ЭКСТРАКЦИЯ ЗОЛОТА АЗОТСОДЕРЖАЩИМИ РЕАГЕНТАМИ

Тип работы: Дипломная работа
Бесплатно: Антиплагиат
Объем: 41 страниц
В избранное:

Министерство образования и науки Республики Казахстан
Казахский национальный университет им. аль-Фараби

Садирдинова Г.Р.

ЭКСТРАКЦИЯ ЗОЛОТА АЗОТСОДЕРЖАЩИМИ РЕАГЕНТАМИ

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

Специальность 050720 ̶ Химическая технология
неорганическая веществ

Алматы, 2012

Министерство образования и науки Республики Казахстан
Казахский национальный университет им. аль-Фараби

Допущена к защите
Заведующей кафедрой аналитической и
технологии редких элементов

д.х.н., профессор
________________ Камысбаев Д.Х.

_________________2012 г

ДИПЛОМНАЯ РАБОТА

На тему: ЭКСТРАКЦИЯ ЗОЛОТА АЗОТСОДЕРЖАЩИМИ РЕАГЕНТАМИ

по специальности 050720 – Химическая технология неорганических веществ

Выполнила
Г.Р.Садирдинова

Научный руководитель
к.х.н., доцент
Н.Д.Долгова

Нормоконтролер А.М.Аргимбаева

Алматы, 2012

РЕФЕРАТ

Дипломная работа состоит из 49 страниц, 12 рисунков, 10 таблиц, список
использованных источников насчитывает 30.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: ЭКСТРАКЦИЯ, ЗОЛОТО, АЛАМИН 336, АЛКИЛАНИЛИН, ВЫСШИЕ
КАРБОНОВЫЕ КИСЛОТЫ, СТЕПЕНЬ ИЗВЛЕЧЕНИЯ, РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТНЫЙ АНАЛИЗ

Объекты исследования: модельные растворы золота.

Цель работы: изучение экстракции золота расплавами Аламин 336 и
алкиланилином в высших карбоновых кислотах из растворов соляной кислоты.

Использованные приборы и аппаратура: магнитные мешалки, иономер И-160,
спектрофотометр Leki SS1207 UV, фотоколориметр КФК-2МП, атомно-
абсорбционный спектрометр АА-6200 SHIMADZU, рентгенофлуоресцентный
спектрометр Спектроскан МАКС-GV.

Полученные результаты: подобраны оптимальные условия извлечения
золота Аламином 336 и алкиланилином в высших карбоновых кислотах из
солянокислых растворов. Предложен состав экстрагируемого комплекса золота
Аламином 336. Построен градуировочный график рентгенофлуоресцентного
определения золота в экстрактах.

Реферат

Бітіру жұмыс 49 беттен, 12 суреттен, 10 кестеден және 30 әдебиет
тізімінен турады.

КІЛТ СӨЗДЕР: ЭКСТРАКЦИЯ, АЛТЫН, АЛАМИН 336, АЛКИЛАНИЛИН, ЖОҒАРЫ
КАРБОН ҚЫШҚЫЛДАРЫ, ТАРАЛУ КОЭФИЦИЕНТІ, РЕНТГЕНОФЛУОРЕСЦЕНТТІК АНАЛИЗ.

Зерттеу объектілері: алтындың модельды ерітінділері.

Жұмыстың мақсаты: тұз қышқылды ортадан алтынның ЖҚҚ-да Аламин 336
және алкиланилинмен экстракциялық заңдылығын зерттеу.

Қолданылған құрылымдар: магнитті араластырғыштар, Leki SS1207 UV
спектрофотометрі, КФК-2МП фотоколориметрі , АА-6200 SHIMADZU атом-
абсорбциондық спектрометрі, Спектроскан МАКС-GV рентгено-флуоресценттік
спектрометрі.

Алынған нәтижелері: тұз қышқылынан алтынды ЖҚҚ-да Аламин 336 және
алкиланилинмен бөліп алу үшін оптималды жағдайлар таңдап алынды. Аламин 336-
мен экстракциялянған алтын комплексінің құрамы анықталды. Экстраттағы
алтынның рентгенофлуоресцентті анықталу графигі тұрғызылды.

