Изучение сорбции ионов платины, палладия и родия на углеродном сорбенте
Аннотация
Статья посвящена сорбционному концентрированию ионов платины (II,IV), палладия (II) и родия (III) из хлоридных сред на углеродном синтетическом сорбенте. Для изучения сорбционного концентрирования металлов платиновой группы был выбран углеродный синтетический сорбент Lewatit AF5. Данный сорбент обладает высокой механической прочностью, высокой площадью поверхности, узким распределением пор по размерам, а также низкой стоимостью по сравнению с силикатными или полимерными сорбентами.
Сорбционное концентрирование осуществлялось в статических условиях из модельных хлоридных растворов. Концентрация аналитов в исходных растворах составляла от 8 до 50 ммоль/дм3. Равновесные концентрации металлов в растворах определяли методом атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Исследованы зависимости адсорбции от времени контакта, свободной кислотности и окислительно-восстановительного потенциала системы, так же определены предельные значения абсорбции для каждого из исследуемых металлов.
Изучение кинетических параметров сорбции ионов Pt (IV), Pd (II) и Rh (III) проводилось из хлоридных растворов, характеризующихся значениями свободной кислотности 0.01 моль/дм3. Было определено время установления сорбционного равновесия, которое составляет 4 часа для каждого из ионов.
При исследовании зависимости адсорбции от свободной кислотности и окислительно-восстановительного потенциала системы (ОВП) было выявлено, что с ростом свободной кислотности и ОВП наблюдается падение сорбционной активности, таким образом можно сделать вывод о том, что в сорбционном процессе участвуют акватированные комплексы платиновых металлов, в которых металлы находятся не в высшей степени окисления.
Обработка экспериментальных данных показала применимость линейного уравнения изотермы Ленгмюра для описания процесса адсорбции, а также были рассчитаны предельные значения адсорбции, с помощью которых проведена оценка сорбционной емкости сорбента, которая для Pt (II, IV), Pd (II) и Rh (III) составила 1.24 ммоль/г; 1.16 ммоль/г и 0.57 ммоль/г соответственно.
Высокие значения сорбционной емкости, а также достаточно короткое время достижения сорбционного равновесия без применения средств ускорения процесса, в совокупности с механическими характеристиками сорбента позволяет сделать вывод о перспективности применения сорбента Lewatit AF5 для концентрирования металлов платиновой группы из солянокислых растворов.
Скачивания
Литература
Izatt S.R., Bruening R.L., Izatt N.E. Metal separations and recovery in the min-ing industry. Journal of the minerals metals & materials society. 2012; 64(11): 1279-1284. https://doi.org/10.1007/s11837-012-0452-8
Baryshnikov I.F., Popova N.N., Orobinskaja V.A. Probootbiranie i analiz blagorodnyh metallov. M., Metallurgija, 1978, 430 p.
Pechenyuk S.I. Sorbtsionno-gidroliticheskoe osazhdenie platinovykh metallov na poverkhnosti neorganicheskikh sorbentov. Leningrad, Nauka, 1991, 246 p.
Malofeeva G.I., Petrukhin O.M., Murinov Yu.I., Zolotov Yu.A. Geterotsepnye polimery – kompleksoobrazuyushchie sorbenty novogo tipa.Izvestiya VUZov. Khimiya i khimicheskaya tekhnologiya, 1988; 31(5): 3-14. (In Russ.)
Vasil'eva I.E., Pozhidaev Yu.N., Vlasova N.N., Voronkov M.G., Filipchenko Yu.A. Sorbtsionno-atomno-emissionnoe opredelenie zolota, platiny i palladiya v gornykh porodakh i rudakh s ispol'zovaniem sorbenta PSTM-ZT, Anali-tika i kontrol', 2010; 14(1): 16-24. (In Russ.)
Losev V.N., Buiko O.V., Velichko B.A. Sorbtsionno-atomno-emissionnoe opredelenie tsvetnykh i tyazhelykh metallov s ispol'zovaniem fitosorbentov. Journal of Siberian Federal University, 2010; 3: 73-78. (In Russ.)
Zolotov Yu.A., Tsizin G.I., Dmitrien-ko S.G., Morosanova E.I. Sorbtsionnoe kontsentrirovanie mikrokomponentov iz rastvorov. Primenenie v neorganicheskom analize. M., Nauka, 2007, 320 p.
Myasoedova G.V., Komozin P.N. Kompleksoobrazuyushchie sorbenty dlya izvlecheniya i kontsentrirovaniya platinovykh metallov, Zhurnal neorganicheskoi khimii, 1994; 39(2): 280-288. (In Russ.)
Runov V.K., Strepetova T.V., Pu-khovskaya V.M., Trofimchuk A.K., Kuz'min N.M. Sorbtsiya khloridnykh kompleksov platinovykh metallov i zolota anionoobmennikami na osnove kremnezema. Zhurnal analiticheskoi khimii, 1993; 48(11): 43-49. (In Russ.)
Milyutina A.D., Kolesnikov V.A., Kolesnikov A.V. Sorbtsionnye kharakteris-tiki uglerodnykh nanomaterialov po otnosheniyu k ionam Cu2+, Ni2+, Zn2+, Co2+, Fe2+. Uspekhi v khimii i khimicheskoi tekhnologii, 2016; 30(1): 42-43. (In Russ.)
Dudareva G.N., Irinchinova N.V., Dudarev V.I., Petukhova G.A. izuchenie sorbtsionnogo izvlecheniya nikelya(II) iz vodnykh rastvorov. Fizikokhimiya poverkhnosti i zashchita materialov. 2019; 55(5): pp. 488-495.
Slavinskaya G.V., Kovaleva O.V., Bychkovskaya G.I. Ispol'zovanie aktivnykh uglei sorbtsii PAV prirodnogo proiskhozhdeniya. Sorbtsionnye i khromatograficheskie protsessy. 2008; 8(4): 626-635. (In Russ.)
Golovizin V.S., Levchenko L.M., Trubin S.V. Salanov A.N., Serkova A.N. Sorbtsiya platinokhloristovodorodnoi kisloty modifitsirovannymi uglerodnymi materialami. Vestnik MITKhT. 2012; 7(1): 23-28. (In Russ.)
Tarasenko Yu.A., Bagreev A.A., Yatsenko V.V. Selektivnost' vosstanovitel'noi sorbtsii blagorodnykh metallov aktivnymi uglyami. Zhurnal fizicheskoi khimii. 1993; 67(11): 2328-2332.
Van Dam H.E., Van Bekkum H. Preparation of platinum on activated car-bon. Journal of Catalysis. 1991; 131(2): 335-349. https://doi.org/10.1016/0021-9517(91)90269-A
Ageeva L.D., Buinovskii A.S., Kolpakova N.A., Kovyrkina T.V. Sovmestnoe opredelenie v rudakh i kontsentratakh zolota, serebra i metallov platinovoi gruppy. Seversk, SGTI, 2003, 99 p. (In Russ.)
Romanenko A.V., Simonov P.A. Uglerodnye materialy i ikh fiziko-khimicheskie svoistva. M., Kalvis, 2007, 128 p. (In Russ.)
Nikoloski A.N., Kwang-Loon Ang. Review of the application of ion-exchange resins for the recovery of platinum-group metals from hydrochloric acid solutions. Journal of mineral processing and extractive metallurgy review. 2014; 35(6): 369-389. https://doi.org/10.1080/08827508.2013.764875
Zolotov Yu.A., Varshal G.M., Ivanov V.M. Analiticheskaya khimiya metallov platinovoi gruppy. M., Editorial URSS, 2003, 592 p. (In Russ.)
