贵金属萃取化学PDF电子书下载

1　绪论 1

1.1　贵金属资源 1

1.1.1　贵金属的发现 1

1.1.2　贵金属资源 2

1.1.3　铂族金属矿物的特点 3

1.2　贵金属的性质和用途 3

1.3　贵金属的分离方法 5

参考文献 7

2　贵金属水溶液化学 8

2.1　贵金属物料溶解热力学基础 8

2.1.1 贵金属氯（氰）配合物及常见贱金属的标准电极电势 8

2.1.2　Au(Ag)-CN--H2O系E-pH图 9

2.1.3 Au-Cl--H2O系E-pH图 10

2.1.4　Ag-Cl--H2O系E-lg［Cl-］图 11

2.1.5　Pd-Cl--H2O系E-pH图 11

2.1.6 Pt-Cl--H2O系E-pH图 12

2.1.7　Rh-Cl--H2O系E-pH图 12

2.1.8 Ir-Cl--H2O系E-pH图 13

2.1.9　Os(Ru)-H2O系E-pH图 13

2.2　贵金属物料溶解动力学 14

2.2.1　固体物料的性质及其状态 15

2.2.2　固体表面饱和溶液的扩散 16

2.2.3　温度对溶解速度的影响 16

2.2.4　溶剂浓度的影响 17

2.2.5　液固比的影响 17

2.3　贵金属物料的溶解 17

2.3.1　易溶物料的溶解 17

2.3.1.1　王水溶解法 17

2.3.1.2　水溶液氯化法 18

2.3.2　难溶物料的溶解 20

2.4　PMs(BMs)-Cl-(CN-)-H2O系中的物种分布 26

2.4.1 Au-Cl-(CN-)-H2O系中的物种分布 27

2.4.2 Ag-Cl-(CN-)-H2O系中的物种分布 27

2.4.3 Pd-Cl--H2O系中的物种分布 28

2.4.4　Pt-Cl--H2O系中的物种分布 29

2.4.5 Rh-Cl--H2O系中的物种分布 30

2.4.6　Ir-Cl--H2O系中的物种分布 31

2.4.7 Ru(Os)-Cl--H2O系中的物种分布 32

2.4.8 BMs-Cl--H2O系中的物种分布 33

2.5　贵金属配合物的稳定性与原子结构的关系 35

2.5.1　贵金属配合物的稳定性 35

2.5.2　贵金属氯配合物的化学反应活性 36

2.6　贵金属水溶液化学与萃取性能的关系 37

2.6.1　贵金属主要氯配合物汇总 37

2.6.2　贵金属氯配合物的一般萃取规律 38

参考文献 40

3　贵金属萃取化学基本原理 42

3.1　贵金属萃取体系 42

3.2　贵金属萃取机理 43

3.2.1　配位取代机理 43

3.2.2　离子缔合机理 45

3.2.3　离子交换机理 48

3.2.4　溶剂化萃取机理 49

3.3　研究贵金属萃取机理的方法 49

参考文献 51

4　贵金属萃取剂 52

4.1　贵金属萃取剂的选择原则 52

4.2　贵金属萃取剂结构与性能的关系 53

4.2.1　中性萃取剂体系 53

4.2.2　阴离子萃取剂体系 57

4.2.3　螯合萃取体系 57

4.3　常用贵金属萃取剂的合成 58

4.3.1 二丁基卡必醇（DBC） 58

4.3.2　二正辛基硫醚（DOS） 60

4.3.3　二异戊基硫醚（S201） 61

4.3.4　二异辛基硫醚（S219） 61

4.3.5　正丁基正辛基硫醚 62

4.3.6　丁基苯并噻唑硫醚 63

4.3.7　石油硫醚（PS） 63

4.3.8　异辛基硫代苯乙酮（IOTPEK） 64

4.3.9　二异辛基亚砜（DIOSO） 65

4.3.10　石油亚砜（PSO） 65

4.3.11　杂环取代亚砜 66

4.3.12　苄基异辛基亚砜（BSO） 68

4.3.13　异戊基苯并噻唑亚砜（ABSO） 69

4.3.14　双（正辛基亚磺酰）乙烷（BOSE） 70