Содержание
стр
ВВЕДЕНИЕ 6
1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 7
1.1 Общая характеристика золота и его свойства 7
1.2 Состояние минерально-сырьевой базы и добычи золота на 9
месторождениях Казахстана
1.3 Экстракционное концентрирование золота 13
1.4 Азотсодержащие экстракционные реагенты 18
1.5 Химия комплексных соединений золота 23
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 26
2.1 Аппаратура, реактивы, методика эксперимента 26
2.2 Экстракция золота Аламином 336 и алкиланилином 28
2.2.1 Влияние кислотности водной фазы 29
2.2.2 Влияние времени контакта фаз 35
2.2.3 Влияние концентрации золота 35
2.3 Приготовление градуировочных образцов для 38
экстракционно-рентгенофлуоресцентн ого определения золота c
использованием в качестве экстрагента Аламин-парафин-ВКК
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 45
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 47

Введение

Золото веками продолжает оставаться одним из наиболее
востребованных благородных металлов. В последние десятилетия объем
потребления золота постепенно смещается в сторону азиатских стран. В связи
с ростом благосостояния населения этих стран, потребительский спрос на
золото в них будет оставаться довольно высоким
Выделяют три основных сегмента потребления золота: ювелирная
промышленность, инвестиционный спрос и потребление в промышленных целях. С
учетом цены на золото и потребительских настроений, соотношение трех
сегментов потребления золота меняется весьма значительно.
Недавние исследования открыли новые горизонты применения золота:
например, в качестве катализатора в топливной системе автомобилей, в
химической промышленности и в сфере контроля над загрязнением окружающей
среды. Все большее количество золота применяют в медицине, как в лечебных,
так и в косметических целях.
В системе мирохозяйственных связей золото было и остается одним из
самых конкурентоспособных товаров, а его коммерческая разработка – залог
успешного продвижения страны в число 50-ти наиболее конкурентоспособных
стран мира.
Для определения микроколичеств благородных металлов в основном
используются физические и физико-химические методы анализа. Однако
определение микрокомпонентов с их использованием с достаточной точностью не
всегда возможно в виду сложности анализируемых объектов и низких
концентраций ионов металлов. Ограниченная чувствительность и селективность
инструментальных методов предполагает проведение концентрирования элементов
перед их определением. Поэтому усовершенствование методик концентрирования
благородных металлов, в том числе и золота, а также разработка и физико-
химическое обоснование новых методик представляет интерес, как для
развития новых комбинированных методов анализа, так и для технологии
переработки бедного золотосодержащего сырья.
Основными преимуществами экстракционного метода являются высокая
избирательность и чистота разделения, возможность работы как с большими,
так и с самыми малыми концентрациями, отсутствие загрязнений продуктов,
легкость технологического и аппаратурного оформления, возможность
осуществления непрерывного процесса, автоматизации, а также высокая
производительность.
Целью данной работы является изучение экстракции золота
расплавами Аламина 336 и алкиланилина в высших карбоновых кислотах из
растворов соляной кислоты.

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1. Общая характеристика золота и его свойства

Золото - элемент первой группы периодической системы элементов
Д.И. Менделеева; его порядковый номер 79, атомная масса 196,967 [1].
Золото - блестящий тяжелый металл желтого цвета, физические константы
его приведены в таблице 1.

Таблица 1- Физические константы золота

Плотность при 18° С, гсм3 19,31
при 1063° С, расплавленное 17,3
при 1063° С, твердое 18,2
Температура плавления, °С 1063,4
Температура кипения, °С 2677
Удельная электропроводность, обр·омсм2, при 25° С 41,6-104
при 180 С 41,3-104
Температурный коэффициент электросопротивления 0,0035
(25-100° С)
Удельная теплоемкость, калг·град 0,316
Коэффициент линейного расширения (0-100° С) 14,6·10-6
Теплопроводность при 00 С, втсм·рад 3,12
Кристаллическая структура куб с
центрированными
гранями, параметр
4,070 А
Атомная теплоемкость, кал 6,17
Теплота плавления при температуре плавления, калг 16 (3,16
ккалг-атом)
Теплота сублимации при 0° К, ккалг~атом 92

Золото принадлежит к самым благородным металлам. На него не
действуют разбавленные и концентрированные кислоты: НС1, HNO3, H2SО4.
Золото растворяется в смеси (3 : 1) НС1 + HNО3.
В большинстве своих соединений золото проявляет степени окисления
+1, +2, +3. Из соединений наиболее часто встречаются такие, в которых
золото проявляет степень окисления +1 и +3.
Для золота характерна способность к комплексообразованию с
кислородсодержащими лигандами, аммиаком и аминами, серусодержащими
лигандами; известны внутрикомллексные соединения.
В химически чистом виде золото встречается редко. Самородное золото
содержит 4—15% Ag. Содержание других элементов в разновидностях золота
представлены в таблице 2.

