Способ извлечения иридия из хлоридного раствора, содержащего примеси металлов платиновой группы и неблагородные элементы

 

Использование: касается аффинажного производства металлов платиновой группы. Сущность изобретения: в способе проводят прогревание нитритного раствора при температуре выше их нормальной точки кипения в автоклаве, когда создаются благоприятные условия для полного замещения всех лигандов во внутренней сфере комплексов иридия на нитрит-ионы. Изобретение позволяет значительно повысить извлечение иридия в целевой продукт - гексанитроиридат натрия и аммония, уменьшить расход реактивов и энергетические затраты. 2 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к аффинажному производству металлов платиновой группы (МПГ).

Получение иридия в аффинажном производстве металлов платиновой группы включает операции концентрирования иридия (вместе с родием) в осадке аммонийно-натриевых солей типа (NH₄)₂Na[(Rh,Ir)(NO₂)₆] Известен способ извлечения иридия, в котором хлоридные растворы, содержащие примеси платиновых и неблагородных металлов, вначале упаривают с азотной кислотой, упаренный раствор обрабатывают при нагревании нитритом натрия (нитруют), отделяют осадок гидроксидов от раствора нитрокомплексов металлов платиновой группы, раствор нитрокомплексов охлаждают и вводят в него хлорид аммония, отделяют выпавший осадок аммонийно-натриевых нитритных солей, содержащих преимущественно родий и иридий. Аммонийно-натриевые нитритные соли направляют на аффинажные операции разделения родия и иридия и очистки их от примесей.

Данный способ наиболее близкий к заявляемому и является прототипом. Основными недостатками прототипного способа являются относительно высокие потери иридия с маточным раствором от осаждения АННС; большой расход хлорида аммония.

Техническая задача изобретения повышение извлечения иридия из хлоридных растворов в аммонийно-натриевые нитритные соли (АННС) и сокращение затрат.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе извлечения иридия, включающем нитрование хлоридного раствора, осаждение аммонийно-натриевых нитридных солей добавками хлорида аммония, перед осаждением АННС растворы нитрокомплексов МПГ дополнительно прогревают в автоклаве и охлаждают.

Сущность предлагаемого способа заключается в следующем.

В процессе нитрования хлоридных растворов в условиях осуществления прототипного способа хлорокомплексы МПГ превращаются в нитритные и смешанные нитритно-хлоридные комплексы. При последующей обработке такого раствора хлоридом аммония в осадок аммонийно-натриевых нитритных солей осаждается лишь та часть иридия, которая находится в виде гексанитритных комплексов. Смешанные хлоридно-нитритные комплексы при этом осаждаются в незначительной степени и то лишь при очень большом избытке хлорида аммония.

При введении дополнительной операции, прогрева раствора нитрокомплексов в автоклаве, происходит превращение не осаждаемых хлоридом аммония нитритно-хлоридных комплексов Ir в осаждаемые гексанитритные по реакциям типа: Na₃[Ir(NO₂)₃Cl₃] + 3NaNO₂ Na₃[Ir(NO₂)₆] + 3NaCl (1) Na₃[Ir(NO₂)₂Cl₄] + 4NaNO₂ Na₃[Ir(NO₂)₆] + 4NaCl (2) Из охлажденного раствора, прошедшего автоклавную обработку, при введении хлорида аммония иридий, также как и родий, осаждается практически нацело.

Заявляемые параметры pH нитрования 5,0 5,5 и температура до которой охлаждают прогретые в автоклаве нитритные растворы, перед обработкой хлоридом аммония, определены как оптимальные экспериментальным путем. При обработке хлоридных растворов нитритом натрия до pH равного 5,0 создается такая концентрация нитрит-ионов в растворе, которая гарантирует полноту замещения лигандов хлора в комплексах МПГ при создании для этого необходимых температурных условий. Нитрование до pH более 5,5 нецелесообразно из-за неоправданного увеличения расхода реактива. При обработке нитритного раствора имеющего температуру более 30^oC хлоридом аммония, возможна неполнота осаждения аммонийно-натриевых нитритных солей родия и иридия за счет протекания химической реакции NO^-₂ + NH⁺₄ = N₂ + 2H₂O (3) скорость которой резко возрастает с повышением температуры. Для охлаждения раствора ниже 20^oC требуются большие затраты.

Пример 1 (прототипный способ).

