Процессы комплексообразования в неводных системах (окислительное растворение нуль-валентных металлов)

Процессы комплексообразования в неводных системах (окислительное растворение нуль-валентных металлов) В 1979 году было опубликовано сообщение о растворении высокодисперсных переходных металлов при их взаимодействии с салицилальанилином в неводных растворителях. В 1981 году появилась публикация, посвященная донорно-акцепторному взаимодействию меди, никеля и их труднорастворимых соединений с органическим лигандом – салицилальанилином. Процесс протекал в апротонных растворителях. В 1985 году опубликована работа, посвященная растворению соединений переходных металлов с ковалентными связями в неводных растворах салицилальанилина. Таким образом, был поставлен вопрос о переводе металлических элементов в растворенное состояние. Особо следует отметить, что в комплексообразование могут вступать металлические элементы, связанные с другими элементами ковалентной связью.

В 1983 году опубликован обзор литературы, посвященный окислительному растворению переходных металлов в жидкой фазе. В этой работе было уделено внимание роли оксидной пленки на поверхности металла, а также уделено внимание дефектности поверхности. Однако на роль этих факторов было обращено внимание еще в работе.

Применяемые для окислительного растворения водные системы характеризуются рядом недостатков – высокая химическая агрессивность и токсичность реагентов, отсутствие селективности. Для организации процесса окислительного растворения в мягких условиях, а также проявления селективности окисления металлов представлялось интересным использовать неводные среды (апротонные растворители). В этих условиях представляется возможным варьировать донорно-акцепторными свойствами систем. В работе основное внимание было уделено селективности процесса взаимодействия органических лигандов с металлами и их труднорастворимыми соединениями в неводных растворителях.

Процесс окислительного растворения металлов в жидкой среде описывается схемой:

Процессы комплексообразования в неводных системах (окислительное растворение нуль-валентных металлов),

где Ме – металл; Ох – окислитель; L – лиганд (комплексообразователь); Red – восстановленная форма окислителя; Р – продукты взаимодействия компонентов системы.

Высокая эффективность окислительного растворения металлов проявляется при использовании в качестве растворителей диполярных апротонных соединений – диметилсульфоксида, диметилформамида, диметилацетомида, тетраметиленсульфона, 2,4-диметилтетраметиленсульфона, этиленгликолькарбоната, пропиленгликолькарбоната, гексометилфосфортриамида, ацетонитрила, бензонитрила, четыреххлористого углеводоро- да. Поскольку эти соединения склонны образовывать молекулярные комплексы или ассоциаты, то это обстоятельство способствует переносу электрона с поверхности на акцептор, т.е. способствует протеканию процесса, разрешенного термодинамикой.

Необходимо отметить, что применение неводных растворителей, отличающихся огромным разнообразием свойств, позволяет облегчить управление химическими процессами. Неводные растворы позволяют осуществлять процессы, невозможные в водных средах, смещают равновесие, меняют направление реакции, ускоряют или замедляют эти процессы.

Таким образом, сольватометаллургия, базирующаяся на использовании неводных растворителей с их многообразием физико-химических свойств, открывает новые горизонты в освоении нерентабельных месторождений полезных ископаемых и огромного количества накопившихся техногенных отходов.

Однако один только сольватометаллургический процесс не может привести к получению металлических элементов и должен быть дополнен должен быть дополнен пиро- и гидрометаллургическими процессами.

В качестве примера использования сольватотехнологии можно привести переработку платиносодержащего катализатора в системе НС1-Н2О2-ДМФА. Здесь ДМФА – диметилформамид. Авторы показали возможность работы технологической схемы с оборотом жидкой фазы. Подобраны параметры выделения платины из раствора (pH = 3-4, T = 95°С).

  • Читать все новости