Таблица 2- Содержание других элементов в разновидностях золота

Разновидности золота Содержание других элементов
медистое золото (куцроаурит) до 20% Сu
порпецит — палладистое золото 5-11% Pd и до 4% Ag
висмутистое золото (бисмутоаурит) до 4% Bi
электрум (Au, Ag) 15-50% Ag и небольшие количества Сu,
Fe

Содержание золота в минералах других элементов колеблется в широких
пределах. Наиболее известные минералы золота приведены в таблице 3.

Таблица 3- Химический состав основных минералов золота

Название Формула
ауростибит (AuSb2)
петцит (Ag, Au)2Te
калаверит AuTe2
креннерит AuTe2
сильванит AuAgTe4
нагиагит Pb2Au(Te, Sb)4S5-8

Наиболее крупные коренные месторождения золота обнаружены в Южной Африке,
где золото встречается в виде тонких прожилок в кварцитах. Изучение
модельных систем показало, что если концентрация кислорода определяется
равновесием
3Fe2O3 ↔ 2Fe3O4 + 0,5 О2
А концентрация хлорид-ионов и рН задаются буферной системой слюда – полевой
шпат – кварц, то при высоких давлениях и температурах 400 – 600 0С, а такие
условия вполне возможны, растворение золота происходит по реакции типа
2Au + 1,5 O2 + 12HCl ↔ 2H3AuCl6 + 3H2O

При охлаждении раствора до 300 – 400 0С концентрация кислорода и HCl, по-
видимому, резко снижается и золото повторно осаждается из раствора. Тип
образующегося осадка, очевидно зависит от конкретных условий и характера
конвекционных течений охлаждающихся растворов или путей движения этих
растворов под гидростатическим давлением через пустоты породы. В некоторых
случаях возможен гидротермальный перенос золота в виде комплексного иона
[Au(SH)2]- [3].
Основными источниками производства золота в мире являются коренные руды и
россыпи. Руды разделяют на окисленные, смешанные и сульфидные, и,
соответственно, разработаны технологические приемы извлечения золота.
Окисленные руды эффективно перерабатывают гидрометаллургическими методами.
Смешанные и сульфидные – с использованием обогатительных приемов. Продукты
металлургической переработки соответствуют по содержанию благородных
металлов требованиям аффинажного производства. Что касается гравитационных
и флотационных концентратов, то, как по содержанию золота и серебра, так и
сопутствующих примесей, они не удовлетворяют этим требованиям. Как правило,
данные продукты подвергают металлургической доводке до соответствующей
кондиции [2].
Красота и редкость золота обусловили применение его во всем мире
для изготовления ювелирных изделий и для чеканки монет, а также в качестве
основы денежных систем [3].
В чистом виде золото применяют в небольших количествах в медицине, для
покрытий и изготовления контактов. Температуру плавления золота принимают
за постоянную точку при градуировании термометров. Сплавы золота используют
для изготовления электрических контактов, обмоток сопротивления
потенциометров, фильер для стекловолокна. В ювелирной промышленности
применяют двойные и тройные сплавы с Си, Ag, с добавками Pt, Pd, Zn, Sn и
других элементов. Для зубоврачебной практики готовят сплавы Au—Сu—Ag—Pt и
Au—Ag—Cd—Zn [1].

1.2 Состояние минерально-сырьевой базы и добычи золота на месторождениях
Казахстана

По разведанным запасам золота Казахстан занимает 9 место в мире (3-
е в СНГ), а по добыче - 13,4 т - 25-е место (4-е в СНГ) [4].
Государственным балансом Республики Казахстан учтены запасы по 237
объектам, из которых 122 коренных, 81 комплексных и 34 россыпных.
Месторождения золота выявлены во всех регионах Казахстана, по уровню
запасов лидирующее положение занимают Восточный, Северный и Центральный
Казахстан. По производству золота в Казахстане превалирует Восточно-
Казахстанская область (таблица 4).
Золоторудные и золотосодержащие месторождения локализованы в 16
горнорудных районах, важнейшими из которых являются: Калбинский и Рудно-
Алтайский в Восточном Казахстане (месторождения Бакырчик, Большевик, Риддер-
Сокольное и др.); Кокшетауский и Жолымбет-Бестобинский в Северном
Казахстане (месторождения Васильковское, Жобымбет, Бестобе и др.); Шу-
Илийский и Джунгарский в Южном Казахстане (Акбакай, Бескемпир, Архарлы и
др.); Майкалинский и Северо-Балхашский в Центральном Казахстане (Майкаин,
Бощекуль, Саяк IV, Долинное и др.); Жетыгаринский и Мугоджарский в Западном
Казахстане (Жетыгара, Комаровское, Юбилейное и др.).

