Электролитический способ очистки концентрированных солянокислых растворов платины, содержащих примеси

 

Использование: касается электролитического способа экстракции платины высокой чистоты из концентрированных солянокислых растворов загрязненной платины. Сущность: процесс очистки проводят в электролитической ячейке, разделенной катионообменной мембраной в потенциостатических условиях или при контролируемом напряжении в интервале от 2,5 до 8 В при плотности тока от 0,3 до 12,5 А/дм², и извлекают осажденные металлы платинового сплава. Концентрированные растворы металлической платины имеет содержание загрязненной платины от 50 до 70 г/л и суммарное количество примесей ≅5000 ппм. Способ осуществляют с минимальными требованиями в отношении безопасной технологии и оборудования, он оказывает минимальную нагрузку на окружающую среду и является намного более эффективным по трудозатратам и стоимости. 11 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к электролитическому способу очистки концентрированных солянокислых растворов загрязненной платины.

Известен электролитический способ очистки концентрированных солянокислых растворов загрязненной платины, содержащих примеси, включающий введение исходного раствора в электролитическую ячейку, разделенную на катодную и анодную камеры катионообменной мембраной с использованием нерастворимых анода и катода с осаждением примесей на катоде и с последующим выделением платины из полученного раствора (заявка Великобритании N 2135695, Кл. C 25 C 1/20, 1984).

Технический результат, достигаемый при осуществлении изобретения, заключается в отделении благородных и щелочных металлов от загрязненной платины с минимальными потерями и при минимальных трудозатратах в течение короткого периода времени и без использования сложного оборудования. Это обеспечивается тем, что очистку проводят с введением исходного раствора в анодную камеру, с использованием в качестве анолита солянокислых растворов платины, в качестве католита 6-8 Н раствора соляной кислоты в потенциостатических или контролируемых по напряжению условиях при напряжении 2,5 В и плотности тока 0,3-12,5 А/дм².

Согласно изобретению, исходные растворы имеют содержание платины 50-700 г/л и суммарное содержание примесей ≅ 5000 ппм.

В способе согласно изобретению предпочтительно используют исходные растворы с содержанием платины 500-700 г/л.

Концентрированные растворы металлической платины, использованные в способе согласно изобретению, в качестве примесей, содержат Rh и/или Pd, Ir, Au, Ag, Cu, Fe, Co, Ni, Sb, As, Pb, Cd, Al, Mn, Mo, Si, Zn, Sn, Zr, W, Ti, Cr.

Солянокислые растворы металлической платины, предпочтительно гексахлорплатиновую кислоту, используют в качестве анолита, а 6 H соляную кислоту используют в качестве католита.

Способ согласно изобретению предпочтительно осуществляют в потенциостатических условиях или при контролируемом напряжении в интервале от 4,5 В до 5 В и при плотности тока от 9 до 10 А/дм².

Анод состоит из металлической платины, тогда как катод изготовлен из металлической платины, титана или графита.

Сплав и осадок примесей, содержащий платину, удаляют механически с катода и отдельно выгружают.

Процесс очистки может проводиться в несколько стадий в зависимости от требуемой чистоты конечного продукта, причем металлическую платину из полученных растворов извлекают электрохимическими или химическими способами.

Во время электролиза согласно изобретению концентрация кислоты падает в результате генерации хлора и переноса воды в катодное пространство, тогда как объем анолита и католита поддерживают путем извлечения разбавленной соляной кислоты из катодного отсека и добавления воды в анодный отсек.

Комплексно связанные ионы диссоциируют, переходят через катионообменную мембрану и осаждаются на катоде. В дополнение к отделению примесей благородных и щелочных металлов осадок содержит незначительное количество Pt. Этот осадок механически удаляют с катода и отдельно выгружают.

Газообразный хлор, выделяющийся в способе согласно изобретению, суммируют известными способами.

В устройстве, имеющем емкость 3 л соответственно для анодного и катодного отсеков, может быть очищен 1 кг платины по способу согласно изобретению в течение 48 ч.

В течение 20 ч было получено следующее снижение количества примесей: Cu (ппм) 1000 -> 20 Fe (ппм) 136 -> 16 Rh (ппм) 600 -> 146 Ir (ппм) 980 -> 500 Способ согласно изобретению обладает следующими преимуществами: он включает минимальные требования в отношении оборудования и безопасной технологии; он оказывает минимальную нагрузку на окружающую среду; он является намного более эффективным по длительности и трудозатратам, чем известные способы.

