一種從水相中萃取鈀的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及貴金屬鈀的分離技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種從水相中萃取鈀的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 鈀是銀白色的過渡金屬，質(zhì)地較軟，有良好的延展性和可塑性，能鍛造、壓延和拉 絲。
[0003] 鈀的化學(xué)性質(zhì)不活潑，常溫下在空氣和潮濕環(huán)境中均穩(wěn)定，加熱至800°C，鈀表面 形成一氧化鈀薄膜。鈀能耐氫氟酸、磷酸、高氯酸、鹽酸和硫酸蒸氣的侵蝕，但易溶于王水和 熱的濃硫酸及濃硝酸，熔融的氫氧化鈉、碳酸鈉、過氧化鈉對(duì)鈀均有腐蝕作用。
[0004] 塊狀金屬鈀能吸收大量氫氣，常溫下，1體積海綿鈀可吸收900體積氫氣，1體積膠 體鈀可吸收1200體積氫氣，并且加熱到40~50°C后，吸收的氫氣即大部分釋出，廣泛地用 作氣體反應(yīng)，特別是氫化或脫氫催化劑，還可制作電阻線、鐘表用合金等。
[0005] 授權(quán)公告號(hào)為CN100497676C的發(fā)明公開了一種固相萃取提取和分離鈀的方法， 用于從鉑族金屬精礦或二次資源獲得的貴金屬富集物中提取和分離鈀。采用一種鍵合了 鈀萃取劑的高分子微球聚合物為固定相，以含貴賤金屬的鹽酸溶液作流動(dòng)相，實(shí)現(xiàn)鈀與鉑、 銠、銥及賤金屬銅、鐵、鎳、鋅等金屬元素分離，并用稀鹽酸作淋洗液，用一種能與鈀絡(luò)合的 試劑溶液為洗脫液，且固相萃取柱可用稀鹽酸溶液再生。
[0006] 專利公開號(hào)為CN102586607A的發(fā)明公開了一種從失效鉑合金網(wǎng)中提取鉑、銠、鈀 的方法，利用鹽酸和硝酸的混合溶液進(jìn)行溶解，除去硝基、轉(zhuǎn)鈉型、抽濾，得鉑銠鈀絡(luò)合溶 液，采用氯化銨沉淀法分離鉑、用亞硝酸鈉絡(luò)合法分離鈀、銠，用六亞硝基銠酸銨法提純銠， 用二氯二氨絡(luò)亞鈀法提純鈀，經(jīng)加入水合肼還原得海綿鉑、海綿鈀和銠粉，經(jīng)真空干燥、焙 燒，再次提純，得到貴金屬鉑銠鈀。
[0007] 鈀是航天、航空、航海、兵器和核能等高科技領(lǐng)域以及汽車制造業(yè)不可缺少的關(guān)鍵 材料；氯化鈀可以用于電鍍；氯化鈀及其有關(guān)的氯化物是循環(huán)精煉利用熱分解法制造純海 綿鈀的原料；一氧化鈀（PdO)和氫氧化鈀[Pd(OH)2]可作鈀催化劑的來源。
[0008] 由于鈀在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用，需要提供有效的方法將鈀與其它元素進(jìn)行分離提 純，同時(shí)，為了從含鈀的工業(yè)廢棄物中提取鈀，進(jìn)行鈀的回收利用，也需要將提供簡(jiǎn)單易行 的方法進(jìn)行鈀的分離。
[0009] 乏燃料后處理所產(chǎn)生的高放廢液（HLLW)，是一種高酸性、高放射性和高毒性的混 合溶液，在發(fā)熱元素Cs和發(fā)熱元素Sr的分離過程中，所得堿金屬和堿土金屬溶液一般可能 含有NaN03、KN03、RbN03、CsN03、Sr(NO3)2、Ba(NO3)2以及一定量的鈀。急需一種有效的方法 可以將該溶液中的鈀有效分離出來。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 本發(fā)明的目的在于提供一種從水相中萃取鈀的方法，特別是從堿金屬和堿土金屬 中分離鈀。本發(fā)明的方法操作簡(jiǎn)單，分離效率高，易于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0011] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
[0012] -種從水相中萃取鈀的方法，包括：
[0013] (1)配制溶液A，溶液A中含有堿金屬硝酸鹽、堿土金屬硝酸鹽、硝酸鐵、硝酸鈀、硝 酸，溶液A中硝酸濃度為0? 4~6mol/L ;