Таблица 4 - Производство золота по регионам

Область Предприятия Рудники
АО ГМК Казахалтын Аксу, Бестобе и Жолымбет
СП Васильковское золото АО "Васильковский ГОК
ФИК "Алел" Месторождения Жерек,
Суздальское

Восточно-Казахст
анская
ТОО Бакырчикское ГДП
ТОО ФМЛ Казахстан Месторождение Найманжал
ТОО"ГРК "АНДАС-АЛТЫН"
АО ГМК Алтын-Аймак Рудник Большевик
АО "Чаралтын"
АО ГРК Алтын – Тобе
Жамбылская АО Акбакайский ГОК
Карагандинская ГМП Пустынное Месторождение Пустынное
ГРК "АБС-Балхаш"
Костанайская АО Варваринское
Павлодарская ТОО Майкаинзолото
Южно-КазахстанскТОО "Терискей" Месторождение Кумисты
ая

В сравнении с золоторудной минерально-сырьевой базой мира, в
Казахстане более существенную роль, как в запасах, так и в добыче играют
комплексные месторождения, гораздо меньший удельный вес имеют золото-
меднопорфировые месторождения. По уровню запасов, их качеству основные
золоторудные месторождения Казахстана сопоставимы с месторождениями
зарубежных стран и в принципе могли бы обеспечить более высокий уровень
производства золота в стране. Вместе с тем, при неблагоприятной мировой
конъюнктуре золота, неизбежным становится предъявление более жестких
требований к качественным и количественным параметрам отдельных
месторождений и к минерально-сырьевой базе в целом.
Основными проблемами минерально-сырьевой базы золоторудной
промышленности Казахстана являются следующие:
• Отсутствие крупных резервных собственно золоторудных месторождений,
которые могли бы служить базовыми объектами для устойчивого развития
отрасли на длительную перспективу.
• Более 50% имеющихся активных запасов руд характеризуются как сложные
для обогащения, содержат вредные примеси - мышьяк и сурьму.
При благоприятной конъюнктуре и льготном налогообложении некоторое
дополнительное количество золота может быть получено из многочисленных
мелких месторождений Казахстана.
Основными геолого-промышленными типами месторождений золота в
Казахстане являются: кварцево-жильный, штокверковый, минерализованных зон,
комплексный (медный, колчеданно-полиметаллический). На долю экзогенных
месторождений (россыпи и золотоносные коры выветривания) приходится около
2% активных запасов.
Жильный тип объединяет разнообразные по геологическим условиям
формирования месторождения. Магматический фактор является ведущим,
контролирующим в размещении таких типов месторождений. Месторождения тесно
ассоциируют с малыми интрузиями порфировой формации диорит-гранодиоритового
ряда (Бестобе, Акбакай и др.). По морфологии выделяются жильные зоны,
жильные поля и штокверки. Они представлены высококонцентрированными рудами,
отличаются широким спектром минеральных видов и являются основными
объектами добычи. Руды легкообогатимые.
Штокверковый тип характеризуется прожилково-вкрапленным
оруденением, связанным с системами разноориентированных кварцевых, кварц-
сульфидных и кварц-карбонатных прожилков, приуроченных к эндо- и
экзоконтактовым частям интрузий.
В таблице 5 приведены данные по среднему содержанию золота в рудах в
различных месторождениях Казахстана [5].

Таблица 5- Средние содержания золота в рудах в различных месторождениях
Казахстана

Месторождения Средние содержания
золота в рудах
1 2
Васильковское, Юбилейное, Жолымбет 3,6-7,9 гт
Бакырчик, Васильковское, Большевик 4,8-9,4 гт
Риддер-Сокольное, Тишинское, Белоусовское, 0,1-1,7 гт
Николаевское
Майкаин, Акбастау-Космурунские рудные поля 2,6-6,2 гт
Актогай, Айдарлы, Коунрад, Коксай 0,1-0,2 гт
1 2
Бощекуль, Самарское, Коктасжал 0,2-0,8 гт
медное месторождение жильного типа Шатырколь0,8 гт
Южный Алтай, Калба, Тарбагатай, Джунгарский 600-700 мгм3
и Заилийский Алатау, Каратау
Жолымбет, Май-Капчагай до 3 гт
Элеваторное, Аккаргинское, Комаровское 1,5-10,0 гт

Из рисунка 1 следует, что в период с 2004 по 2008 года объемы
производства необработанного золота почти в два раза превышает
аффинированное золото.

