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铑、铱分离是贵金属冶金领域公认难题,探索新的铑、铱高效分离方法一直是该领域研究的一个热点。本文提供了一种以亚砜为萃取剂,溶剂萃取分离铑、铱的新方法,并对萃取机理进行了初步研究。 合成了己基苯并咪唑亚砜(HBMSO)、辛基苯并恶唑亚砜(OBOSO)和己基苯并恶唑亚砜(HBOSO)三种新亚砜,并对其结构进行了表征。并根据文献合成了正己基亚砜(NHSO)、正庚基亚砜(NHPSO)、正辛基亚砜(NOSO)、二(2-乙基己基)亚砜(DEHSO)、辛基苯并咪唑亚砜(OBMSO)和辛基苯并噻唑亚砜(OBTSO)。 以亚砜为萃取剂,建立了溶剂萃取铱的新体系,在此基础上,对各种萃取条件,如萃取剂浓度、萃取时间、酸度、相比、萃取容量、反萃条件及重复使用性等进行了研究。 考察了石油亚砜(PSO)萃取分离Ir(Ⅳ)的性能,并对其应用于铑、铱分离进行了系统的研究,探究了石油亚砜(PSO)对贵金属铂、铑及贱金属铜、铁、锌的萃取情况。 研究表明,当PSO浓度为8%(V/V)时,在4 mol/L HCl介质中,相比O/A=1,萃取时间10min,PSO对0.1g/L Ir(Ⅳ)的一次萃取率>97%。用0.3%NaOH反萃Ir(Ⅳ)的一次反萃率>99%。实验测定了浓度为8%(V/V)的PSO对Ir(Ⅳ)的萃取饱和容量>3.0g/L。在上述最佳条件下,若Ir、Rh混合溶液中Rh与Ir的摩尔比大于6,则Ir与Rh分离系数>103,PSO可以有效地分离高浓度Rh中少量的Ir。 正己基亚砜(NHSO)萃取Ir(Ⅳ)的研究表明,在1mol/LHCl介质中,相比O/A=1,萃取时间10min,0.8mol/L的NHSO对0.1g/L Ir(Ⅳ)的一次萃取率>90%,用1%NaOH反萃Ir(Ⅳ)的一次反萃率>99%,实验测定了浓度为0.8mol/L的NHSO,对Ir(Ⅳ)的萃取饱和容量>1.0g/L。 二(2-乙基己基)亚砜(DEHSO)萃取Ir(Ⅳ)的研究表明,在6 mol/L HCl介质中,相比O/A=1,萃取时间10min,30%(V/V)的DEHSO对0.1g/L Ir(Ⅳ)的一次萃取率>90%,用3%NaOH反萃Ir(Ⅳ)的一次反萃率>99%,实验测定了浓度为30%(V/V)的DEHSO,对Ir(Ⅳ)的萃取饱和容量>0.5g/L。红外吸收光谱、紫外-可见吸收光谱等研究表明,DEHSO萃取Ir(Ⅳ)为离子缔合机理。通过斜率法确定了离子缔合物的组成为(DEHSOH+)2·IrCl62-。 辛基苯并咪唑亚砜(OBMSO)萃取Ir(Ⅳ)的研究表明,在1mol/L HCl介质中,相比O/A=1,萃取时间10min,6%(V/V) OBMSO对0.1g/L Ir(Ⅳ)的一次萃取率>97%。用1%NaOH反萃Ir(Ⅳ)的一次反萃率>99%。实验测定了浓度为6%(V/V)的OBMSO对Ir(Ⅳ)的萃取饱和容量>3.6g/L。正交实验结果表明,在1mol/L的HCl介质中,相比O/A=1,萃取时间10 min,己基苯并咪唑亚砜(HBMSO)对0.1 g/L Ir(Ⅳ)的一次萃取率>95%。用3%NaOH反萃Ir(Ⅳ)的一次反萃率>98%。实验测定了浓度为2%(V/V)的HBMSO对Ir(Ⅳ)的萃取饱和容量>2.6 g/L。 研究结果表明:直链、支链、咪唑杂环类亚砜及石油亚砜对Ir(Ⅳ)均有较佳萃取性能,其中石油亚砜可以有效地分离高浓度Rh中少量的Ir,亚砜类萃取剂萃取铱的机理为离子缔合机理。