4.3.15　N,N-二壬基甘氨酸（DNG） 71

4.3.16　N-正丁基异辛酰胺（BiOA） 72

4.3.17　正辛基苯胺 72

4.3.18　三烷基氧化膦（国产TRPO） 73

4.4　常用贵金属萃取剂的分析与鉴定 74

4.4.1　概述 74

4.4.2　常用方法与应用范围 75

4.4.3　常用贵金属萃取剂的分析与鉴定 76

4.4.3.1　二异戊基硫醚（S201）的分析鉴定 76

4.4.3.2　二丁基卡必醇（DBC）的分析鉴定 77

4.4.3.3　亚砜的分析鉴定 77

4.4.3.4　三烷基氧化膦成分的气相色谱分析 77

参考文献 80

5　金的萃取化学 82

5.1　概述 82

5.2　金（Ⅲ）氯配合物的萃取 83

5.2.1　含氧萃取剂 83

5.2.1.1　仲辛醇萃取提纯金 83

5.2.1.2　混合醇（ROH）萃取提纯金 84

5.2.1.3 甲基异丁基酮（MIBK）萃取提纯金 85

5.2.1.4　二异丁基酮（DIBK）萃取提纯金 86

5.2.1.5　乙醚（Et2O）萃取精练高纯金 87

5.2.1.6　二丁基卡必醇（DBC）萃取提纯金 90

5.2.1.7　2-乙基己基-乙基醚（2-EHEE）萃取金 96

5.2.1.8　不对称氧醚A408萃取金 97

5.2.1.9　二（2-辛氧乙基）醚萃取金 97

5.2.1.10　二（2-己氧乙基）醚萃取金 98

5.2.1.11　二苯并-18-冠-6（DB18C6）萃取金 98

5.2.1.12　碳酸丙烯酯（PC）萃取金 99

5.2.1.13　环状碳酸酯萃取金 99

5.2.2　含磷萃取剂 101

5.2.2.1　磷酸三丁酯（TBP）萃取提纯金 101

5.2.2.2　二（2-乙基己基）单硫代磷酸（D2 EHMTPA）萃取金 104

5.2.2.3　二（2-乙基己基）二硫代磷酸（D2 EHDTPA）萃取金 105

5.2.2.4　三苯基氧化膦（TPPO）萃取金 106

5.2.2.5　三烷基氧化膦（Cyanex 923）萃取金 106

5.2.2.6　三烷基氧化膦（Cyanex 925）萃取金 106

5.2.2.7　三异丁基硫化膦（Cyanex 471x）萃取金 107

5.2.2.8　N,N-二乙基甲酰胺代甲基膦酸二正己酯萃取金 107

5.2.3　含硫萃取剂 108

5.2.3.1　二正己基硫醚（DNHS）萃取金 109

5.2.3.2　二异辛基硫醚（S219）萃取金 109

5.2.3.3　二（2-乙基己基）硫醚（DEHS）萃取金 111

5.2.3.4　7种不同结构的硫醚萃取金 111

5.2.3.5　2-羟基三乙氨基丙基辛基硫醚（HAPOS）萃取金 112

5.2.3.6　聚硫（氧）醚萃取金 113

5.2.3.7　石油硫醚（PS501）萃取金 116

5.2.3.8　异辛基硫代苯乙酮（IOTPEK）萃取金 117

5.2.3.9　二烷基亚砜（R2SO）萃取金 117

5.2.3.10　杂环取代亚砜萃取金 118

5.2.3.11　双亚砜萃取金 120

5.2.3.12　石油亚砜（PSO）萃取金 121

5.2.4　含氮萃取剂 124

5.2.4.1　伯胺萃取金 124

5.2.4.2　叔胺萃取金 125

5.2.4.3　酰胺萃取金 127

5.2.4.4　胺醇萃取剂N2125萃取金 131

5.2.5　表面活性剂从盐酸介质中萃取金（Ⅲ）——浊点萃取 132

5.3　金（Ⅰ）氰配合物的萃取 134

5.3.1　胺类萃取剂 134

5.3.2　改性胺萃取剂 136

5.3.3　季铵盐萃取剂 140

5.3.4　磷类萃取剂-溶剂化萃取金氰配合物 142

5.3.5　亚砜萃取剂 143

5.3.6　胍类萃取剂 143