Рисунок 1- Добыча и переработка золота в Казахстане

Причины, по которым предприятия, добывающие золото, отправляют
получаемые концентраты на аффинаж за рубеж:
1. Меньшая плата по НДПИ;
2. Проблема реализации – ограниченный объем закупок со стороны Нацбанка;
3. Длительные сроки заключения контрактов на выполнение работ по
аффинажу (иностранные фирмы работают в режиме электронных торгов).
4. Большое время на выполнение заказа на переработку;
5. Проблемы, возникающие с объемами готовой продукции – разногласия между
заказчиком и переработчиком.
К малым и даже средним месторождениям золота Казахстана зарубежные
инвесторы пока интереса не проявляют. Освоение этих объектов возможно лишь
при привлечении местного капитала, так как разработка малых месторождений
имеет определенные экономические преимущества (прежде всего, выгодное
географическое положение и высокое содержание золота в руде) [4].

1.3 Экстракционное концентрирование золота

Одним из перспективных методов разделения и концентрирования
является экстракция [6].
Экстракция - метод, основанный на распределении растворённого
вещества между двумя жидкими несмешивающимися фазами. Обычно в практике
применяют системы, в которых одной фазой является водный раствор, а второй
– органический растворитель. Экстракцию принято считать относительно
молодым методом. Наиболее мощный толчок развитие
экстракции получило только в середине прошлого столетия в связи с работами
в области ядерной технологии. Работы в области экстракции микроэлементов
проводились, конечно, и ранее.
Начало количественному описанию экстракции (с химических позиций)
положили Кольтгоф и Сендел, которые вывели в 1941 году уравнение,
характеризующее экстракцию хелатов. Ирвинг и Уильямс развили эту теорию.
Последующие интенсивные исследования привели к выяснению химизма
большинства экстракционных процессов [7].
Современные экстракционные методы достаточно универсальны. Трудно
найти типы соединений, которые нельзя было бы экстрагировать. С помощью
экстракции можно разделять многокомпонентные системы, причем эффективнее и
быстрее, чем это достигается другими методами. Экстракционные методы
пригодны для абсолютного и относительного концентрирования, извлечения в
экстракт микроэлементов или матрицы, индивидуального и группового выделения
элементов. Выполнение экстракционного разделения и концентрирования обычно
не требует сложного и дорогостоящего оборудования. В лаборатории это чаще
всего делительная воронка. С помощью воронки проводят периодическую
экстракцию. Водный раствор пробы и органический растворитель тщательно
перемешивают встряхиванием вручную или с помощью механического устройства.
После разделения фаз нижнюю фазу сливают через кран. Сильное встряхивание
нежелательно, так как оно может привести к образованию стойких эмульсий,
что затрудняет разделение двух фаз. Если извлечение нужного компонента
неполное, экстракцию повторяют, разделив фазы и прибавив к водной фазе
новую порцию органического растворителя.
Экстракция - сложный физико-химический процесс. Теория экстракции
находится на стыке различных разделов химии: химической термодинамики,
теории растворов, химической кинетики, органической химии и координационной
химии. Для описания экстракционных процессов необходимотакже использовать
теорию массопереноса. Задача экстракции состоит в том, чтобы полно и
селективно перевести компонент из водной фазы в органическую. Для этого
необходимо подобрать условия образования подходящих соединений (например,
комплексов металлов), в виде которых компонент может находиться в
органической фазе.
Основными преимуществами экстракционного метода являются высокая
избирательность и чистота разделения, возможность работы как с большими,
так и с самыми малыми концентрациями, отсутствие загрязнений продуктов,
легкость технологического и аппаратурного оформления, возможность
осуществления непрерывного процесса, автоматизации и, наконец, высокая
производительность. Эти особенности делают экстракционный метод
перспективным для применения в различных отраслях промышленности.
Области применения экстракции быстро расширяются. В настоящее время можно
назвать аналитическую химию, радиохимию, ядерную технологию, технологию
цветных и редких металлов. Кроме того, необходимо отметить большое значение
экстракции для препаративных и аналитических целей в научных исследованиях,
например при изучении процессов комплексообразования и состояния веществ в
растворах. Развитие экстракционных методов достигло такой ступени, что в
настоящее время можно экстрагировать любой элемент или разделить любую пару
элементов путем применения тех или иных экстракционных систем или выбора
соответствующих условий экстракции. Для прогнозирования экстракционной
способности различных соединений используются достижения термодинамики,
координационной химии, теории растворов, органической химии. Поэтому
изучение экстракционных систем способствует развитию химии в целом [8-9].
Экстракция широко применяется в аналитической химии золота, поскольку
в ряде случаев с помощью одного экстрагента можно не только отделить или
