采用H1樹脂吸附貴金屬實驗探究

賈曉東，宋宏儒，吳建明

（金川集團公司 貴金屬冶煉廠，甘肅 金昌 737104）

采用H1樹脂吸附貴金屬實驗探究

賈曉東，宋宏儒，吳建明

（金川集團公司 貴金屬冶煉廠，甘肅 金昌 737104）

H1交換樹脂在酸性溶液中，只吸附Pt、Pd等貴金屬，對其他賤金屬不起作用，為考察該樹脂對貴金屬生產過程中產生的各種料液中選擇性吸附效果，以及在實際生產中應用的可行性，實驗采用H1樹脂對萃金余液、沉鉑后液、沉鈀后液、二次控電氯化液進行吸附實驗。結果表明：H1樹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，說明該樹脂可有效分離萃金余液中貴賤金屬，但該樹脂對沉鉑后液、沉鈀后液、二次控電氯化液中的貴金屬吸附作用不太，不能利用該樹脂回收微量的貴金屬。

螯合樹脂；H1樹脂；貴金屬；離子交換與吸附；解析

1 引言

1967年，G.Koster等首先采用螯合樹脂富集分離貴金屬，開辟了貴金屬冶煉的新領域［1］，此后螯合樹脂得到了迅速發展，較早使用離子交換和樹脂吸附的有南非隆若精煉廠［2］。螯合樹脂吸附技術具有選擇性強，濃縮倍數大，操作簡便等優點［3］，在貴金屬離子的富集方面具有獨特的優勢，吸附劑的性能決定著吸附分離技術的應用，因此，吸附劑的研發一直是吸附分離技術的研究重點［4］。在貴金屬生產過程中，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較大的提升，迫切需要發展新型高效的貴金屬富集分離技術［5］。

2 吸附實驗

2.1 實驗原料

H1交換樹脂是澳大利亞公司研制的無定形二氧化硅基樹脂［6］，主要用途是在PH＜0的酸性溶液中，吸附Pt和Pd金屬，而不對賤金屬和其他雜質元素起作用，在國內應用不多［7］，為考察該樹脂對貴金屬生產中各種料液貴金屬的選擇吸附效果及其在實際生產中應用的可行性，采用H1型號樹脂對萃金余液、沉鉑后液、沉鈀后液、二次控電氯化液進行吸附實驗。

2.2 實驗原理

螯合樹脂是功能高分子的一個分支，它以交聯聚合物為骨架，連接有螯合基團［8］，在一定條件下，螯合樹脂與溶液中的貴金屬離子作用，通過離子鍵和配位鍵形成多元環狀絡合物，再在適當的條件下，選用相應的解析劑，將吸附在螯合樹脂上貴金屬離子解析下來。由于螯合樹脂的骨架均為體形結構［9］，不溶于酸、堿、水和其他有機溶劑，同時樹脂可以再生［10］，能反復使用，分離非常方便，螯合樹脂吸附設備可以采用簡單的填充床，不需要復雜的流化床［11］；在pH＜0的條件下，能吸附Pt 和Pd貴金屬，在pH＜8的條件下，不對于Na、K、Ca和Mg 離子產生作用［12］;在10000循環周期后，負載能力損失小于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,使用過程溫度可以達到110℃以上［13］。

2.3 實驗方法

按照離子交換和樹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的固定床內裝入10gH1樹脂，檢查密封，啟動脈沖泵并調整其流量，控制流速使固定床的操作壓力不大于4BAR，因為對于流速的主要約束條件是裝載樹脂的離子交換柱中的壓降，壓降受樹脂粒度和柱容積的影響。料液吸附完畢用純水進行洗滌后，再啟動逆流系統用配置好的硫尿、HCl溶液對吸附后的樹脂進行解析，逆流系統固定床的操作壓力不大于5BAR。最后對吸附后液、洗液、解析液進行成份檢測分析。具體流程如圖1所示。

圖1 H1樹脂吸附的工藝流程

2.4 實驗材料及器材

實驗器材：樹脂吸附柱、小功率脈沖泵、料液槽。

實驗材料：80%的粒度大于350～650μm H1樹脂、萃金余液、沉鉑后液、沉鈀后液、二次控電氯化液、工業鹽酸、硫尿、純水。

3 實驗結果與分析

3.1 H1樹脂吸附萃金余液貴金屬實驗

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%賤金屬在樹脂里，這是因為樹脂在一定的范圍內也能吸附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%，說明采用H1樹脂吸附可有效實現萃金余液貴賤金屬的分離。

圖2 萃金余液樹脂吸附后液與解析液金屬含量對比圖

3.2 H1樹脂吸附沉鉑后液貴金屬實驗

沉鉑后液中主要含有金屬鉑，其他金屬只有微量。H1樹脂吸附沉鉑后液實驗主要考察對鉑的吸附效果，從表3看出樹脂對沉鉑后液中的Pt具有一定的吸附性，約44%，而且解析作者：電腦公司技術論壇率較低，僅占總吸附量的三份之一，說明H1樹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+,對吸附貴金屬陽離子有影響；二是沉鉑后液沒有萃金余液酸度高，樹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脂的吸附效果差。

