负载PtCl42-季铵型稻草木质素的解吸及Pt(Ⅱ)的还原基础研究
铂因具有稳定的物理化学性能被广泛地应用于国民经济、国防建设和高新技术等各个领域，并随着应用领域的不断扩大，需求量持续上升，铂的提取分离倍受关注。因铂资源成分复杂，传统的火法和湿法提取需要对原料进行预处理，使铂富集后再经复杂工艺和冗长流程实现回收，具有工艺流程长、金属回收率低、污染严重和能耗高的缺点，离子交换法是直接利用离子交换树脂从溶液中将贵金属离子分离出来，具有工艺流程短、金属回收率高和选择性好的优点，但从石油中提炼合成的离子交换树脂不仅价格高，而且消耗了宝贵的能源，离子交换树脂生命周期结束后因焚烧产生的苯和焦油还造成了环境的污染。季铵型稻草木质素吸附金属离子在降低成本、提高金属回收率和减少污染方面具有明显优势，但存在负载PtCl42-季铵型稻草木质素解吸时的解吸历程、解吸产物形态及其分布特征、解吸行为和解吸后Pt(Ⅱ)的还原等问题。 本研究以铂的吸附量为31.71mg/g的负载PtCl42-季铵型稻草木质素为原料，采用盐酸与硫脲为解吸剂，通过对解吸反应的分析探明了解吸的历程，通过对解吸过程的热力学分析查明了解吸产物的形态及其分布特征，考察了解吸剂组成、解吸时间、盐酸浓度、硫脲浓度、液固比和解吸次数对解吸效果的影响，同时考察了季铵型稻草木质素的再生性能，通过热力学分析明确了锌粉和铁粉还原的可行性并对其还原能力进行了比较，进而考察了锌粉还原时间和用量对还原率的影响,获得了以下结论。 (1)比较了EDTA、草酸、碳酸钠、硫代硫酸钠、氯化铵和盐酸＋硫脲对PtCl42-解吸效果的影响，结果表明盐酸＋硫脲的解吸效果最佳; (2)采用盐酸＋硫脲解吸负载PtCl42-季铵型稻草木质素的历程是季铵型稻草木质素中的PtCl42-首先与解吸剂中的Cl-发生离子交换反应而进入溶液，随后被解吸出来的PtCl42-与硫脲配合生成了铂氯硫脲配合物，从而降低了解吸后液中的PtCl42-浓度，促使季铵型稻草木质素中的PtCl42-进一步与Cl-发生离子交换，提高了PtCl42-的解吸效果。 (3)对解吸过程的热力学分析结果表明，解吸后的产物以[PtCl3SC(NH2)2]-形态为主，并随着盐酸和硫脲浓度的增加，其摩尔百分数也增加。 (4)盐酸＋硫脲的解吸实验结果表明，解吸平衡时间为60min，当盐酸浓度和硫脲浓度均为1.0mol/L、液固比为3:1时解吸率最大为60.72％，对负载PtCl42-季铵型稻草木质素进行两次解吸后总解吸率可达98.78％。FTIR分析表明，解吸后的季铵型稻草木质素具有可再生性。 (5)Zn/Fe-[PtCl3SC(NH2)2]--HCI-H2O体系的电位-pH图表明，铁粉和锌粉对解吸后液中的[PtCl3SC(NH2)2]-都具有还原能力，且锌粉的还原能力更强。在还原前采用碳酸氢铵中和解吸后液中的酸以减少锌粉用量，在25℃，铂浓度为20.75mg/L，锌粉十倍理论用量，振荡速度为300rpm的条件下，锌粉的还原平衡时间为60min，Pt(Ⅱ)的还原率为98.91％，还原过程遵循扩散传质过程的速度方程，还原反应受扩散传质过程控制。
离子交换剂;季铵型稻草木质素;解吸行为;再生性能;二价铂;锌粉;还原能力
武汉科技大学
硕士
冶金工程
张保平
2018
中文
TQ425
78
2018-08-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）