сконцентрировать золото, но и определить его количественно по оптической
плотности органической фазы или же атомно-абсорбционным методом, а после
реэкстракции или упаривания растворителя - практически любым методом.
Селективность экстракции можно повысить не только подбором экстрагента, но
и изменением кислотности раствора, составом электролитов, введением
маскирующих веществ. Для золота известны экстрагенты следующих типов: 1)
нейтральные экстрагенты; 2) экстрагенты основного характера; 3) экстрагенты
кислотного характера; 4) прочие экстрагенты. Наиболее многочисленные методы
экстракции нейтральными экстрагентами [7].
В галогенидных растворах золото образует прочные комплексы, в
которых оно может находиться в двух состояниях окисления I и III.
Несколько таких комплексов, преимущественно золота (III), хорошо
экстрагируются из кислых растворов органическими растворителями различных
типов. Во многих случаях легко достижимо не только полное, но и
избирательное извлечение, особенно если оно осуществляется из слабокислых
растворов, в которых большинство элементов, в отличие от золота находятся в
неэкстрагируемой форме [10].
Для экстракционного извлечения золота их хлоридных растворов
используются много органических растворителей. К их числу относятся простые
эфиры и их хлорзамещенные, сложные эфиры, кетоны, спирты, эфироспирты,
производные пиразолона, алкиламиды фосфорной кислоты, нитробензол и другие.
Извлечение зависит от концентрации золота, как правило, с ростом
содержания золота извлечение уменьшается. Большинство растворителей
способно практически нацело извлекать золото в широком диапазоне
концентраций металла. К числу таких растворителей относятся кетоны,
этилацетат, изоамиловый спирт, диалкилсульфоксиды, три-н-бутилфосфат.
Углеводороды и их хлор- и их нитрозамещенные не извлекаю золото
количественно при изменении концентрации золота 10-4-10-1 гл.
Для извлечения золота из органической фазы чаще всего прибегают к
удалению экстрагента путем его испарения при нагревании (для легколетучих
экстрагентов). Существуют способы реэкстракции золота, основанные на
осаждении гидроокиси золота (III) растворами щелочей или аммиака,
восстановлении золота до металла растворами щавелевой кислоты или
гидразина, на связывании золота в неэкстрагируемый тиомочевинный комплеск,
или при низких величинах коэффициентов распределения – на вымывании золота
из экстрактов водой или разбавленными растворами кислот.
Главные особенности поведения золота при экстракции его из
хлоридных растворов заключаются в специфике зависимостей D=f(CHCl) и
D=f(CAu), обусловленной своеобразием состояния золота в водных и неводных
хлоридных средах. Золото образует очень устойчивые хлоридные комплексы, из
которых предельным является плоский квадратный комплекс AuCl4-. Уже при
незначительных концентрациях соляной кислоты ацидокомплекс AuCl4- должен
быть практически единственной формой существования золота в водных
растворах. Поэтому при экстракции из таких растворов лимитирующим полноту
извлечения золота не может быть процесс образования комплекса AuCl4-. Тем
не менее увеличение концентрации соляной кислоты должно улучшать экстракцию
золота как за счет высаливания, так и в результате увеличения действующей
массы ионов водородов. В действительности кривые зависимости D=f(CHCl) в
ряде случаев имеют не только восходящую, но и ниспадающую ветвь.
Уменьшение коэффициентов распределения золота с ростом концентрации соляной
кислоты обусловлено либо взаимной растворимостью органической и водной фаз,
либо конкурентной экстракцией соляной кислоты.
Намного большая устойчивость комплекса AuCl4- по сравнению с
устойчивостью хлоридных комплексов большинства других элементов
обуславливает избирательность извлечения золота, особенно при низких
концентрациях соляной кислоты, а большие размеры и малый заряд этого
комплекса - полноту извлечения. Влияние концентрации золота на
коэффициенты его распределения связано с межионными взаимодействиями в
органической фазе [8].
Коэффициент распределения золота в системе Au(III)-триэтил-
бензиламмоний-роданид аммония-хлороформ больше единицы при концентрации
NH4SCN 1 М. Трибензиламин в хлороформе количественно экстрагирует Au(III)
из растворов в 1 М НС1. Вместе с Аu экстрагируются Cr(VI) (100%) Sb 90%
), Hg (95%), Со, Ni, Ga, Cd, Zn, Mo(VI) (1-0,5%), Cr(III), Fe(III), Cu,
Mn, As(V), V(V), U(VI), Ce(IV), Sc, РЗЭ, Ca, Sr, Ba ( 0,5%) [1].
Экстракцию золота растворами аминов в диэтилбензоле изучали Сили и
Краус. Золото (Ш) экстрагируется на 93% 10%-ным раствором хинолина в
хлороформе, его спутники - Sb, Fe, As, Сu и другие - в этих условиях имеют
коэффициенты распределения 0,00-0,51. Вместе с Аu экстрагируется Pd.
Экстракция применена для выделения Аu из горных пород.
Однако наиболее перспективны амины для экстрагирования золота из
цианидных растворов. Экстракцию растворами четвертичных аммониевых
оснований триалкилбензиламмония, триалкилметиламмония,
метилдиалкилбензиламмония, диметилалкилбензиламмония, диметилдиалкиламмония