[0014] (2)將二氮酰胺腙吡啶衍生物溶解于R1-OH中得到溶液B，&為Cs~C12烷基，溶 液B中二氮酰胺腙吡啶衍生物的濃度為IX10 3~5X10 1Hi0VL;所述的二氮酰胺腙吡啶衍 生物的結(jié)構(gòu)如式（1)所示：
[0015]
[0016] 其中RpR2、R3、R4分別為烷基或芳香基，或R1與R2之間通過共價(jià)鍵成環(huán)，R3與R4 之間通過共價(jià)鍵成環(huán)；
[0017] (3)將溶液B經(jīng)硝酸溶液酸平衡后與溶液A混合振蕩，分層得到有機(jī)相和水相；
[0018] (4)分離有機(jī)相和水相，分別得到含有硝酸鈀的有機(jī)相以及被分離出鈀的水相。
[0019]在溶液A中，各金屬硝酸鹽包括：NaN03、KN03、RbN03、CsN03、Sr (NO3) 2、Fe (NO3)3和 Pd (NO3)2，各金屬硝酸鹽以金屬離子和硝酸根離子的形式存在，Na+、K+、Rb+、Cs+、Sr2+、Fe3+和 Pd2+的濃度范圍均為5. 0X10 4~1X10 2mol/L。
[0020] 水溶液中可以存在微量的雜質(zhì)，不影響鈀的分離效果。
[0021 ] 在溶液B中，作為優(yōu)選，所述的二氮酰胺腙吡啶衍生物的結(jié)構(gòu)如式⑵所示：
[0022]
[0023] 上述二氮酰胺腙吡啶衍生物的制備方法，包括：將胺腙吡啶和三乙胺溶于乙醇或 四氫呋喃得到液體I，將樟腦醌溶于乙醇或四氫呋喃得液體II，將液體II滴加到液體I中， 攪拌回流反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，對(duì)反應(yīng)后溶液進(jìn)行分離純化可得到目標(biāo)化合物（2);
[0024] 其中，所述的胺腙吡啶的結(jié)構(gòu)如式（3)所示：
[0025]
[0026]所述的樟腦醌的結(jié)構(gòu)如式（4)所示：
[0027]
[0030]化合物（2)的名稱為（2Z，6Z，N' 2E，N' 6E)-N' 2,N' 6-二-(4,7,7_ 三甲 基_3_幾基二環(huán)[2. 2. 1]庚燒-2-亞基）吡啶-2,6-二碳酰胺腙。
[0031] 作為優(yōu)選，所述R1-OH,札為Cs~C丨。烷基；最優(yōu)選的，所述R「OH為正辛醇。
[0032] 溶液B中，化合物（2)分子中含有7個(gè)氮原子，氮原子可以提供電子，是路易斯堿， Pd(II)含有未填滿電子的p軌道，可以接受電子，是路易斯酸，雖然其他金屬離子也是路易 斯酸，但是由于氮原子是"軟"原子，其余金屬離子與Pd(II)路易斯酸的"軟""硬"不同，導(dǎo) 致二氮酰胺腙吡啶衍生物對(duì)Pd(II)具有特異性的吸附性，從而高選擇性地將鈀分離出來。
[0033] 作為優(yōu)選，步驟（3)中，先用溶液B與等體積的硝酸溶液混合振蕩使得溶液B對(duì)硝 酸的萃取達(dá)到平衡，分離出水相后加入等體積含有與上述硝酸溶液硝酸濃度相同的溶液A 進(jìn)行萃取分離鈀，從而避免在萃取過程中，由于硝酸濃度變化影響分離效果。
[0034] 化合物（2)分子中氮原子與硝酸中氫離子具有較強(qiáng)的親和性，容易形成鹽，因此 在萃取過程中，化合物（2)與Pd(II)的絡(luò)合作用和化合物（2)與硝酸的質(zhì)子化作用是一對(duì) 競(jìng)爭(zhēng)反應(yīng)，作為優(yōu)選，步驟（1)中溶液A中硝酸濃度為0.4~4mol/L;最優(yōu)選的，步驟（1)中 溶液A中硝酸濃度為2mol/L。
[0035] 步驟（3)中，混合振蕩的時(shí)間為90~210min?；旌险袷帟r(shí)間過短，在萃取過程中， 金屬離子在油相和水相中的分配尚未達(dá)到平衡，混合振蕩時(shí)間過長(zhǎng)，則增加不必要的時(shí)間 成本，最優(yōu)選的，混合振蕩時(shí)間為120min。
[0036] 通常情況下，混合振蕩的溫度對(duì)各金屬離子的分配比例影響不大，作為優(yōu)選，混合 振蕩在25 °C下進(jìn)行。
[0037] 作為優(yōu)選，溶液A與溶液B等體積混合振蕩。
[0038] 作為優(yōu)選，溶液B中二氮酰胺腙吡啶衍生物的濃度為2X10 3mol/