采用偕胺肟聚丙烯腈樹脂從銀鈀硝酸鹽混合溶液中吸附分離鈀.pdf

1、銀電解精煉過程中，隨著電解過程的進行，陽極板上的各種雜質(zhì)會部分進入電解液，鉑族金屬鈀也會在電解液中慢慢富集，影響所得電銀的質(zhì)量。為達到提高電銀質(zhì)量并有效回收鉑族金屬的目的，需要對銀電解液中的鈀進行分離回收。傳統(tǒng)的鈀分離方法主要有濃縮焙解法、逐步沉淀法、黃藥沉淀法、活性炭吸附法、溶劑萃取法，這些傳統(tǒng)方法都能起到從銀電解液中分離鈀的目的，但尚存在環(huán)境污染大、藥劑消耗大、分離不徹底、操作環(huán)境不友好等缺點，離子交換法的分離效果較好，但目前所研究

2、的離子交換樹脂均存在吸附容量不高和選擇性欠佳的情況。本文針對銀電解液中鈀分離困難的現(xiàn)狀，提出了采用化學(xué)改性法制備新型螯合樹脂并采用該樹脂從銀電解液中吸附分離鈀的新工藝。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　 首先采用鹽酸羥胺對市售聚丙烯腈(PAN)樹脂進行化學(xué)改性處理，制備偕胺肟基聚丙烯腈(AO-PAN)螯合樹脂。經(jīng)條件實驗得出樹脂制備的最佳工藝條件為:市售交聯(lián)度為10％的聚丙烯腈樹脂經(jīng)無水乙醇常溫浸泡24 h后，控制液固比為80 ml

3、·g-1與濃度為175 g·L-1、pH為7.0的鹽酸羥胺溶液均勻混合，置于80℃水浴中改性處理8h，制得氰基轉(zhuǎn)化率高達87％以上的AO-PAN樹脂。改性處理的實質(zhì)是羥胺分子與樹脂上的氰基基團之間發(fā)生偕胺肟化反應(yīng)，使樹脂上接枝了叔胺基團和肟基基團。
　　 其次考察了AO-PAN樹脂對硝酸體系中鈀的吸附性能。確定了AO-PAN樹脂吸附鈀的最佳條件為:AO-PAN樹脂與HNO3濃度為O.75 mol·L-1的Pd(NO3)2料液均勻

4、混合，控制吸附溫度60℃，吸附時間90min，AO-PAN樹脂對pd2+的吸附容量能達到80 mg·g-1以上，且吸附過程中會生成褐黃色金屬鈀沉淀。AO-PAN樹脂對鈀的吸附屬于化學(xué)吸附過程，溶液中的pd2+取代樹脂肟基上的羥基與肟基N原子配位，并同時被部分還原成單質(zhì)鈀，相應(yīng)的偕胺肟基團則被氧化成硝基基團。AO-PAN樹脂對鈀的吸附為吸熱過程，(⊿)H=17.62 KJ·mol-1;吸附反應(yīng)為二級化學(xué)反應(yīng)，其限制性環(huán)節(jié)為顆粒擴散過程;且

5、吸附過程符合Langmuir等溫吸附模型，理論最大吸附容量Qmax為87.42mg·g-1。負載到樹脂上的鈀，能采用20 g·L-1硫脲+1.0 mol·L-1 HNO3溶液有效解吸，解吸率達到95％以上。
　　 在鈀吸附的最優(yōu)條件下，AO-PAN樹脂對高濃度硝酸銀溶液中銀的吸附容量為223.89 mg·g-1，且樹脂對銀的吸附為物理吸附過程。負載到樹脂上的銀，可以采用20g·L-1硫脲+1.0mol·L-1 HNO3溶液或12

6、mol·L-1 HCl溶液有效洗脫。
　　 之后考察了AO-PAN樹脂對銀鈀硝酸鹽混合溶液中鈀的吸附分離性能，確定了鈀吸附分離的最佳條件為:AO-PAN樹脂與500 mg·L-1Pd(NO3)2、50 g·L-1 AgNO3混合溶液以液固比(ml·g-1)為120均勻混合，控制料液中HNO3濃度為0.8 mol·L-1，于60℃下吸附120 min，約85％的鈀和10％的銀能被吸附到樹脂上，鈀銀的吸附分離系數(shù)為43.35。所得的

7、吸附后液中，[Pd(NO3)2]≈75 mg·L-1，[AgNO3]≈48.5 g·L-1。
　　 對混合負載樹脂，采用兩步解吸的方法再次分離銀和鈀。第一步采用20g·L-1硫脲+1.0 mol·L-1 HNO3混合溶液進行一次解吸，具體工藝條件為:混合負載樹脂與一次解吸劑以液固比(ml·g-1)為150均勻混合，于30℃下解吸150 min，約65％的鈀和7％的銀能被解吸下來，所得的一次解吸液中，[Ag+]≈2[Pd2+]。第

8、二步采用12mol·L-1 HCl溶液進行二次解吸，具體工藝條件為:一次解吸后的負載樹脂與二次解吸劑以液固比(ml·g-1)為150均勻混合，于40℃下洗脫75 min，重復(fù)該解吸過程兩次，約25％的銀和8％的鈀能被洗脫下來，所得二次解吸液中，[Pd2+]≈15 mg·L-1，[Ag+]≈1.5 g·L-1。
　　 對一次解吸液中的鈀，采用水合肼還原法進行回收，相應(yīng)的工藝條件為:一次解吸液先于80℃加熱1h進行預(yù)處理脫硫除酸，過