в смеси 30% децилового спирта и 70% тетрадекана изучали Шиврин и Ласкорин.
В качестве оснований изучены соединения, имеющие 23-42 атома углерода в
молекуле, типа [CH3R3N]C1 и [R4N]C1. Водная фаза с рН 8-9 насыщена Na2SО4.
Зависимость концентрации золота в органической фазе от числа атомов
углерода в реагенте близка к линейной. Введение бензильного радикала резко
повышает процент экстракции; этому способствует также увеличение длины
алкил-радикалов. В водную фазу золото реэкстрагируют раствором тиомочевины
в H2SО4. Этот реэкстрагент использован для разделения Аu и Ag после их
экстрагирования раствором триалкиламина в дизельном топливе. Вначале
реэкстрагируют на 97,7% Ag 1%-ным раствором тиомочевины в 1%-ной H2S04
(золото реэкстрагируется на 1,6%), затем 10%-ным раствором тиомочевины в
10%-ной H2SО4 реэкстрагируют 99,9% Аи; при этом переходит в водную фазу
0,5% Ag.
Раствор три-н-октиламина (10 %-ный) в керосине за один прием
экстрагирует 94,8% Аu из растворов с рН ~ 12, содержащих 0,035—0,060% NaCN
и 0,014—0,018% СаО. Метод позволяет отделять Аu от Zn и Fe из растворов,
содержащих 2,72-2534 мгл Аu. Вместе с Аu экстрагируются Сu и Ag. Золото
количественно экстрагируется за 1 мин и на 91,5-97% реэкстрагируется 1-5%-
ной H2SО4. Аналогично триоктиламину ведут себя триалкиламины, полученные из
спиртов С7-С9. Золото можно реэкстрагировать растворами тиомочевины в НС1
или H2S04. При изучении экстракции Аu из цианидных растворов растворами три-
н-октиламина (ТОА) в бензоле установлено, что в органической фазе молекула
сольватирована одной молекулой реагента, сольват (HTOA)+(Au(CN)2)-
аналогичен соли аммония.
Изучена экстракция Аu растворами амина (C12H25)2NH в керосине при
различных концентрациях С1-, CN- и рН водной фазы. Золото экстрагируется в
органическую фазу в виде соединения (C12H25)2NH2Au(CN)2; его можно
реэкстрагировать смесью растворов NaCN + Na2C03 [1].
В работе [11] cелективную экстракцию Pd2+, Au3+ и Pt4+ осуществляли
из раствора, содержащего, гл: 5,95 Pd, 5,42 Au и 10,23 Pt.
Продемонстрирована возможность 99,9% перевода Pd2+ и Au3+ в органическую
фазу при рН 2 и 5 М концентрации HCl соответственно. Извлечение Pd2+ и
Au3+ из органической фазы с 99,9% эффективностью имеет место при 6 М HCl и
0,1 M HCl соответственно. В обоих случаях соотношение между органической и
водной фазами составляет 2:1. Образующиеся растворы могут использоваться
для получения металлов 99,99% чистотой посредством осаждения или
восстановления.
Изучены закономерности экстракции AuCl4- из солянокислых растворов
растворами гидрохлорида вторичного амина амберлит LA2 в ксилоле.
Установлено, что стехиометрия экстрагируемого комплекса отвечает формуле
R2NH2+ AuCl4- , а энтальпия экстракции равна -20,8 кДжмоль. Константа
экстракции зависит от ионной силы в водных растворах. Значение логарифма
экстракции найдено равным 3,9, а коэффициент взаимодействия между AuCl4- и
H+ - равным 0,24 [12].
С использованием в качестве индикатора радионуклида 198Au изучена
реэкстракция золота (1+) из растворов четвертичного аммония растворами
гликоля и диглилентиоэфира в присутствии и без EtOH при температуре 25°C.
При концентрациях реэкстрагентов 90 и 70 об. % извлекается более 90% золота
(1+). Хорошими реэкстрагентами являются и растворы NaClO4 и NH4SCN [13].
Исследована экстракция ауроцианида из растворов цианида щелочных
металлов пятью растворителями, в частности амидом (N503), вторичным амином
(7203), триалкилгуанидином (Lix 7825), хлоридом четвертичного аммониевого
основания (N263) и трибутилфосфатом (I). Определены факторы, влияющие на
экстракцию металла, в частности время, за которое устанавливается
равновесие, величина pH водной фазы, емкость насыщения, коэффициенты
разделения Au и Ag, Fe(II), Cu(I), Ni(II), Zn(II) и дано их обсуждение.
Экстрагирующее действие N263 является наиболее полным, далее в убывающем
порядке следуют Lix 7825, 7203, N503 и I. По селективности экстракции и
емкости насыщения ауроцианидом эти растворители располагаются в обратном
порядке. Эти результаты проверены при трехстадийной непрерывной экстракцией
из синтетических растворов [14].
Торгов В.Г., Корда Т.М. и др [15-16] изучали определение
платиновых металлов и золота в групповом экстракте методом атомно-
эмиссионной спектрометрии с индуктивно связанной плазмой после автоклавного
разложения геологических проб и атомно, а также экстракционно-
реэкстракционное концентрирование благородных металлов и их определение
метода ААС и АЭС-ИСП с использованием в качестве экстракционных реагентов n-
алкиланилина и сульфидов нефти.
Высокая полнота и избирательность извлечения золота объясняют широкое
использование экстракции его из хлоридных растворов для решения прикладных
задач, особенно аналитических. В частности для, экстракция из хлоридных
растворов применяется для определения золота в рудах и породах, продуктах
обогащения, полупродуктах производств цветных металлов, металлах,
полупроводниковых материалах, солях, природных водах и других объектах, а
также при определении примесей в металлическом золоте [7,17].
1.4 Азотсодержащие экстракционные реагенты

