[发明专利]一种利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分离钯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及元素分离技术领域，具体涉及一种利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分离钯的方法。

背景技术

贵金属钯具有特殊的结构，对氢气和氧气有特殊的吸附能力，因此，在工业催化领域占有无法取代的地位。

钯除了具有优良的催化活性之外，在很宽的温度范围内能保持化学惰性且具有熔点高、耐摩擦、耐腐蚀、延展性强、热电稳定性强等特性，被广泛应用于国民工业的各个领域。

目前，我国钯资源储量有限，产量很低，远远不能满足现代化学工业的需要，大部分依赖进口，且价格昂贵。现有技术中，钯金属的制备与来源主要通过以下三个途径：

(1)天然含钯矿产资源的利用；

(2)从铜镍硫化矿副产品中对钯进行回收利用；

(3)工业废气钯催化剂等含钯二次资源的回收利用。

通过这三种途径获得的钯等金属资源有限，且随着钯资源损耗的增加，难以实现可持续利用。

近年来核电由于能量密度大、污染少，不会排放造成温室效应气体而得到蓬勃发展，然而核电运行当中会不可避免地产生乏燃料。乏燃料后处理所产生的高放废液(HLLW)，是一种高酸性、高放射性和高毒性的混合溶液，其中含有一定量的Pd¹⁰⁷，钯的半衰期为6.5×10⁶年，放射性周期长、危害大且含量高，如果能够进行实现回收利用，意义重大。

现有技术中，对于钯的回收分离尚缺乏简单可行的方法。

发明内容

本发明提供了一种利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分离钯的方法，能够从酸性水相中吸附分离钯，选择性高，操作简单，分离效率高，适用于工业上分离回收贵金属钯。

一种利用二氮酰胺腙吡啶衍生物吸附分离钯的方法，包括如下步骤：将吸附剂与含有多种金属离子的硝酸水溶液混合，硝酸水溶液中的钯离子被吸附剂吸附分离，所述吸附剂由如结构式I所示的化合物负载在载体上制成：

其中，R₁、R₂、R₃、R₄分别为烷基或芳香基；或R₁与R₃之间通过共价键成环，R₂与R₄之间通过共价键成环；

所述硝酸水溶液中含有Pd(Ⅱ)和其他金属离子，其他金属离子为Li(I)、Na(I)、K(I)、Rb(I)、Cs(I)、Ca(Ⅱ)、Mg(Ⅱ)、Sr(Ⅱ)、Ba(Ⅱ)、Nd(Ⅲ)、Co(Ⅱ)、La(Ⅲ)、Ru(Ⅲ)、Yb(Ⅲ)、Y(Ⅲ)、Fe(Ⅲ)、Zr(Ⅳ)、Mo(Ⅵ)中的至少一种。

本发明中的吸附剂由大孔树脂作为载体，与含氮软配体复合而成，吸附剂对钯均具有特殊的吸附性能，且对钯的吸附能力不同，能够从酸性溶液中同时分离得到钯。

作为优选，每克吸附剂与20～30毫升硝酸水溶液混合。本发明提供的吸附剂选择性好，分离效率高。

作为优选，所述吸附剂由如结构式II所示的化合物负载在载体上制成：

本发明中，所述载体为弱极性大孔树脂。进一步优选，所述载体为离子交换树脂XAD-7。离子交换树脂XAD-7作为一种已经市场化的弱极性大孔树脂材料，原料易得。

硝酸水溶液中，金属离子的浓度以及硝酸的浓度均会影响分离效果，优选地，每种金属离子的浓度为5.0×10^-4～1.0×10^-3M。硝酸水溶液中，硝酸的浓度为0.4～6M。

本发明中，所述吸附剂的制备方法如下：

将如结构式I所示的化合物溶解于二氯甲烷中，在所得溶液中加入载体混合均匀，经旋蒸干燥后，得到吸附剂。

作为优选，将如结构式II所示的化合物溶解于二氯甲烷中，在所得溶液中加入载体混合均匀，经旋蒸干燥后，得到吸附剂。

旋蒸时，使大部分二氯甲烷挥发至近干状态，在毛细作用以及物理吸附作用下，化合物分子进入载体的空隙中，然后将近干状态的物料在50～60℃下真空干燥至少24小时，得到吸附剂。

作为优选，每克如结构式I所示化合物(如结构式II所示化合物)溶解于80～100毫升二氯甲烷中。如结构式I所示化合物(如结构式II所示化合物)与载体的质量比为1：8～10。

为了保证分离效果，优选地，吸附剂与硝酸水溶液在室温下(25±1℃)混合吸附，吸附时间为150～180min。混合吸附在振荡条件下进行，振荡速率为120～150rpm。