5.3.7　表面活性剂从碱性氰化液中萃取金的性能及其微观机理 145

5.3.8　氰化介质中金的溶剂萃取展望 147

5.4　金（Ⅰ）硫脲配合物的萃取 148

5.4.1　石油亚砜萃取金（Ⅰ）硫脲配合物 148

5.4.2 正丁基-苯并噻唑亚砜（NBBSO）萃取金（Ⅰ）硫脲配合物 149

5.4.3　P204萃取金（Ⅰ）硫脲配合物 150

5.4.4　P507萃取金（Ⅰ）硫脲配合物 151

5.5　金（Ⅰ）硫代硫酸盐配合物的萃取 151

5.5.1　概述 151

5.5.2　中性磷（膦）氧萃取剂萃取Au（Ⅰ） 152

5.5.3　胺类萃取剂萃取Au（Ⅰ） 152

5.5.4　混合溶剂萃取Au（Ⅰ） 153

5.5.5　从硫代硫酸盐溶液中萃取分离金、银、铜、锌、镍 154

5.5.6 中性磷（膦）氧萃取剂萃取金（Ⅰ）硫代硫酸盐配合物的机理 156

5.5.7　胺-氧化胺萃取金（Ⅰ）硫代硫酸盐配合物的机理 156

5.6　多硫化物碱性介质中金的萃取 157

5.6.1　TBP从多硫化物碱性介质中萃取金 157

5.6.2　胺类萃取剂从多硫化物碱性介质中萃取金 157

参考文献 158

6　钯的萃取化学 164

6.1　概述 164

6.2　含硫类萃取剂萃取分离钯 165

6.2.1　二烃基硫醚萃取分离钯 165

6.2.2　二正辛基硫醚（DOS）萃取分离钯 168

6.2.3　二正庚基硫醚（DNHS）萃取分离钯 169

6.2.4　二异戊基硫醚（S201）萃取分离钯 170

6.2.5　二异辛基硫醚（S219）萃取分离钯 181

6.2.6　不对称硫醚萃取分离钯 187

6.2.7　丁基苯并噻唑硫醚萃取分离钯 188

6.2.8　苯异硫脲基乙酸（PTHA）萃取分离钯 189

6.2.9　石油硫醚（PS）萃取分离钯 190

6.2.10　亚砜萃取分离钯 190

6.2.11　二正庚基亚砜（DHSO）萃取分离钯 194

6.2.12　二正辛基亚砜（DOSO）萃取分离钯 195

6.2.13　二异辛基亚砜（DIOSO）萃取分离钯 197

6.2.14　正丁基辛基亚砜萃取分离钯 201

6.2.15　石油亚砜（PSO）萃取分离钯 201

6.2.16　双亚砜萃取分离钯 210

6.2.17　杂环取代亚砜萃取钯 212

6.3　肟类萃取剂（Ox）萃取分离钯 216

6.3.1 肟类萃取剂（Ox）萃取分离钯的基本性能 216

6.3.2　2-羟基-5-辛基二苯甲酮肟（N530）萃取分离钯的基本性能 219

6.3.3 N530从金川锇钌蒸残液萃金余液中萃取分离钯 222

6.4　8-羟基喹啉类萃取剂（HQ）萃取分离钯 223

6.4.1 8-羟基喹啉类萃取剂（HQ）萃取分离钯的基本性能 223

6.4.2　Lix 26共萃-选择性反萃分离钯铂 225

6.4.3　Kelex 100共萃-氢还原分离钯铂金 227

6.4.4　TN 1911、TN 2336共萃-选择性反萃分离钯铂 227

6.5　其他螯合萃取剂萃取分离钯 229

6.5.1 N,N＇-二（1-苯基-3-甲基-5-羟基吡唑-4-苯甲基亚苄基）-1,3-丙邻二胺（H2A）萃取钯 229

6.5.2　1-苯基-3-甲基-4-苯甲酰基吡唑啉酮-5（PMBP）萃取钯 230

6.6　含磷类萃取剂萃取分离钯 231

6.6.1　酸性磷类萃取剂萃取钯 231

6.6.2　中性磷类萃取剂萃取钯 232

6.6.3　硫代磷酸萃取剂萃取钯 233

6.7　胺类萃取剂萃取钯 236

6.7.1　伯胺萃取钯 236

6.7.2　仲胺萃取钯 236

6.7.3　叔胺萃取钯 237

6.7.4　季铵盐萃取钯 237

6.7.5　酰胺萃取钯 240

6.7.6　N,N-二辛基甘氨酸萃取钯 240

