| ArticleName |
Сорбция хлоридных комплексов родия(III)
кремнеземом, химически модифицированным группами γ-аминопропилтриэтоксисилана |
| ArticleAuthorData |
МИРЭА — Российский технологический университет (РТУ МИРЭА), Институт тонких химических технологий имени М. В. Ломоносова, Москва, Россия:
Т. М. Буслаева, профессор кафедры химии и технологии редких элементов имени К. А. Большакова, докт. хим. наук, эл. почта: buslaevatm@mail.ru
Е. В. Волчкова, доцент кафедры химии и технологии редких элементов имени К. А. Большакова, канд. хим. наук, эл. почта: volchkovaev@bk.ru
АО «НПК «Суперметалл», Московская область, Россия:
И. В. Борягина, заместитель начальника Испытательной лаборатории, эл. почта: irinaboryagina@mail.ru |
| Abstract |
Изучена сорбция хлорокомплексов Rh(III) из солянокислых растворов кремнеземом, химически модифицированным группами -аминопропилтриэтоксисилана. В статических условиях получены зависимости сорбции указанного иона от времени, концентрации кислоты, температуры, построены изотермы сорбции. Обнаружено, что время установления постоянных значений сорбции для ионов Rh(III) из 1 моль/л раствора HCl составляет 35–40 мин. Максимальная емкость сорбента по отношению к ионам родия(III), которую удалось достигнуть, — 0,42 ммоль/г. В тех же условиях для достижения постоянных значений сорбции ионов Pt(IV), Ir(III) и Ir(IV) достаточно 10 мин контакта фаз, при этом сорбция ионов указанных металлов не превышает 0,06 ммоль/г. Совокупностью спектральных методов (электронная и ИК-спектроскопия) показано, что в процессе установления сорбционного равновесия гексахлоридный комплекс Rh(III) подвергается гидролитическим превращениям, и в фазу сорбента переходит акватированный ион состава [RhCl5(H2O)]2–, а при повышении температуры — транс-[RhCl4(H2O)2]–. При этом в процессе сорбции ионов [PtCl6]2– и [IrCl6]2– не происходит изменения их комплексного состояния, и в фазу сорбентов они переходят в виде гексахлороплатинат(IV)-иона и гексахлороиридат(IV)-иона соответственно. Ионы Ir(III) ведут себя аналогично Rh(III), протекают процессы акватации и сорбируется анион [IrCl4(H2O)2]–. Поскольку хлорокомплексы Ir(III) исследуемым сорбентом сорбируются лучше, чем Ir(IV), для отделения родия от иридия нельзя допускать восстановления Ir(IV) до более низкой степени окисления. Выполнены опыты по десорбции сорбированных ионов платиновых металлов 10%-ным раствором хлорида аммония и 3 моль/л раствором HCl. Установлено, что на стадии элюирования осуществляется разделение пары Rh(III)/Ir(IV).
Работа выполнена в рамках соглашения с Минобр науки России № 075-15-2021-689 от 01.09.2021, уникальный идентификационный номер 2296.61321Х0010, при участии канд. хим. наук, старшего научного сотрудника Н. М. Боднарь (РТУ МИРЭА) и докт. хим. наук, профессора химического факультета МГУ имени М. В. Ломоносова Г. В. Эрлиха. |
| References |
1. PGM Market Report. — URL: http://www.platinum.matthey.com/documents/new-item/pgm-market-reports/pgm-market-reportfebruary-2021.pdf (дата обращения: 27.04.2022).
2. Giovanna N., Goosey E., Yildiz D. S. et al. Platinum Group Metals Recovery Using Secondary Raw Materials (PLATIRUS): Project Overview with a Focus on Processing Spent Autocatalyst // Johnson Mattey Technol. Rev. 2021. Vol. 65, No. 1. P. 127–147. DOI: 10.1595/205651321X16057842276133.
3. Xing W., Lee M-S. A Process for the Separation of Noble Metals from HCl Liquor Containing Gold(III), Palladium(II), Platinum(IV), Rhodium(III), and Iridium(IV) by Solvent Extraction // Processes. 2019. Vol. 7, No. 5. P. 243–249. DOI: 10.3390/pr7050243.
4. Jha Manis Kumar, Gupta Divika, Lee Jae-chun, Kumar Vinay, Jeong Jinki. Solvent extraction of platinum using amine based extractants in different solutions: A review // Hydrometallurgy. 2014. Vol. 142, No. 2. P. 60–69. DOI: 10.1016/J.Hydromet.2013.11.009.
5. Raji B., Kumar R., Lee J.-Y. et al. Separation of platinum and rhodium from chloride solutions containing aluminum, magnesium and iron using solvent extraction and precipitation methods // Journal of Hazardous Materials. 2012. Vol. 227-228. P. 142–147. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2012.05.025.