表1 萃金余液樹脂交換實驗Au、Pd、Pt金屬平衡表

表2 萃金余液樹脂交換實驗Ni、Cu、Fe金屬平衡表

表3 沉鉑后液樹脂交換實驗鉑金屬平衡表

表4 沉鈀后液樹脂交換實驗鈀金屬平衡表

3.3 樹脂吸附沉鈀后液貴金屬實驗

在生產中，沉鈀后液中需要回收鈀提高其收率，故實驗中只考察H1樹脂對沉鈀后液中鈀的吸附效果，從表4看出樹脂對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%，說明H1樹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+,對吸附貴金屬陽離子不利，其次沉鈀后液酸度過低，另外，料液中鈀的含量過低也是造成吸附效果差的一個原因。

3.4 樹脂吸附二次控電氯化液貴金屬實驗

二次氯化液的酸度高，只含有微量的貴金屬，Cu、Ni賤金屬含量相對較高。從表5、表6看出H1樹脂對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，樹脂對賤金屬的吸附約8%，相比在萃金余液中的吸附量高，這是因為二次氯化液中貴金屬的含量太低，其他賤金屬的含量相對高造成的，說明采用H1樹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，無法測出貴金屬，二是本身吸附在樹脂上的貴金屬量少，解析下來的量更少。

表5 二次氯化液樹脂吸附實驗貴金屬平衡表

表6 二次氯化液樹脂吸附實驗賤金屬平衡表

4 結論

（1）H1樹脂吸附可有效實現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，在生產中可考慮該樹脂對萃金余液中貴賤金屬的分離。

（2）樹脂對沉鉑后液中的Pt具有一定的吸附性，解析量不到總吸附量的一半，說明H1樹脂不能有效吸附和解析沉鉑后液中的貴金屬鉑，生產中無法使用H1樹脂回收沉鉑后液中的鉑。

（3）H1樹脂對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，說明采用H1樹脂并不能有效從沉鈀后液中回收鈀。

（4）H1樹脂對二次氯化液貴金屬的吸附較差，只有少量的鉑、鈀、金被吸附，說明二次氯化液中

貴金屬的含量過低，賤金屬含量較高，生產中無法采用H1樹脂吸附回收二次氯化液中的貴金屬。

［1］平霄飛, 么恩云. 離子交換與吸附, 1992, 8(6):532-537.

［2］Hainey P, sherrington D C, Oligoamine functionalised poly (glycidy methacrylate ethyleneglycol dimethacrylate ) rdsins as moderate base cxtractants for gold from cyanide solutione[J]. Reactive and Functional Polymers, 2000, 43(1/2):195-210.

［3］馮孝庭. 吸附分離技術[M]. 北京:化學工業出版社, 2000: 230-245.

［4］Sanchex J M, Hidalge M, Salvado V.The selective adsorption of gold (III) and palladium (II) on new phoaphine sulphide chelating polymers bearing diferent spacer arms: Equilibrium and kinetic characterizatiom[J]. Resctive and Functional Polymers, 2001, 46(3):283-291.

［5］董綺功, 張軍平, 李亞榮. 聚硫醚型纖維素的合成及其吸附性能[J].應用化學, 2002, 19(1):94-96.

［6］Qu Rongjun, Sun changmei, Wang chunhua, et al. Preperation and metal binding behavior of poly (4-vinylbenxyl2-hydroxyethyl) sulfoxide and sulfone[J] European Polymer Journal, 2005, 41(7); 1525-1530.

［7］張超燦, 龐金興, 李曦, 等. 核殼型巰基胺螯合樹脂的制備及其吸附性能[J]. 武漢大學學報, 理學報, 2001, 47(2):189-191.

［8］Ni Clihus, Yi Changhai. Feng Zhiyun Studies of syntheses and adsorption propertion of chdlating reain from thiourea and formaldehyde[J], Joumal of Applied Polymer Science, 2001, 82(13):3127-3132.

［9］Asem A Atia.Adsorption of silver and gold on resims derived from proceased photo films[J] Hydrometallurgy, 2005, 80(1/2):98-106.

［10］Zbigniew Hubicki, Anns Wolowicz. A comparative study of chelsting (II) complexes from acidic chloride medis[J]. Journal of Haxardous Materials, 2009, 164(2/3):1414-1419.

［11］王帥, 鐘宏, 王個南, 等. 選擇性吸附貴金屬離子的螯合樹脂的研究進展[J]. 應用化工2010, 39(5):748-751.

［12］Emre Birinci,Mustafa Gulfen. Ali Osman Aydin Separstion and recovery of palladium(II) from base metal ions by mciaminc-formaldehydethiourea(MFT) chelating resin[J]. Hydrometallurgy, 2009, 95(1/2):15-21.

［13］ Ding Shimin,Zhang Xueyong,Feng Xianghua,et al.Syntheais of N,N'diallyl diberzo 18-crown-6crown ether crosslinked chitosan and their adsorption properties for metal ions[J]. Reactive and Functional Polymcrs, 2006, 66(3):357-363.

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