本发明属于贵金属湿法冶金领域，提供了一种用新型萃取剂提取、分离和提纯铂、钯、铑、铱的新方法。 在文献与已公布的专利中，铂与钯的分离采用过硫醚、亚砜、羟肟及二烷基氨基乙酸。硫醚对Pt（Ⅳ）/Pd（Ⅱ）有很高的分离系数，但萃取和反萃取的动力学较慢且容易被氧化。羟肟的选择性不如硫醚高，动力学也很慢。亚砜既可以用于Pt（Ⅳ）+Pd（Ⅱ）/Rh（Ⅲ）+Ir（Ⅲ）的分离，又可用于Pt（Ⅳ）/Pd（Ⅱ）的分离，但共萃取Pt（Ⅳ）、Pd（Ⅱ）所需的酸度太高，试剂溶解损失大且易被氧化。二烷基氨基乙酸可有效地分离Pt（Ⅳ）与Pd（Ⅱ），但萃取Pt前必需先将Pt（Ⅳ）还原为Pt（Ⅱ），且难溶于煤油。因此，目前尚无理想的分离Pt（Ⅳ）+Pd（Ⅱ）/Rh（Ⅲ）+Ir（Ⅲ）及分离Pt（Ⅳ）与Pd（Ⅱ）的萃取剂。
针对上述不足，本发明根据溶剂萃取原理以及萃取剂分子结构与萃取性能的关系，采用通式为
的一类萃取剂（以下简称为JS化合物或JS系列萃取剂）用于铂、钯、铑、铱的分离和纯化。上式中R1、R2＝烷基、芳基或氢，R3、R4＝烷基、芳基、烷氧基、芳氧基或羟基，n＝1～8。JS系列萃取剂分子中含有-NR1R2及-P（O）R3R4两个功能团，能够在保证有效地分离Pt（Ⅳ）、Pd（Ⅱ）、Rh（Ⅲ）、Ir（Ⅳ）及贱金属的前提下，实现低酸萃取和常规反萃。
本发明提供的方法适用于以下分离体系：水相为任何来源的、含任意摩尔比的Pt（Ⅳ）、Pd（Ⅱ）、Rh（Ⅲ）、Ir（Ⅳ）及贱金属（如Cu（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）、Ca（Ⅱ）等）混合物的盐酸溶液，有机相为以单一或混合JS化合物为萃取剂，以煤油或其它惰性溶剂为稀释剂，以长链脂肪醇（C8～C12）为添加剂的透明溶液。
本发明包括：以通式（1）表示地JS系列纯化合物或混合物为萃取剂，以长链脂肪醇（C8～C12）为添加剂，以煤油或其它惰性溶剂为稀释剂，组成萃取用的有机相[4]，以提取完Os、Ru、Au及除去掉Fe以后的贵金属精矿液为原料，用分馏萃取工艺先完成Pt（Ⅳ）、Pd（Ⅱ）及Ir（Ⅳ）同Rh（Ⅲ）和贱金属的分离，然后用还原反萃取工艺，将IrⅣ）还原为Ir（Ⅲ）并使Ir（Ⅲ）和Pt（Ⅳ）、Pd（Ⅱ）分离，接着用分馏反萃取将Pt（Ⅳ）和Pd（Ⅱ）分离，最后用逆流反萃取工艺回收Pd（Ⅱ），从而获得铂、钯、铱纯产品及铑富集物。本发明还包括以组成为任意摩尔比的Pt（Ⅳ）、Pd（Ⅱ）、Rh（Ⅲ）、Ir（Ⅳ）及贱金属混合物为原料，用JS系列萃取剂进行的分离和纯化。
本发明克服了现有的生产铂、钯、铑、铱纯产品萃取工艺中的缺点，简化了工艺流程。本发明提供的方法在生产过程中不生成沉淀，达到萃取和反萃取平衡所用的时间短，分离系数高，萃取容量大，因而生产效率高。在同样生产量的条件下，本发明比采用其它方法更能大幅度降低成本。此外，本发明提供的方法很容易与现有的铂、钯、铑、铱精制生产线相衔接。
本发明的最大优点是只用JS系列中一种萃取剂就能完成铂、钯、铑、铱的分离和铂、钯、铱的提纯，得到的铑富集物只含铑和贱金属，可用制备水合阳离子的方法纯化。合成JS系列的萃取剂的原料易得，价格便宜。萃取工艺不需要其它特殊设备，因而适应性广，简单易行。
上述萃取体系的有机相为JS系列萃取剂、长链脂肪醇和煤油（或其它惰性溶剂）的混合物。脂肪醇和煤油的体积比为5～15∶100;JS系列萃取剂的浓度可在0.1～2M内选择。有机相不经预处理即可使用。
采用以上萃取体系，料液中的铁必须首先用适当方法除去。
采用以上萃取体系，（铂+钯+铱）/（铑+贱金属）分离的主要工艺参数是：料液中铂、钯、铑、铱及贱金属浓度任意，煮沸下通氯气将铱氧化成+Ⅳ价。萃取按分馏模式进行。料液酸度为[H+]＝0.5～4M。洗涤液1为氯气饱和的稀盐酸，酸度为[H+]＝0～3M;萃取级数5～15级;洗涤级数3～10级;各相流比：料液∶有机相∶洗涤液＝1∶0.2～1∶0.2～1。在上述条件下，可以从水相出口得到铑及贱金属[6]，从有机相出口得到铂、钯、铱混合物[5]（负载有机相1）。含铑及贱金属溶液送精制铑工段。
