Способ отделения родия от иридия и рутения
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам извлечения и разделения благородных металлов. Способ отделения родия от иридия и рутения включает селективную его цементацию цинком при нагревании и перемешивании. Проведение процесса осуществляют в растворах фосфорной кислоты концентрации 90-100% при температуре 80-140oС, продолжительности цементации 5-10 мин и расходе цинка 1,4-1,6 от стехиометрии. Способ позволяет достигнуть упрощения процесса, удешевления применяемых реагентов, повышения прямого извлечения родия, что уменьшает затраты на его аффинаж. 1 табл.
Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности к способам извлечения и разделения благородных металлов из растворов.
Отделение родия от иридия является наиболее трудной задачей в анализе платиновых металлов. Достаточно сложны процессы разделения этих металлов и в технологии аффинажного производства. Известен способ отделения родия от рутения и иридия, включающий сплавление остатка, содержащего эти металлы, с бисульфатом натрия и последующий перевод родия в растворимый сульфатокомплекс родия (III). [Ливингстон С. Химия рутения, родия, палладия, осмия, иридия, платины. М. : Мир, 1978, с. 23-24] . Металлический родий из раствора выделяют многоцикловым переосаждением - растворением, получением аммонийного гексахлорида родия (III), очисткой раствора родия на катионитах, провариванием с муравьиной кислотой. Осадок соли родия прокаливают при температуре 100oC и восстанавливают водородом с получением порошка родия. Существенным недостатком способа является длительность, многостадийность, трудоемкость. Известен также способ, включающий спекание цементатов родия, иридия и рутения (после отделения платины и палладия) с перекисью бария при 700-800oC, измельчение и обработку спека соляной кислотой, отделение бария в виде сульфата с добавлением серной кислоты, упаривание фильтрата с азотной кислотой, нитрование, после чего осаждают аммонийно-натриевые гексанитриты родия и иридия (совместно). [И. Н. Масленицкий, Л. В. Чугаев и др. Металлургия благородных металлов. М. : Металлургия, 1987 г. , с. 411-412] . Существенным недостатком способа является многостадийность, длительность, сложность разделения родия от других спутников платины. Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков, выбранным в качестве прототипа, является способ отделения родия от иридия и рутения, включающий цементацию родия при нагревании и перемешивании металлической медью или сурьмой из солянокислых растворов (концентрация HCl 1М) смеси хлоридов платиновых металлов. При этом родий цементируется медью и переходит в осадок, а иридий остается в фильтрате. Подобным же образом отделяют родий от иридия и сурьмой. Сернокислый или солянокислый растворы родия и иридия выпаривают при t < 200oC, разбавляют водой и в раствор добавляют сурьму. Цементацию проводят в течение 30 мин при кипячении раствора. [Бимиш Ф. Аналитическая химия благородных металлов. Ч. 1, М. : Мир, 1969, с. 75-79, с. 133-137] . Недостатками известного способа являются довольно узкий интервал концентрации соляной кислоты (1М), используемые для цементации порошки меди и сурьмы дорогие, осадок родия и непрореагировавшего порошка меди вновь растворяют в царской водке либо хлорируют и снова разделяют родий и медь. Известный способ требует предварительного отделения рутения. Известный способ цементации родия медью или сурьмой не может быть использован в фосфорнокислых средах из-за образования труднорастворимых средних солей фосфатов меди и сурьмы. Кроме того, из фосфорнокислых растворов этими металлами не удается количественно выделить родий. Техническим результатом, достигаемым предлагаемым изобретением, является упрощение процесса отделения родия от иридия и рутения в фосфорнокислых средах, удешевление применяемых реагентов, снижение незавершенного производства за счет повышения прямого извлечения родия, что уменьшает затраты на аффинаж родия. Технический результат достигается тем, что отделение родия от иридия и рутения осуществляют путем цементации металлическим цинком при нагревании и перемешивании из растворов фосфорной кислоты с концентрацией 90-100% в интервале температур 80-140oC, в течение 5-10 мин и расходе цинка 1,4-1,6 от стехиометрии. При этих условиях родий осаждается в металлическом виде, а цинк переходит в раствор в виде двухзамещенного ортофосфата. При температуре выше 140oC происходит превращение растворимого, двухзамещенного ортофосфата в труднорастворимые средний ортофосфат и пирофосфат, которые увеличивают вязкость раствора, что затрудняет введение металлического цинка в раствор. Кроме того, выпадающие в осадок средние фосфаты цинка захватывают иридий и его фосфатные комплексы, которые могут загрязнить осадок металлического родия. Сравнение заявляемого технического решения с прототипом позволило установить соответствие его критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в области разделения родия от иридия и рутения признаки, отличающие заявляемое изобретение от прототипа, не были выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия". Предлагаемый способ был опробован в лабораторных условиях на фосфорнокислых растворах, содержащих родий, иридий и рутений. Фосфорнокислые растворы Rh, Jr, Ru готовили путем разложения их хлорокомплексов в конденсированной фосфорной кислоте в присутствии хлорной кислоты (в случае Rn и Jr) до полного удаления HCl (в случае Ru), после чего растворы смешивали до необходимой концентрации металлов. Исследования по цементации проводили из растворов, содержащих по 3,9![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/8226.gif)
Формула изобретения
Способ отделения родия от иридия и рутения, включающий цементацию родия при нагревании и перемешивании, отличающийся тем, что цементацию ведут цинком в растворах фосфорной кислоты с концентрацией 90-100% при температуре 80-140oС, продолжительность цементации 5-10 мин и расходе цинка 1,4-1,6 от стехиометрии.РИСУНКИ
Рисунок 1