6.7.7　胺醇萃取钯 241

6.7.8　2-氨基苯并噻唑（ABT）萃取钯 242

6.8　其他钯配合物的萃取 242

6.8.1　钯硫氰酸盐配合物的萃取 242

6.8.2　钯苯基硫脲配合物的萃取 243

参考文献 245

7　铂的萃取化学 252

7.1　概述 252

7.2　含磷类萃取剂萃取分离铂 252

7.2.1　磷酸三丁酯（TBP）萃取分离铂 252

7.2.2　三辛基氧化膦（TOPO）萃取分离铂 256

7.2.3　三烷基氧化膦（TRPO）萃取分离铂 257

7.2.4　烷基磷酸二烷基酯（P218）萃取分离铂 258

7.3　含氮类萃取剂萃取分离铂 260

7.3.1　胺类萃取剂萃取分离贵金属的规律 260

7.3.2　三正辛胺（TOA）萃取分离铂 263

7.3.3　三烷基胺（N235、7301）萃取分离铂 265

7.3.3.1　N235萃取铂的基本性能 265

7.3.3.2　N235萃取分离铂的实验室小型实验 271

7.3.3.3　N235萃取分离铂的扩大实验 272

7.3.3.4　N235萃取分离铂的半工业试验 275

7.3.4　其他叔胺萃取分离铂 283

7.3.5　季铵盐萃取分离铂 284

7.3.6　氨基羧酸萃取分离铂 286

7.3.7　N-己基异辛酰胺（MNA）萃取分离铂（Ⅳ） 286

7.3.8　N-正丁基异辛酰胺（BiOA）萃取分离铂（Ⅳ） 287

7.4　含硫类萃取剂萃取分离铂 287

7.4.1　二正辛基亚砜（DOSO）萃取分离铂（Ⅱ） 287

7.4.2　二异辛基亚砜（DIOSO）萃取分离铂 288

7.4.3　石油亚砜（PSO）萃取分离铂 288

7.4.4　杂环取代亚砜萃取分离铂 289

7.4.5　双亚砜萃取分离铂 289

7.4.6　不对称亚砜萃取分离铂 290

7.4.7　对称亚砜MSO萃取分离铂 290

7.5　螯合萃取剂萃取分离铂 297

参考文献 299

8　铑、铱的萃取化学 302

8.1　二（2-乙基己基）磷酸（P204）萃取贱金属富集铑、铱 302

8.1.1　萃取剂的选择 302

8.1.2　pH值与贱金属萃取率的关系 302

8.1.3　P204皂化率对分离贱金属的影响 304

8.1.4　料液的处理方法对贱金属分离效果的影响 304

8.1.5　料液的氧化条件对分离贱金属的影响 305

8.1.6 料液中硫酸钠、氯化钠、氯酸钠浓度对贱金属萃取率的影响 305

8.1.7　铑、铱在洗水及反萃液中的分布 305

8.1.8　试验室扩大试验 306

8.1.9　半工业试验 307

8.2　离子交换分离贱金属精炼贵金属 309

8.3　铱（Ⅳ）的萃取化学 311

8.3.1　磷酸三丁酯（TBP）萃取分离铱 311

8.3.2　三辛基氧化膦（TOPO）萃取分离铱 315

8.3.3　三烷基氧化膦（TRPO）萃取分离铱 317

8.3.4　TRPO从金川贵金属溶液中萃取分离铑铱 319

8.3.4.1　实验室小型实验及扩大实验 319

8.3.4.2　半工业试验 325

8.3.5　N1923萃取分离铱 326

8.3.6　TOA萃取分离铱 327

8.3.7　N-己基异辛酰胺（MNA）萃取分离铱 328

8.3.8　N,N-二正辛基乙酰胺（DOAA）和N,N-二正壬基乙酰胺（DNAA）萃取分离铱 331

8.4　铑的萃取化学 332

8.4.1　配阴离子RhCl3-6的萃取 333

8.4.2　配阳离子Rh（H2O）3+6的萃取 334

8.4.3　活化-萃取技术（activation-extraction） 339

8.4.4　溶剂萃取分离贵金属过程中微乳液的形成及其应用 350

参考文献 359

9　锇、钌、银的萃取化学 363

