Введение к работе
Актуальность темы. Палладий является типичным платиновым металлом, который отличают каталитическая активность, термостойкость, пластичность, коррозионная устойчивость, отражательная и эмиссионная способность, тепло-и электропроводность. Благодаря этим свойствам палладий широко применяется в химической промышленности, электронике, электротехнике.
Палладий извлекают из россыпей и сульфидных медно-никелевых руд. Учитывая не уменьшающийся спрос на этот металл и расширение областей его применения, актуальным представляется использование потенциальных сырьевых источников палладия - растворов, образующихся при комплексной переработке ураново-благороднометалльного сырья, отработавшего ядерного топлива. Гидрометаллургическая переработка этих источников сырья, а также растворов, образующихся при получении радиофармпрепаратов на основе палладия-103, сопряжена с воздействием ионизирующего излучения различной степени.
Относительно низкие концентрации палладия в получаемых растворах обусловливают целесообразность применения сорбционного метода.
В связи с этим представляется актуальным исследование сорбционных характеристик волокнистых материалов, отличающихся улучшенными кинетическими свойствами по сравнению с традиционными органическими сорбентами и повышенной радиационной стойкостью.
Цель работы: установление физико-химических закономерностей сорбции палладия волокнистыми азотсодержащими ионитами в хлоридных, сульфатно-хлоридных и азотнокислых растворах.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
изучение равновесных, кинетических и динамических характеристик сорбции палладия (II) из солянокислых растворов волокнистым аминокарбоксильным ионитом Фибан АК-22;
изучение равновесных, кинетических и динамических характеристик сорбции палладия (II) волокнистыми азотсодержащими сорбентами Фибан АК-22 и А-6 в смешанных сульфатно-хлоридных растворах;
изучение равновесных, кинетических и динамических характеристик сорбции палладия (II) ионитами Фибан АК-22 и А-6 в нитратных растворах;
установление селективности ионитов при извлечении палладия из родийсодержащих солянокислых растворов и ренийсодержащих (имитирующих технецийсодержащие) азотнокислых растворов.
Научная новизна работы. Впервые проведены систематические исследования сорбционных характеристик волокнистых аминокарбоксильного ионита (Фибан АК-22) и анионита, содержащего сильно- и слабоосновные аминогруппы, (Фибан А-6) для извлечения палладия из хлоридных, сульфатно-хлоридных и нитратных растворов.
Установлено, что сорбция палладия из растворов минеральных кислот протекает во внешнедиффузионной области. Коэффициенты внешней диффузии палладия в ионитах Фибан АК-22 и Фибан А-6 имеют порядок (10" - 10" ) м /с, кинетические константы К — (10" -10 )с", кинетические коэффициенты Р-(1,50-1,65) с1.
Показано, что изотермы сорбции палладия из хлоридных, сульфатно-хлоридных и нитратных растворов азотсодержащими ионитами Фибан имеют линейную форму и описываются уравнением Генри.
С использованием динамических данных установлено, что сорбция палладия волокнистыми азотсодержащими ионитами Фибан описывается с помощью модели, учитывающей внешнедиффузионную кинетику и линейный характер изотермы.
Практическая ценность. На основании данных по извлечению палладия волокнистым аминокарбоксильным ионитом Фибан АК-22 из солянокислых растворов, моделирующих родий-, ренийсодержащие растворы, образующиеся при получении изотопа палладия-103, определены условия очистки палладия от родия и рения (имитирующего технеций) с коэффициентом 66 и 80, соответственно.
При извлечении палладия из модельных азотнокислых ренийсодержащих
растворов ионитом Фибан А-6, содержащим сильно- и слабоосновные группы, коэффициент разделения палладия и рения составил 76.
Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе 1 статья в рецензируемом российском журнале из перечня ВАК и 7 статей в сборниках материалов конференций.
Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались на XVIII Международной Черняевской конференции по химии, аналитике и технологии платиновых металлов (Москва, 2006); Международной конференции «Теоретические аспекты и использование сорбционных и хроматографических процессов в металлургии и химической технологии» (Екатеринбург, 2006); III Международном конгрессе молодых ученых по химии и химической технологии. МКХТ-2007 (Москва, 2007); Международной конференции по химической технологии XT 07 (Москва, 2007); IV Международном конгрессе молодых ученых по химии и химической технологии. МКХТ-2008 (Москва, 2008); Всероссийской научной конференции с международным участием «Научные основы химии и технологии переработки комплексного сырья и синтеза на его основе функциональных материалов» (Апатиты, 2008); Первой Международной научной конференции «Наноструктурные материалы - 2008: Беларусь - Россия - Украина» (НАНО-2008) (Минск, 2008); II Международном форуме «Аналитика и Аналитики» (Воронеж, 2008); Международном симпозиуме по сорбции и экстракции (Владивосток, 2008); Шестой Российской конференции по радиохимии. Радиохимия-2009 (Москва, 2009); XIX Международной Черняевской конференции по химии, аналитике и технологии платиновых металлов (Новосибирск- 2010).
Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 6 глав, выводов, библиографического списка и приложения. Диссертация изложена на 128 с. машинописного текста, включая 30 таблиц, 58 рисунков. Список библиографических источников включает 95 наименований.
