Труды КНЦ (Технические науки вып. 5/2023(14))

Введение Поиск оптимальных условий извлечения микроколичеств металлов платиновой группы (МПГ) из различных отходов производств, доизвлечение из вторичного сырья и усовершенствование современных технологий переработки сырья, содержащего МПГ — очень актуальные в настоящее время направления, поскольку металлы платиновой группы нашли применение в различных областях науки и техники, а их запасы малы. Извлечение платиновых металлов из технологических растворов с большим содержанием матричных элементов (Co, Ni, Fe) на 5-7 порядков выше, чем содержание платиновых металлов, — непростая задача, перспективным направлением для ее решения является сорбционное извлечение. Изучение данного процесса привлекает внимание за счет возможности производства сорбентов, пригодных для конкретных задач, обладающих селективностью к одному или группе элементов. Такие сорбенты, как волокнистые материалы с привитыми функциональными группами, возможно синтезировать в лаборатории с минимальным оснащением. В работе исследованы сорбенты на основе полиакрилонитрильного волокна с амино- и карбоксильными группами. Материалы и методика исследований В качестве сорбента для извлечения металлов платиновой группы использовали полиакрилонитрильные волокна ФИБАН АК-22 с привитыми функциональными группами путем полимераналогичных превращений, так как скорость процессов для волокнистых материалов на 1-3 порядка выше, чем для гранулированных ионитов. Волокна ФИБАН АК-22 устойчивы в агрессивных кислых и щелочных средах. Поскольку платиновые металлы образуют ряд прочных хлоридных комплексных соединений, для исследования использовали волокна в хлоридной форме. Предварительно сорбент отмывали раствором гидроксида натрия, тщательно промывали дистиллированной водой и выдерживали в солянокислом растворе в течение суток, затем отмывали дистиллированной водой до рН 3-3,5. На основании исследований [1, 2] был проведен эксперимент по сорбционному извлечению платиновых металлов из технологического раствора, состав которого представлен в табл. 1. В качестве исходных реагентов для модельных растворов использовали IrCWH 2 O и Bi металлический. Исходный раствор иридия готовили по точной навеске, стабилизируя раствор 3 М HCl, затем разбавляли до необходимой концентрации (10 мг/л) раствором серной кислоты 1,8 моль/л для создания сернокислой среды, аналогичной среде технологического раствора. Модельные растворы готовили непосредственно перед проведением эксперимента. Исходный раствор висмута готовили путем растворения металлического висмута при нагревании с азотной кислотой 1:1 и небольшим количеством серной кислоты, в качестве фонового раствора использовали раствор серной кислоты 1,8 моль/л. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 5. С. 108-112. Transactions of the Kola Science Centre of r A s . Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 5. P. 108-112. Таблица 1 Состав технологического раствора Элемент Fe Co Ni Zn Se Pb Bi Ru Rh Pd Ir Pt Концентрация г/л мг/л 4,16 1,70 85,6 0,94 2,03 4,37 2,44 0,18 0,46 0,08 0,03 0,003 Эксперимент проводили при комнатной температуре, соотношение Т:Ж = 1:100; в статическом режиме время контакта фаз составляло 2 часа, динамический режим осуществляли при высоких скоростях (1 мл/с). Для оценки влияния висмута на извлечение иридия исследовали модельные растворы висмута, иридия и раствор, содержащий оба элемента. Параметры сорбции сохраняли аналогичными предыдущим экспериментам, концентрацию висмута увеличили в 4 раза, иридия — в 300 раз относительно их содержаний в технологическом растворе. Массовую концентрацию всех элементов определяли методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ELAN-9000 DRC-е, Perkin Elmer, США). В качестве стандартных растворов использовали мультиэлементные растворы: CCS-2 (100 ppm Precious Metals ICP Standard), CCS-4 (100 ppm Aklali, Alkaline Earth, Non­ © Широкая А. А., Дрогобужская С. В., Новиков А. И., 2023 109