Азотсодержащие реагенты могут быть отнесены к различным классам
экстрагентов, в основном это катионообменные (хелатообразующие) и
анионообменные реагенты.
Экстракционная способность азотсодержащих реагентов связана с
основностью, обусловленной наличием у атома азота этих соединений подвижной
неподеленной пары электронов, способной образовывать координационные связи
с молекулами других соединений. Этим объясняется возможность присоединения
к аминам кислот с образованием солей типа которые также имеют
основные свойства и являются эффективными экстрагентами металлов [18-23].
Реакционная способность аминов зависит от их строения. Замена атомов
водорода на углеводородные радикалы приводит к повышению основности
экстрагентов, благодаря индукционным эффектам алкильных заместителей,
повышающих электронную плотность на азоте. Поэтому извлечение комплексов
металлов растет в ряду аминов: первичныйвторичный третичный.
В зависимости от условий проведения экстракционного извлечения,
палладий и платина могут быть проэкстрагированны как по механизму
межфазного анионного обмена (реакции внешнесферного замещения):

Так и по механизму внедрения аминов во внутреннюю сферу комплексов
(реакции внутрисферного замещения). При этом, соединения внедрения, в
которых амин присоединен к металлу через атом азота,
отличаются высокой прочностью.

Рост экстракционной способности с увеличением нуклеофильности аминов
характерен для анионообменного механизма экстракции, при образовании же
координационных комплексов внедрения зависимость обратная: прочность
внедрения возрастает в ряду третичные первичные первичные амины, т.е по
мере ослабления стерических препятствий к координации [18]. Поэтому большое
влияние на коэффициенты распределения металлов оказывает структура амина -
разветвленность углеводородных цепей, замена алифатического радикала
ароматическими [18].
Очень важную группу нейтральных экстрагентов, содержащих донорный атом
азота, составляют амины RxH3-x N (x=1; 2 или 3).
Наиболее широко в гидрометаллургии применяют третичные амины. Из
промышленных экстрагентов в первую очередь можно отметить триалкиламин
(ТАА) фракции С7-С9; амины (С8Н17 ÷ С10Н21)3N с фирменными названиями
Аламин 336, Адоген 364; три-изо-алкиламины, например, смесь три-(3,5-ди-
метилгексил) амина [24].
Реакционная способность аминов зависит от их строения. Замена атомов
водорода в NH3 на углеводородные радикалы приводит к повышению основности
экстрагентов, благодаря индукционным эффектам алкильных заместителей,
повышающих электронную плотность на азоте. Поэтому извлечение комплексов
металлов растет в ряду аминов:
первичный вторичный третичный четвертичные аммониевые основания (ЧАО)
[22].
Амины используются как в виде индивидуальных соединений, так ив виде
технических фракций. За рубежом наибольшее распространение получили
американские продукты – ... продолжение

Вы можете абсолютно на бесплатной основе полностью просмотреть эту работу через наше приложение.