9.1　概述 363

9.2　锇、钌的萃取化学 364

9.2.1　OsO4和RuO4的萃取 364

9.2.2　盐酸介质中锇、钌的萃取 364

9.2.3　硝酸介质中锇、钌的萃取 366

9.2.4　钌-苯基硫脲（PTU）配合物的萃取 368

9.3　银的萃取化学 368

9.3.1　银（Ⅰ）氯配合物AgCl-2的萃取 368

9.3.2　硝酸介质中AgNO3的萃取 369

9.3.3　银硫代硫酸盐配合物Ag（S2O3）3-2的萃取 375

参考文献 376

10　贵金属的串级萃取 378

10.1　概述 378

10.2　从高浓度贵金属料液中连续串级萃取分离贵金属 378

10.2.1　贵金属料液成分 378

10.2.2　DBC从高浓度贵金属料液中连续串级萃取金 379

10.2.3　S201从DBC萃金余液中连续串级萃取钯 379

10.2.4　N235从S201萃钯余液中连续串级萃取铂 381

10.2.5　P204从N235萃铂余液中连续串级萃取分离贱金属富集铑、铱 382

10.2.6　TRPO从P204萃取贱金属余液的水解渣盐酸溶解液中串级萃取分离铑、铱 383

10.2.7　全工艺主要技术指标 384

10.3　从失效汽车催化剂富集精矿溶解液中萃取分离铂、钯、铑 384

10.3.1 中国研究的工艺流程——硫醚萃取钯-TBP萃取铂 384

10.3.1.1　原则工艺流程 384

10.3.1.2　实验室模拟实验 385

10.3.1.3　实验室放大实验 385

10.3.1.4　工业试验结果 388

10.3.2 国外研究的工艺流程——Cyanex921-甲苯萃取 391

10.3.2.1　HCl浓度的影响 391

10.3.2.2　SnCl2浓度的影响 391

10.3.2.3　萃取剂浓度的影响 392

10.3.2.4　平衡时间的影响 393

10.3.2.5　反萃剂的影响 393

10.3.2.6　Pd（Ⅱ）、Pt（Ⅳ）和Rh（Ⅲ）混合液的萃取分离 394

10.3.2.7　用Cyanex921-甲苯从失效催化剂浸出液中萃取分离Pd（Ⅱ）、Pt（Ⅳ）和Rh（Ⅲ） 395

参考文献 396

11　贵金属全萃取分离工艺 397

11.1　概述 397

11.2　国外典型贵金属全萃取分离工艺 399

11.2.1 英国Royston的Mathey-Rusterburg精炼厂的全萃取分离工艺 399

11.2.2　南非郎候（Lonrho）精炼厂的全萃取分离工艺 400

11.2.3 国际镍公司（Inco）阿克通（Acton）精炼厂的全萃取分离工艺 402

11.2.4　从铜精矿阳极泥中回收贵金属的“因钠”法全萃取分离工艺 404

11.2.5　美国Lix 26萃取分离工艺 404

11.2.6 日本贵金属萃取分离工艺 405

11.3　中国典型贵金属全萃取分离工艺 411

11.3.1 曾经研究过的几个典型萃取分离工艺 412

11.3.2　中国贵金属全萃取分离工艺 413

11.4　分子识别技术（MRT） 426

11.4.1　概述 426

11.4.2　SuperLig？127从氰化液中分离纯化金 428

11.4.3　SuperLig？2选择性分离纯化钯 429

11.4.4　SuperLig？133从二次资源中选择性分离纯化铂 432

11.4.5　SuperLig？190从失效催化剂中分离纯化铑 434

11.4.6　SuperLig？187从含钌废料中分离纯化钌 434

11.5　固相萃取技术（SPE） 436

11.5.1　概述 436

11.5.2　固相萃取技术分离金 437

11.5.3　固相萃取技术分离钯 443

参考文献 444

12　贵金属的协同萃取 447