采用以上萃取体系，（铂+钯）/铱分离的主要工艺参数是：以上一步得到的有机相为料液，料液中铂、钯、铱的浓度任意。反萃取按分馏模式进行。反萃取液1为含还原剂的盐酸溶液，酸度为[H+]＝0.5～4M，还原剂可在甲酸、抗坏血酸和对苯二酚中选取，浓度为Ir（Ⅳ）浓度的1～10倍。洗涤液为与前述组成相同的有机相[4]。反萃取段5～15级，洗涤段3～10级。各相流比为：料液∶反萃取液∶洗涤液＝1∶0.2～1∶0.2～1。在上述条件下，可以从水相出口得到纯铱[8]，从有机相出口得到铂、钯混合物[9]（负载有机相2）。
采用以上萃取体系，铂/钯分离的主要工艺参数是：以上一步得到的有机相为料液，料液中铂、钯的浓度任意。反萃取按分馏模式进行。反萃取液2酸度为[H+]0.001～0.01M;洗涤液为与前述组成相同的有机相[4]。反萃取段5～15级，洗涤段3～10级。各相流比为：料液∶反萃取液＝1∶0.2～1∶0.2～1。在上述条件下，可以从水相出口得到铂纯产品[11]，从有机相出口得到[12]为负载有机相3的钯纯产品。
采用以上萃取体系，钯的反萃取的主要工艺参数是：以上一步得到的有机相[12]为料液，料液中钯的浓度任意。反萃取按逆流模式进行。反萃取液3为0.5M HCl+4M NaCl溶液或1～3M的氨水，级数为5～10级;两相流比：有机相∶水相＝1∶0.5。在上述条件下，可以从水相出口得到纯钯产品，有机相[14]可回收。
采用以上萃取体系，对于料液中只含铂、钯、铑、铱中的两个或三个的情况，分离工艺可以简化。工艺参数可参考上述数据适当选取。下面以铂/钯分离为例。料液中Pt（Ⅳ）、Pd（Ⅱ）、Cu（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）的浓度任意。萃取按分馏模式进行。料液酸度为[H+]＝0～4M，洗涤液为0～3M HCl，萃取段5～15级，洗涤段3～10级，各相流比：料液∶有机相∶洗涤液＝1∶0.2～1∶0.2～1。在上述条件下，从水相出口得到贱金属，从有机相出口得到铂、钯混合物。铂/钯分离及钯的反萃取可完全按前述工艺进行。
为了更清楚地说明本发明，列举如下实例，但对本发明的范围无任何限制。
实例1
从铂、钯及贱金属混合物溶液中分离和提纯铂与钯。
料液组成如下（mg/ml）：
组分 Pt Pd Co Ni Cu HCl
含量 2.25 1.30 0.50 1.20 1.50 2.0M
用分馏萃取法除贱金属。实验条件：有机相为0.10M JS-144（R1＝R2＝n-C4H9，R3＝OH，R4＝OC8H17，n＝1）的正辛醇-煤油溶液（体积比1∶9），洗涤液为2.0 MHCl，萃取段7级，洗涤段5级。各相流比为有机相∶料液∶洗液＝1∶1∶0.5。在上述条件下，水相出口液中含贱金属，有机相出口液中含铂、钯。以此有机相出口液为料液，用分馏反萃法分离铂、钯。实验条件：反萃取液为0.001M HCl，洗涤用有机相为0.10M JS-144的正辛醇-煤油溶液（体积比1∶9），反萃取段5级，洗涤段5级，各相流比为料液∶反萃取液∶洗涤用有机相＝1∶0.5∶0.5。在上述条件下，从水相出口得到纯铂产品，有机相出口液中含钯。以此有机相出口液为料液用逆流反萃取法回收钯。实验条件：反萃取液0.5M HCl+4M NaCl溶液，级数为6，两相流比为：有机相∶水相＝1.5∶1。在上述条件下，从水相出口得到纯钯产品。三种产品分析结果如下：
浓度（mg/ml）
浓度(mg/ml)
元素 铂产品 钯产品 贱金属
Pt 4.48 1.04×10-32.07×10-3
Pd 1.18×10-21.29 6.74×10-3
Co ～0 ～0 0.384
Ni ～0 ～0 0.742
