申请日2015.09.10
公开(公告)日2015.11.11
IPC分类号C22B11/00; C22B7/00
摘要
本发明提供一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法，包括如下步骤：1)还原;2)将所得粗钯用王水溶解，滤去不溶物，王水与粗钯的体积质量比为5~6：1，L/公斤;3)过滤、稀释;4)离子柱吸附;5)清洗离子柱;6)离子柱再生;7)再生液回收钯。所述方法利用阴树脂选择吸附[PdCl4]2-，有效分离铜、镍等贱金属，且方法简单，容易操作控制，回收率大于96%，产品纯度均大于99.98%。
摘要附图
权利要求书
1.一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)还原
向废水中添加水合肼进行还原，边添加边搅拌至不再产生沉淀，再搅拌30~60分钟，将废水泵至离心机离心，所得沉淀即为粗钯;
2)将所得粗钯用王水溶解，滤去不溶物，王水与粗钯的体积质量比为5~6：1，L/公斤;
3)过滤、稀释
步骤2)所得溶液过滤滤去不溶物后，将溶液pH值稀释至2;
4)离子柱吸附
将稀释后的溶液泵入离子柱内，采用强碱性阴离子树脂吸附溶液中的钯离子;
5)清洗离子柱
离子柱吸附结束后，清洗离子柱，洗至进出水颜色相同为止;
6)离子柱再生
用再生液对离子柱进行再生，再生液的用量为树脂量的2-3倍，再生后的树脂恢复原色即为再生完全;
7)再生液回收钯
a)盐酸调pH
用浓盐酸调节离子柱再生后的再生液pH值至0.5~1，生成淡黄色沉淀，过滤，收集滤液;
b)水合肼还原
将上述黄色沉淀用氨水溶解后，加入水合肼，搅拌反应至上清液澄清，浸泡一段时间至沉淀沉入底部，所述水合肼与黄色沉淀的体积质量比为400~500：1，mL/公斤;
c)过滤沉淀
边抽滤边用热水洗涤步骤b)所得沉淀，待抽滤的滤液成中性即可停止清洗，将清洗后的沉淀烘干即可得到高纯度钯。
2.根据权利要求1所述的一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法，其特征在于，步骤1)中所述废水中钯离子浓度为50~200mg/L。
3.根据权利要求1所述的一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法，其特征在于，步骤1)中所得粗钯中钯含量大于70%。
4.根据权利要求1所述的一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法，其特征在于，步骤3)中用自来水将溶液pH值稀释至2。
5.根据权利要求1所述的一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法，其特征在于，步骤5)中用自来水清洗离子柱。
6.根据权利要求1所述的一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法，其特征在于，步骤6)所述再生液为氨水和氯化铵的混合液，再生液中氨水的质量分数为8%，氯化铵的质量分数为40g/L。
7.根据权利要求1所述的一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法，其特征在于，步骤7)中所述水合肼为80%水合肼，水合肼与钯粉的体积质量比为0.5:1，mL/g。
8.根据权利要求1所述的一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法，其特征在于，所得高纯度钯纯度>99.98%。
说明书
一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法
技术领域
本发明涉及一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法。
背景技术
化学镀是提高金属等材料表面耐磨性和耐蚀性的一种表面强化方法，随着其不断的发展和完善，目前已广泛应用于石油化工、电子技术、航空航天、机械制造、精密仪器和化工等领域。特别是能够有效的使飞机部件零件的寿命延长几十倍至几百倍，而且有效地促进了航空航天事业的发展。随着化学镀应用范围的扩大，化学施镀的基体种类越来越多，基体的催化活性等千差万别。通常，需要对基体实施镀前活化处理，以获得高的自催化活性，为化学镀的进一步实施创造适宜条件。因此，镀前活化处理的质量与效果直接决定着化学镀的成败。