Исходный продукт фильтрат хлоридного раствора, полученного гидрохлорированием концентрата МПГ содержал, г/л: 11,2 Pt; 59,8 Pd; 10,5 Rh; 4,2 Ir; 16,3 Ru и примеси неблагородных элементов. 200 см³ этого раствора нагрели до кипения (температура 102^oC) и ввели насыщенный раствор нитрита натрия до установления pH на уровне 5,0 5,5. Пульпу прогрели при заданной температуре в течение 2 ч, охладили до температуры 25^oC и отфильтровали. В результате получили 500 см³ основного нитритного раствора и осадок гидроксидов. Гидроксиды распульповали в 250 см³ воды, при перемешивании прогрели при 90-95^oC в течение 60 мин и отфильтровали. В результате переработки получили 250 см³ фильтрата промвод.

Для осаждения аммонийно-натриевых нитритных солей родия и иридия в основной нитритный раствор и промводы гидроксидов ввели соответственно 12,5 и 6,25 гр хлорида аммония, перемешали в течение 2 ч и затем продукты осаждения отфильтровали. После фильтрации получили маточные растворы, остаточная концентрация иридия в которых составляла 0,45 г/л в основном растворе и 0,38 г/л промводах (таблица).

Пример 2. (прототипный способ) Исходный продукт фильтрат хлоридного раствора, полученного гидрохлорированием концентрата МПГ содержал, г/л: 11,2 Pt; 59,8 Pd; 10,5 Rh; 4,2 Ir; 16,3 Ru и примеси неблагородных элементов. 200 см³ этого раствора нагрели до кипения (температура 102^oC) и ввели насыщенный раствор нитрита натрия до установления pH на уровне 5,0-5,5. Пульпу прогрели при заданной температуре в течение 2 ч, охладили до температуры 25^oC и отфильтровали. В результате получили 500 см³ основного нитритного раствора и осадок гидроксидов. Гидроксиды распульповали в 250 см³ воды, при перемешивании прогрели при 90-95^oC в течение 60 мин и отфильтровали. В результате переработки получили 250 см³ фильтрата промвод.

Для осаждения аммонийно-натриевых нитритных солей родия и иридия в основной нитритный раствор и промводы гидроксидов ввели соответственно 50,0 и 25.0 гр хлорида аммония, перемешали в течение 2 ч и затем продукты осаждения отфильтровали. После фильтрации получили маточные растворы, остаточная концентрация иридия в которых составляла 0,32 г/л в основном растворе и 0,25 г/л в промводах (таблица).

Пример 3 (предлагаемый способ).

Исходный продукт фильтрат хлоридного раствора, полученного гидрохлорированием концентрата МПГ содержал: 11,2 Pt; 59,8 Pd; 10,5 Rh; 4,2 Ir; 16,3 Ru и примеси неблагородных элементов. 200 см³ этого раствора нагрели до кипения (температура 102^oC) и ввели насыщенный раствор нитрита натрия до установления pH на уровне 5,0-5,5. Пульпу прогрели при заданной температуре в течение 2 ч, охладили до температуры 25^oC и отфильтровали. В результате получили 500 с³ основного нитритного растворы и осадок гидроксидов. Гидроксиды распульповали в 250 см³ воды с добавкой в нее 15 см³ насыщенного раствора нитрита натрия, при перемешивании прогрели при 90-95^oC в течение 60 мин и отфильтровали. В результате переработки получили 250 см³ фильтрата промвод.

Основной раствор и промводы объединили, объединенный раствор разделили на 5 равных частей, которые прогрели в автоклаве при различной температуре и продолжительности. После автоклавной обработки растворы охладили и ввели в них хлорид аммония. Расход хлорида аммония во всех пробах составил 25 г/л. Полученные результаты по извлечению иридия в осадок АННС представлены в таблице.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет значительно повысить извлечение иридия в осадок аммонийно-натриевых нитритных солей и снизить расход хлорида аммония.

Формула изобретения

1. Способ извлечения иридия из хлоридного раствора, содержащего примеси металлов платиновой группы и неблагородные элементы, включающий обработку хлоридного раствора нитритом натрия, отделение осадка гидроксидов от нитритного раствора фильтрованием, выщелачивание осадка гидроксидов водой и осаждение хлоридом аммония из растворов нитрокомплексов аммонийно-натриевых нитритных солей, содержащих иридий, отличающийся тем, что обработку раствором нитрита натрия ведут до установления рН раствора 5,0 5,5 и перед осаждением хлоридом аммония нитритные растворы дополнительно нагревают в автоклаве, а затем охлаждают до 20 30^oС.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выщелачивание осадка гидроксидов водой проводят с добавкой в нее раствора нитрита натрия и перед осаждением аммонийно-натриевых нитритных солей промводы объединяют с основным нитритным раствором.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что нагревание в автоклаве ведут при температуре 150 180^oС, давлении 6 15 атм при продолжительности 10 40 мин.

РИСУНКИ

Рисунок 1