Электролитический способ очистки концентрированных солянокислых растворов сплавов платины с родием, иридием и/или палладием
Использование: касается электролитического способа извлечения платины высокой чистоты из концентрированных солянокислых растворов сплавов платины с Rh, Ir и/или Pd при одновременном истощении примесей других благородных и щелочных металлов. Сущность: процесс очистки осуществляют в электролитической ячейке, разделенной катионообменной мембраной, при потенциостатических условиях или контролируемом напряжении в интервале от 8 В до 16 В и плотности тока от 12,5 до 37,5 А/дм2 и извлекают истощенные металлы платинового сплава. Концентрированные солянокислые растворы сплавов платины имеют содержание платинового сплава от 50 до 700 г/л и суммарное содержание примесей 5000 ппм. Способ осуществляется при минимальных требованиях в отношении безопасной технологии и оборудования, создает минимальную нагрузку на окружающую среду и является намного более эффективным по временным затратам и стоимости.
Настоящее изобретение относится к электролитическому способу очистки концентрированных солянокислых растворов сплавов платины с родием, иридием и/или палладием.
Платиновые сплавы находят разнообразные применения в промышленности в качестве инструментальной платины, для элементов термопар, в качестве катализаторов окисления аммиака, в органической химии, для катализаторов выхлопа автомобилей, в стоматологической технологии и во многих других областях. В зависимости от химических и других способов получения эти сплавы поступают на установки по переработке благородных металлов после некоторого периода времени в виде лома платиновых сплавов и химически разделяются и очищаются на этих установках. Классическое отделение платины от Rh, Ir, и/или Pd проводится с помощью осаждения в виде (NH4)2(PtCl6). Однако из-за очень близкого подобия химических свойств платиновых металлов этот способ является очень трудо- и времяемким. Отделение платины от иридия является особенно сложным, поскольку оба металла находятся в одном и том же стабильном валентном состоянии (IV) и, благодаря осаждению с NH4Cl образуют соли с почти идентичными свойствами. Грубое разделение возможно только, если IV-валентный иридий превращают в III-валентное окисленное состояние. Во время последующего осаждения платины с NH4Cl соосаждения с иридием не происходит. Подобные условия наблюдаются во время отделения платины от родия и палладия. Осажденный (NH4)2(PtCl6) содержит большие количества Rh и Pd. Следовательно, требуются стадии переосаждения или перекристаллизации для дальнейшей очистки. Известен электролитический способ очистки концентрированных солянокислых растворов сплавов платины с родием, иридием и/или палладием, включающий введение исходного раствора в электролитическую ячейку, разделенную на катодную и анодную камеры катионной мембраной с использованием нерастворимых анода и катода с осаждением примесей на катоде и с последующим выделением платины из полученного раствора [1] Этот способ является очень трудоемким и не может быть воспроизведен в технически приемлемой форме во всех аспектах. Задачей изобретения является создание такого способа очистки концентрированных солянокислых растворов платины с родием, иридием и/или палладием, из которых может быть извлечена платина высокой чистоты при простом оборудовании в течение короткого периода времени с минимальными потерями, низких трудозатратах и без дополнительного потребления дорогостоящих химических веществ. Решение этой задачи осуществляется за счет того, что очистку проводят с введением исходного раствора в анодную камеру, использованием в качестве анолита солянокислого раствора сплава платины, и в качестве католита 6-8 Н раствора соляной кислоты в потенциостатических условиях или при контролируемом напряжении в интервале 8-16 В и плотности тока 12,5 37,5 А/дм2 с осаждением