并不能有效從沉鈀后液中吸附、解析鈀。造成吸附效果差的原因：首先在沉鈀母液中含有大量的NH4+,對(duì)吸附貴金屬陽(yáng)離子不利，其次沉鈀后液酸度過(guò)低，另外，料液中鈀的含量過(guò)低也是造成吸附效果差的一個(gè)原因。

3.4 樹(shù)脂吸附二次控電氯化液貴金屬實(shí)驗(yàn)

二次氯化液的酸度高，只含有微量的貴金屬，Cu、Ni賤金屬含量相對(duì)較高。從表5、表6看出H1樹(shù)脂對(duì)二次氯化液貴金屬的吸附作用非常小，只有少量的鉑、鈀、金被吸附，樹(shù)脂對(duì)賤金屬的吸附約8%，相比在萃金余液中的吸附量高，這是因?yàn)槎温然褐匈F金屬的含量太低，其他賤金屬的含量相對(duì)高造成的，說(shuō)明采用H1樹(shù)脂不能很好吸附回收二次氯化液中的貴金屬。解析液中未檢測(cè)出貴金屬鉑、鈀、金，原因有兩方面：一是解析液中貴金屬的含量太低，無(wú)法測(cè)出貴金屬，二是本身吸附在樹(shù)脂上的貴金屬量少，解析下來(lái)的量更少。

表5 二次氯化液樹(shù)脂吸附實(shí)驗(yàn)貴金屬平衡表

表6 二次氯化液樹(shù)脂吸附實(shí)驗(yàn)賤金屬平衡表

4 結(jié)論

（1）H1樹(shù)脂吸附可有效實(shí)現(xiàn)萃金余液中貴賤金屬的分離。萃金余液中大部分貴金屬都被有效吸附，只有少量的賤金屬存在吸附后液中， Pd、Pt的解析效果也非常好，解析液中只含量微量的賤金屬，在生產(chǎn)中可考慮該樹(shù)脂對(duì)萃金余液中貴賤金屬的分離。

（2）樹(shù)脂對(duì)沉鉑后液中的Pt具有一定的吸附性，解析量不到總吸附量的一半，說(shuō)明H1樹(shù)脂不能有效吸附和解析沉鉑后液中的貴金屬鉑，生產(chǎn)中無(wú)法使用H1樹(shù)脂回收沉鉑后液中的鉑。

（3）H1樹(shù)脂對(duì)沉鈀后液中的鈀吸附量較小，且解析率很低，僅占總吸附量的一小部分，說(shuō)明采用H1樹(shù)脂并不能有效從沉鈀后液中回收鈀。

（4）H1樹(shù)脂對(duì)二次氯化液貴金屬的吸附較差，只有少量的鉑、鈀、金被吸附，說(shuō)明二次氯化液中

貴金屬的含量過(guò)低，賤金屬含量較高，生產(chǎn)中無(wú)法采用H1樹(shù)脂吸附回收二次氯化液中的貴金屬。

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Studies on Ion-exchange Resin H1 for Adsorption of Precious Metals

JIA Xiao-dong, SONG Hong-ru, WU Jian-ming
（Refinery Plant of Jinchuan Nonferrous Metals Corporation, Jinchang 737104, Gansu, China）

Ion-exchange rsin H1 can selectivily adsorb precious metals, such as Pt and Pd and cannot absorb the base metals. In order to investigate the selective adsorption of precious metals from all kinds of liquid materials which are generated during the production of the precious metals in JNMC and the feasibility of the resin in the actual producing, ion-exchange rein H1 is used to absorb precious metals in different kind of liquid materials. It is showed that ion-exchange rein H1 can absorb 86% precious metals from the residual liquor and the desorpted quantity is 91%,in addition,94% base metals are still in the liquor. The result indicated that the ionexchange rein H1 can effectively adsorb the precious in the residual liquor; meanwhile the resin cannot absorb the precious metals in deplatinuming liquor, de-palladiuming liquor, and secondary chlorinated liquor.

chelating resins；resin H1；precious metal；ion exchange and adsorption；desorpt

TF831

A

1009-3842（2015）01-0020-04

2014-11-19

賈曉東（1978-），男，黑龍江拜泉縣人，冶金工程師，本科，主要從事稀貴金屬冶煉方面的工作。E-mail: jcshrshr@126.com