12.1　概述 447

12.2　金（Ⅲ）的协同萃取 448

12.2.1　二元中性配合协萃体系（BB类协萃体系） 448

12.2.2　二元中性配合与离子缔合协萃体系（BC类协萃体系） 451

12.3　钯（Ⅱ）的协同萃取 454

12.3.1　二元螯合萃取协萃体系（AA类协萃体系） 454

12.3.2　二元螯合与中性配合协萃体系（AB类协萃体系） 456

12.3.3　二元螯合与离子缔合协萃体系（AC类协萃体系） 457

12.3.4　二元中性协萃体系（BB类协萃体系） 458

12.3.5　溴代十六烷吡啶（RBr）和十六烷基三甲基溴化铵（CTMAB）协萃钯 460

12.4　铂（Ⅳ）的协同萃取 461

12.4.1　二元中性协萃体系（BB类协萃体系） 461

12.4.2　二元中性配合与离子缔合协萃体系（BC类协萃体系） 462

12.5　铑（Ⅰ）、铱（Ⅳ）的协同萃取 463

12.5.1　N-正丁基异辛酰胺（BiOA）-磷酸三丁酯（TBP）协同萃取铑（Ⅰ） 463

12.5.2　N-己基异辛酰胺（MNA）-磷酸三丁酯（TBP）协同萃取铱（Ⅳ） 465

12.6　钌（Ⅳ）的协同萃取 465

12.6.1　TNA+DNA体系对RuCl2-6的协萃效应（CC类协萃体系） 465

12.6.2　TNA+N1923体系对RuCl2-6的协萃效应（CC类协萃体系） 466

参考文献 467

13　贵金属溶剂萃取动力学 469

13.1　概述 469

13.2　金（Ⅲ）的萃取动力学 470

13.2.1　伯胺N1923和三苯基氧化膦（TPPO）萃取金（Ⅲ）动力学 470

13.2.2　二正辛基亚砜（DOSO）萃取金（Ⅲ）动力学 472

13.2.3　亚硫酸钠从DBC载金有机相反萃金（Ⅲ）动力学 473

13.2.4　Cyanex272-BmimPF6离子液体系萃取金（Ⅲ）动力学 478

13.3　钯（Ⅱ）的萃取动力学 481

13.3.1　N530-氯仿体系萃取钯（Ⅱ）动力学 481

13.3.2　β-羟肟萃取钯（Ⅱ）取代反应中的动力学催化作用 483

13.3.3　非螯合醛肟（RCH=NOH）萃取钯（Ⅱ）动力学 484

13.3.4　二正辛基亚砜（DOSO）萃取钯（Ⅱ）动力学 484

13.3.5　正辛基对叔丁基苯基亚砜萃取钯（Ⅱ）动力学 485

13.3.6　伯胺N1923萃取钯（Ⅱ）动力学 489

13.3.7　三正辛胺（TOA）萃取钯（Ⅱ）动力学 490

13.4　铂（Ⅳ）的萃取动力学 495

13.4.1　石油亚砜萃取铂（Ⅳ）动力学 495

13.4.2　三正辛胺（TOA）萃取铂（Ⅳ）动力学 498

13.5　铑（Ⅲ）的萃取动力学 507

13.5.1　二正庚基亚砜（DNHSO）萃取铑（Ⅲ）动力学 507

13.5.2　石油亚砜（PSO）萃取铑（Ⅲ）动力学 508

13.5.3　N263萃取铑（Ⅲ）动力学 508

13.6　铱（Ⅳ）的萃取动力学 509

参考文献 511

14　贵金属萃取常用设备简介 513

14.1　混合澄清萃取桶 513

14.2　混合澄清器 513

14.2.1　箱式混合澄清器 514

14.2.2　双混合室混合澄清萃取器 515

14.2.3　全逆流混合澄清萃取器 516

14.2.4　NCE高效混合澄清萃取器 516

14.2.5　混合澄清器的优缺点 517

14.2.6　混合澄清器的设计 518

14.3　离心萃取器 522

14.3.1　桨叶式离心萃取器 522

14.3.2　环隙式离心萃取器 523

14.3.3　离心萃取器的优缺点 524

参考文献 525

附录1　常用贵金属萃取剂及其物性参数 526

附录2　常用贵金属稀释剂及其物性参数 531

附录3　贵金属产品标准 533