Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

SORPTION EXTRACTION OF PLATINUM GROUP METALS BY FIBAN A -5 AND FIBAN AK-22 FIBROUS SORBENTS FROM SOLUTIONS OF COMPLEX COMPOSITION A. A. Shirokaya, S. V. D rogobuzhskaya I. V. Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f the Federal Research Centre “Kola Science Centre o f the Russian Academy o f Sciences”, Apatity, Russia A b stra c t The paper presents the results of studies related to the identification of the sorption of platinum group metals (PGM) by FIBAN A-5 and FIBAN AK-22 fibrous materials. The results of sorption extraction of PGM from model solutions are presented: optimal conditions for MPG extraction from chloride, chloride- nitrate and chloride-sulfate solutions. The effect of ultraviolet (UV) radiation from the near region on the kinetics of sorption of PGM by FIBAN fibers at room temperature, was studied. We have shown the possibility of PGM sorption extraction from real solutions of complex composition with a high content of macrocomponents (Ni, Cu, Fe, Te) using FIBAN fibers. Keywords: sorption extraction, sorption fibers, FIBAN, platinum group metals. Введение Уникальные свойства металлов платиновой группы (МПГ) обусловливают развитие областей их применения, вызывая тем самым рост потребления и спроса. МПГ являются спутниками цветных металлов в сульфидных медно-никелевых рудах и проходят по всему циклу переработки. Ввиду того что большая часть МПГ теряется на стадии обогащения, целесообразно проводить извлечение платиновых металлов из различных технологических растворов и отходов производства. Таким образом, существует потребность изыскания альтернативных источников платиновых металлов. Оптимальным способом, позволяющим решить эту задачу, является сорбционное извлечение. Метод обладает рядом преимуществ (технологичность, простота исполнения, возможность работы с многокомпонентными системами), которые выгодно отличают его от методов-конкурентов. Сорбционное извлечение проводили материалами ФИБАН — синтетическими волокнами на основе полиакрилонитрила, синтезированными в Институте физико-органической химии НАН Беларуси. Наличие аминогрупп позволяет рассматривать волокна ФИБАН А-5 и ФИБАН АК-22 как перспективные материалы для селективного извлечения МПГ из растворов сложного состава. Объектами, представляющими интерес для извлечения МПГ, являются технологические растворы металлургических предприятий, содержащие платиновые металлы. Такие растворы могут содержать соляную, серную или азотную кислоты. Для определения эффективности волокнистых сорбентов ФИБАН А-5 и ФИБАН АК-22 был проведен ряд исследований по установлению особенностей сорбции МПГ из растворов с разным составом. Материалы и методика исследований В работе использовали ФИБАН АК-22 и ФИБАН А-5 — синтетические сорбционные материалы на основе полиакрилонитрила, полученные путем полимераналогичных превращений. Диаметр волокон составляет 20-30 мкм, скорость сорбции на таких сорбентах выше на 1-3 порядка по сравнению с гранулированными ионитами. Волокна относят к полифункциональным ионитам, сорбционная емкость по аминогруппам составляет 4,33 и 3,46 мг-экв/г, по карбоксильным группам — 0,96 и 0,5 мг-экв/г соответственно. Волокна устойчивы в кислых агрессивных средах. В ходе работы были изучены системы ФИБАН — кислые хлоридные, хлоридно-сульфатные и хлоридно- нитратные растворы платиновыхметаллов. В качестве исходных реагентов использовали: PdCl2, RhCl 3 4H 2 O, Ru(OH)Cl3, H 2 PtCW 6 H 2 O, IrCLrH 2 O, K 2 OsCl 6 . Исходные растворы платиновых металлов (1 г/дм3) готовили из соответствующих реактивов по точной навеске, стабилизируя раствор 3 моль/дм 3 HCl. Модельные растворы платины (IV), палладия (II), родия (III), рутения (IV), иридия (IV), осмия(ГУ) готовили непосредственно перед проведением эксперимента. Сорбцию проводили в статическом режиме при комнатной или повышенной (70-80 °С) температурах, время контакта фаз 2 ч, соотношение Т : Ж = 1 : 200, до 1 : 500. Перед проведением эксперимента волокна в хлоридной форме отмывали до рН 3-3,5. Для оценки извлечения БМ изменяли концентрацию соляной кислоты (от 0,5 до 3 моль/дм3) или рН растворов от 1 до 6 при сорбции из растворов с концентрацией хлорид-иона 0,2, 0,5 и 1,0 моль/дм3, а также концентрацию серной и азотной кислот от 0,25 до 3,0 моль/дм 3 при сорбции из смешанных растворов. По окончании процесса при необходимости контролировали рН равновесного раствора и определяли массовую концентрацию МПГ методами атомно-эмиссионной спектрометрии (Optima 8300, Перкин Элмер, США) и масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ELAN-9000 DRC-е, Перкин Элмер, США). Результаты и обсуждение ИзвлечениеМ П Г изхлоридныхрастворов. Для оценки извлеченияПМ из хлоридных и солянокислыхрастворов изменяли рН растворов от 1 до 6 при концентрации хлорид-иона 0,2 и 1,0 моль/дм 3 и концентрацию HCl (от 0,5 до 3 моль/дм3). По результатам исследований, проводимых с использованиемволокнаФИБАН АК-22 было установлено, 378