компонентов сплава родия, иридия и/или палладия на аноде. При этом исходные растворы могут иметь содержание платинового сплава 50-700 г/л и суммарное содержание примесей 5000 pp они могут иметь содержание платинового сплава 500-700 г/л, а также следующие примеси Au и/или Ag, Cu, Fe, Co, Ni, Sb, As, Pb, Cd, Al, Mn, Mo, Si, Zn, Sn, Zr, W, Ti, Cr. Кроме того, в качестве анолита можно использовать раствор, содержащий гексахлорплатиновую кислоту, а в качестве католита 6 H раствор соляной кислоты. Кроме того, очистка может проводиться в потенциостатических условиях или при контролируемом напряжении 11,5 12 В и плотности тока 22,5-35 А/дм2. При этом в качестве анода используют металлическую платину, в качестве катода металлическую платину, титан или графит, а в качестве катионообменной мембраны используют тефлоновую мембрану. Осадок примесей компонентов Ir, Rh и/или Pd и основного или благородного металла можно удалять механически и отдельно выгружать. Кроме того, осадок компонентов сплава и примеси основного и благородного металла на аноде можно удалять механически с последующим переведением в раствор и извлечением из него электролизом. При этом извлечение платины из полученных растворов осуществляют электрохимическим или химическим путем. Способ согласно изобретению обладает следующими преимуществами: он требует минимальных затрат на оборудование и отличается безопасной технологией; он оказывает минимальное воздействие на окружающую среду; он является намного более эффективным по затратам времени и капиталозатратам по сравнению с традиционными способами. Примеры Ниже изобретение описывается со ссылкой на несколько примеров. Пример 1. Электролитическое осаждение платина-иридий-1 Солянокислый раствор платины-иридия-1 с концентрацией 300 г/л и примесями (в отношении на содержание платинового металла) Au 20 ппм Fe 136 ппм Ni 534 ппмCu 960 ппм
Pb 24 ппм
Cd 12 ппм
Zn 16 ппм
подвергают электролизу в электролитической ячейке, в которой катод и анод разделены катионообменной мембраной при напряжении 12 В и плотности тока 27,5 А/дм2. После 20 ч электролиза щелочные металлы и золото истощаются до конечной концентрации 20 ппм, родий истощается до концентрации 150 ппм и иридий до концентрации 0,5% Осаждение палладия происходит в сильнокислой среде в очень малых концентрациях. После дополнительного электролиза в течение 20 ч содержание иридия составляет 200 ппм, содержание родия 20 ппм и содержание палладия 100 ппм. Пример 2. Электролитическое осаждение платина-родий-5. Электролизу подвергают солянокислый раствор платины-родия-5 с содержанием металлической платины 250 г/л и примесей (в отношении к содержанию металлической платины)
Ir 250 ппм
Pd 500 ппм
Au 150 ппм
Fe 210 ппм
Ni 453 ппм
Cu 760 ппм
Pb 55 ппм
Cd 22 ппм
Zn 40 ппм
в электролитической ячейке, в которой катод и анод разделены катионообменной мембраной, при напряжении 15 В и плотности тока 32,5 А/дм2. После 20 ч электролиза примеси щелочных металлов и золота истощаются до концентрации 20 ппм, палладий до концентрации 400 ппм и родий до концентрации 1,2% После дополнительного электролиза в течение 25 ч истощение родия достигает концентрации 200 ппм и палладия 100 ппм. Пример 3. Электролитическое осаждение платина-палладий-5
Подвергают электролизу солянокислый раствор платины-палладия-5 с содержанием металла 100 г/л и примесей (в отношении к содержанию металлической платины)
Ir 400 ппм
Rh 450 ппм
Au 80 ппм
Fe 160 ппм
Ni 500 ппм
Cu 810 ппм
Pb 76 ппм
Cd 15 ппм
Zn 43 ппм
в электролитической ячейке, в которой катод и анод разделены катионообменной мембраной, при напряжении 11,5 В и плотности тока 22,5 А/дм2. Щелочные металлы и золото истощаются в течение 10 ч до содержания 20 ппм, иридий и родий истощаются до концентраций 100 ппм, а палладий до 2,3% После дополнительного электролиза в течение 15 ч достигается истощение палладия до величин 500 ппм.
Формула изобретения