Cu ～0 ～0 1.045
实例2
分馏萃取工艺分离铑、铱。
料液中含Ir 10.0mg/ml，Rh 5mg/ml，料液酸度为2M HCl。首先将料液在煮沸下通氯气15min，溶液变为红棕色。萃取分离条件如下：萃取有机相为0.40M JS-144的正辛醇-煤油溶液（体积比1∶9），洗涤液为用氯气饱和的2.0M HCl，萃取段6级，洗涤段3级。各相流比为料液∶有机相∶洗涤液＝1∶0.5∶0.5。在上述条件下，水相出口液中含纯Rh，其中Ir的含量＜0.5%。有机相出口液中负载Ir。以此有机相出口液为料液，用逆流反萃法回收Ir。实验条件：反萃取液为0.1M HCl+10mg/ml。
抗坏血酸，级数为5，两相流比为1∶1。在上述条件下，从水相出口得到纯Ir，其中Rh的含量＜0.5%。
实例3
钌、锇蒸馏残液中铂、钯、铑、铱的分离。
在进行铂、钯、铑、铱的分离之前，先用适当方法提取出金及除去铁。分析所得料液组成为（mg/ml）：
组分 Au Pt Pd Rh Ir Fe Ni Cu Co
含量 0.002 4.71 1.76 0.197 0.247 0.02 1.41 1.67 0.02
盐酸浓度为1.7M。
萃取剂有机相组成为：正辛醇∶煤油＝1∶9（体积比），萃取剂JS-144的浓度为0.25M。铂、钯、铑、铱的分离按图1所示的操作步骤进行。
（1）Ir调价将除去Au、Fe的料液在煮沸下通氯气15min，溶液变为红棕色，冷却。
（2）（铂+钯+铱）/（铑+贱金属）的分离萃取按分馏模式进行。洗涤液为用氯气饱和的2.0M HCl;萃取段10级，洗涤段6级。各相流比：料液∶有机相∶洗涤液＝1∶0.5∶0.5。在上述条件下，从水相出口得到铑及贱金属，从有机相出口得到铂、钯、铱混合物。含铑及贱金属溶液送精制铑工段。
（3）（铂+钯）/铱的分离以上一步得到的有机相为料液，反萃取按分馏模式进行。反萃取液为含抗坏血酸的盐酸溶液，酸度为[H]＝0.5M，抗坏血酸浓度为2mg/ml。洗涤液为0.25M JS-144的正辛醇-煤油溶液（体积比1∶9），反萃段7级;洗涤段5级。各相流比：料液∶反萃取液∶洗涤液＝1∶1∶0.5。在上述条件下，从水相出口得到纯铱，从有机相出口得到铂、钯混合物。
（4）铂/钯的分离以上一步得到的有机相为料液，反萃取按分馏模式进行。反萃取液酸度为[H+]＝0.005M;洗涤液为0.25M JS-144的正辛醇-煤油溶液（体积比1∶9），反萃段8级;洗涤段4级。各相流比：料液∶反萃取液∶洗涤液＝1∶1∶0.5。在上述条件下，从水相出口得到纯铂产品，有机相出口液中含钯。
（5）钯的反萃取以上一步得到的有机相为料液，反萃取按逆流模式进行。反萃取液为0.5M HCl+4M NaCl溶液，级数为5;两相流比：有机相∶水相＝1∶0.5。在上述条件下，从水相出口得到纯钯产品。
产品分析结果：
组分含量（mg/ml）
产品 Au Pt Pd Rh Ir Fe Ni Cu Co
Rh ～0 <0.001 <0.001 0.130 0.002 0.012 0.941 1.112 0.013
Ir ～0 <0.001 <0.001 0.001 0.493 0.002 ～0 <0.001 ～0
Pt ～0 6.268 0.011 <0.001 0.001 <0.001 ～0 <0.001 ～0
Pd ～0 0.012 3.118 <0.001 <0.001 <0.001 ～0 <0.001 ～0
本发明在贵金属的湿法冶金中有很大的用途，也可用于从含铂、钯、铑或铱的工业废料如废催化剂中回收这些贵金属。
【附图说明】
工艺流程方框图
1 料液 9 负载有机相2
2 氯气 10 反萃取液2
3 洗涤液1 11 铂产品
4 有机相（萃取或洗涤） 12 负载有机相3
5 负载有机相1 13 反萃取液3
6 铑及贱金属 14 回收有机相
7 反萃取液1 15 钯产品
8 铱产品