Далее изобретение описывается более подробно со ссылкой на несколько примеров.

Пример 1. Подвергают электролизу солянокислый платиновый раствор, содержащий следующие примеси (концентрации по отношению к платине) Ir 1020 ппм
Rh 630 ппм
Pd 440 ппм
Au 120 ппм
Cu 250 ппм
Fe 280 ппм
Ni 230 ппм
Sb 100 ппм
Pb 80 ппм
Al 80 ппм
имеющий концентрацию платины 250 г/л (величина pH 1), в электролитической ячейке, катодный и анодный отсеки которой разделены катионообменной мембраной, при напряжении 4,5 В и плотности тока 9 А/дм².

После 15 ч истощение щелочных металлов достигает величины ≅20 ппм. Содержание иридия, родия и золота было понижено на 50% а содержание палладия на 20%
После дополнительного электролиза в течение 15 часов истощение загрязнений благородных металлов достигает следующих величин:
Ir < 200 ппм
Rh < 50 ппм
Pd < 200 ппм
Au < 20 ппм.

Пример 2. Предварительно очищенный раствор из примера 1 разбавляют до содержания платины 120 г/л (величина pH 0,1) и переносят в другую электролитическую ячейку, содержащую катионообменную мембрану, а затем проводят электролиз при напряжении 5 В и плотности тока 10 А/дм². После электролиза в течение 10 ч анализ показал, что загрязнения по щелочным металлам и золоту были снижены до величины ≅10 ппм, а платиновые металлы были истощены до величены
Ir < 20 ппм
Rh < 5 ппм
Pd < 10 ппм.

Пример 3. Платиновый раствор, очищенный согласно примеру 1, оставляют в электролитической ячейке, и католит заменяют свежей 6 H соляной кислотой. Анолит разбавляют до содержания платины 120 г/л.

После 12 ч электролиза достигается уровень чистоты, показанный в примере 2.

Формула изобретения

Электролитический способ очистки концентрированных солянокислых растворов платины, содержащих примеси, включающий введение исходного раствора в электролитическую ячейку, разделенную на катодную и анодную камеры катионообменной мембраной с использованием нерастворимых анода и катода с осаждением примесей на катоде и с последующим выделением платины из полученного раствора, отличающийся тем, что очистку проводят с введением исходного раствора в анодную камеру с использованием в качестве анолита солянокислого раствора платины, а в качестве католита 6 8 Н раствора соляной кислоты в потенциостатических или контролируемых по напряжению условиях при напряжении 2,5 8,0 В и плотности тока 0,3 12,5 А/дм².

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что исходные растворы имеют содержание платины 50 700 г/л и суммарное содержание примесей ≅ 5000 мг/л (ppm).

3. Способ по п.2, отличающийся тем, что исходные растворы имеют содержание платины 500 700 г/л.

4. Способ по любому из пп.1 3, отличающийся тем, что исходные растворы в качестве примесей содержат Rh и/или Pd, Ir, Au, Ag, Cu, Fe, Co, Si, Sb, As, Pb, Cd, Al, Mn, Mo, Ni, Zn, Sn, Zr, W, Ti и Cr.

5. Способ по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что в качестве анолита используют раствор, содержащий гексахлорплатиновую кислоту.

6. Способ по любому из пп.1 4, отличающийся тем, что в качестве католита используют 6 Н раствор соляной кислоты.

7. Способ по любому из пп.1 6, отличающийся тем, что очистку проводят в потенциостатических или контролируемых по напряжению условиях при напряжении 4,5 5,0 В и плотности тока 9 10 А/дм².

8. Способ по любому из пп.1 7, отличающийся тем, что в качестве анода используют металлическую платину, а в качестве катода металлическую платину, титан или графит.

9. Способ по любому из пп.1 8, отличающийся тем, что в качестве катионообменной мембраны используют тефлоновую мембрану.

10. Способ по любому из пп.1 9, отличающийся тем, что осадок примесей, содержащий платину, удаляют механически с катода и отдельно выгружают.

11. Способ по любому из пп.1 10, отличающийся тем, что процесс очистки проводят в несколько стадий в зависимости от требуемой чистоты конечного продукта.

12. Способ по любому из пп.1 9, отличающийся тем, что металлическую платину из полученных растворов извлекают электрохимическими или химическими способами.