而活化处理中采用较多的是离子型钯活化液，离子钯是在胶体钯的基础上又西德和日本推出的，比胶体钯更稳定，镀层附着力更好。离子钯活化液可以长期使用而不沉降分离，使用寿命长，稳定性好。离子钯活化液中贵金属钯的含量最低为150~300mg/L。离子钯活化液在活化工段完成活化后，即成为钯活化废水，然而，由于钯是贵金属，其价格昂贵，如若对钯活化废水不管不顾，势必会导致生产成本的急剧升高，因此，从钯活化废水中回收钯，是每个生产厂家都极为看重的技术。
目前国内钯的回收提纯生产大都采用传统的沉淀﹑络合﹑酸化﹑煅烧和氢还原工艺，用药量大且程序复杂，亦有采用湿法提纯钯工艺，提取过程一般是：酸溶→除银→净化→氨水沉淀→盐酸酸化→水合肼还原→钯，然而，其工艺虽能有效的提纯钯，但其不能有效的分离溶液中的铜、镍等贱金属离子，导致回收所得钯的纯度达不到99.9%，影响其出售价格。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法，所述方法利用阴树脂选择吸附[PdCl4]2-，有效分离铜、镍等贱金属，且方法简单，容易操作控制，回收率大于96%，产品纯度均大于99.98%。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种从碱性钯活化工段废水中回收钯的方法，包括如下步骤：
1)还原
向废水中添加水合肼进行还原，边添加边搅拌至不再产生沉淀，再搅拌30~60分钟，将废水泵至离心机离心，所得沉淀即为粗钯;
2)将所得粗钯用王水溶解，滤去不溶物，王水与粗钯的体积质量比为5~6：1，L/公斤;
其中，粗钯溶于王水的反应式如下：
3Pd+12HCl+2HNO3=2NO↑+3H2[PdCl4]+4H2O
由上式可见，在溶液中，钯以H2PdCl4形式存在，PdCl4-2是阴离子,溶液中铜﹑镍等贱金属杂质为阳离子。
3)过滤、稀释
步骤2)所得溶液过滤滤去不溶物后，将溶液pH值稀释至2;
由于王水溶解碱钯后酸度太高，需要稀释后才能进离子交换柱，因此用自来水稀释pH至2。
4)离子柱吸附
将稀释后的溶液泵入离子柱内，采用强碱性阴离子树脂吸附溶液中的钯离子;
此时溶液中的铜﹑镍等贱金属杂质并未被强碱性阴离子树脂吸附，留在溶液中。
5)清洗离子柱
离子柱吸附结束后，清洗离子柱，洗至进出水颜色相同为止;
6)离子柱再生
用再生液对离子柱进行再生，再生液的用量为树脂量的2-3倍，再生后的树脂恢复原色即为再生完全;
其中，所述树脂量为离子柱容积的60%。
再生的化学变化：H2[PdCl4]→[Pd(NH3)4]Cl2
7)再生液回收钯
a)盐酸调pH
用浓盐酸调节离子柱再生后的再生液pH值至0.5~1，生成淡黄色沉淀(钯即存在于沉淀内)，过滤，收集滤液;
反应方程式为：[Pd(NH3)4]Cl2+2HCl→[Pd(NH3)2]Cl2↓+2NH4Cl
b)水合肼还原
将上述黄色沉淀用氨水溶解后，加入水合肼，搅拌反应至上清液澄清，浸泡一段时间至沉淀沉入底部，所述水合肼与黄色沉淀的体积质量比为400~500：1，mL/公斤;
反应方程式：
[Pd(NH3)2]Cl2(沉淀)+2(NH2)2·H2O→Pd↓+2NH3·H2O+2NH4Cl+N2↑
c)过滤沉淀
边抽滤边用热水洗涤步骤b)所得沉淀，待抽滤的滤液成中性即可停止清洗，将清洗后的沉淀烘干即可得到高纯度钯。
进一步，步骤1)中所述废水中钯离子浓度为50~200mg/L。
另，步骤1)中所得粗钯中钯含量大于70%。
另有，步骤3)中用自来水将溶液pH值稀释至2。
再，步骤5)中用自来水清洗离子柱。
再有，步骤6)所述再生液为氨水和氯化铵的混合液，再生液中氨水的质量分数为8%，氯化铵的质量分数为40g/L。
且，步骤7)中所述水合肼为80%水合肼，水合肼与钯粉的体积质量比为0.5:1，mL/g。
另，所得高纯度钯纯度>99.98%。
本发明的有益效果在于：
本发明所提供方法将废碱性钯活化液还原，溶解于王水，然后用阴离子交换树脂吸附溶液中的钯，用氨水、氯化铵溶液再生树脂、再生液调酸后过滤，滤饼用氨水溶解后用水合肼还原得到高纯钯。其中在离子柱吸附过程中，采用强碱性阴离子树脂吸附溶液内的钯离子，而使得铜镍等贱金属杂质留在溶液内，进而使得最终回收的钯中不含铜镍等贱金属杂质，明显提升钯的纯度。
本发明的方法工艺简单、回收率高、生产成本低，可广泛适用于碱性钯活化工段水洗水中钯的回收。钯回收率大于96%，回收所得钯纯度均大于99.98%。