6. Le Minh Nhan, Lee Man Seung. Separation of iridium(IV) and rhodium(III) from hydrochloric acid solution by solvent extraction with Cyanex 921 // Geosystem Engineering. 2018. Vol. 21, No. 4. P. 210–216. DOI: 10.1080/12269328.2017.1392903.
7. Izatt Reed M., Izatt Steven R., Izatt Neil E, Krakowiak Krzysztof E. et al. Industrial applications of Molecular Recognition Technology to separations of platinum group metals and selective removal of metal impurities from process streams // Green Chemistry. 2015. Vol. 17, No. 4. Р. 1–13. DOI: 10.1039/C4GC02188F.
8. Ehrlich G. V., Buslaeva T. M., Marutina T. A. Trends in Sorption Recovery of Platinum Metals: A Critical Survey // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2017. Vol. 62, No. 14. P. 1797–1818. DOI: 10.1134/S0036023617140030.
9. Egorov S. A., Blokhin A. A., Murashkin Yu. V. Features of the Sorption of Rhodium(III) from Chloride Solutions on an Ion Exchange Resin with Thiouronium Functional Groups // Russian Journal of Applied Chemistry. 2020. Vol. 93, No. 9. P. 1359–1365. DOI: 10.1134/S1070427220090074.
10. Musina A., Lavric V. Platinum group metals removal using polymeric resins: a performance comparison between a Phosphine and Thiourea-functionalised resin and an ion-exchange resin // U.P.B. Sci. Bull., Series B. 2019. Vol. 81, Iss. 4. P. 131–148.
11. Bodnar N. M., Buslaeva T. M., Ehrlich G. V., Mingalev P. G. et al. Sorption of Iridium Complexes with supported Ionic Liquids // Russian. Journal of Inorganic Chemistry. 2021. Vol. 66, No. 4. P. 586– 593. DOI: 10.1134s0036023621040045.
12. Majavu A., Ogunlaja A. S., Hosten E. C., Tshentu Z. R. Functional nanofibers for separation of rhodium(III) and iridium(IV) chlorido species // Minerals Engineering. 2016. Vol. 87. P. 32–44. DOI: 10.1016/j.mineng.2015.10.009.
13. Majavu A., Moleko-Boyce P., Moyo C. B., Tshentu Z. R. Selective diammonium reagents hosted on nanofibers for recovery of iridium from rhodium: Theoretical and experimental studies // Separation and Purification Technology. 2021. Vol. 257. 117895. DOI: 10.1016/j.seppur.2020.117895.
14. А. с. СССР. № 689336. Способ извлечения палладия / Лисичкин Г. В., Кудрявцев Г. В., Иванов В. М., Фигуровская В. Н. ; приор. от 29.06.78.
15. А. с. СССР. № 788763. Способ извлечения платины из раство ров / Горбунова Г. Н., Кудрявцев Г. В., Иванов В. М., Лисичкин Г. В. ; приор. от 14.06.79.
16. Борягина И. В., Волчкова Е. В., Буслаева Т. М., Васильева М. В., Эрлих Г. В. Сорбция хлоридных комплексов палладия и платины химически модифицированными кремнеземами // Цветные металлы. 2012. № 5. С. 59–63.
17. Пат. 2442833 РФ. Способ извлечения палладия(II) из отработанных катализаторов / Волчкова Е. В., Боря гина И. В., Мищихина Е. А., Буслаева Т. М., Эрлих Г. В. и др. ; заявл. 12.10.2010 ; опубл. 20.02.2012.
18. ТУ 5П-138–71. Натрий гексахлорородат (III) раствор.
19. ТУ 2612-034-00205067–2003. Платинохлористоводородная кислота 6-водная (массовая доля платины не менее 37,5 %) чистая.
20. ТУ 6-09-05-871–78. Калий гексахлороиридат (IV).
21. ТУ 6-09-05-913–85. Калий гексахлороиридат (3) K3-IrCl6.
22. Барбалат Ю. А., Беклемишев М. К., Борзенко А. Г. и др. Прикладной химический анализ : практическое руководство. — М. : Изд-во МГУ, 2010. — 456 с.
23. Буслаева Т. М., Симанова С. А. Состояние платиновых металлов в солянокислых и хлоридных водных растворах. Палладий, платина, родий, иридий // Координационная химия. 1999. Т. 25, № 3. С. 165–176.
24. Аналитическая химия металлов платиновой группы. Сборник обзорных статей / сост. и ред.: Ю. А. Золотов, Г. М. Варшал, В. М. Иванов — 2-е изд., стер. — М. : КомКнига, 2005. — 592 с.
25. Afzaletdinova N. G., Khisamutdinov R. A., Bondareva S. O., Murinov Y. I. Rhodium(III) Extraction from Hydrochloric Acid Solutions with Triacylated Pentaethylenehexamine Trihydrochloride // Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2015. Vol. 60, No. 12. P. 1583–1587. DOI: 10.1134/S0036023615120025. |
