Способ получения платины

Способ получения платины

Реферат

Технологический процесс получения платины включает операции выделения ее в виде соли хлороплатината аммония (ХПА) из различных типов растворов платинохлористоводородной кислоты (ПХВК), содержащих примеси палладия, и/или родия, и/или иридия, отмывку и прокаливание ХПА. Один из таких типов растворов ПХВК плотностью более или равной 2.0, преимущественно 2.0-2.1 г/см³, отличается от других тем, что в его составе практически отсутствует соляная кислота. Содержание основных компонентов в одном из растворов этого типа, г/л: платины - 650-715, палладия - 2.0, родия - 1.6, иридия - 0.426.

Для получения определенной технологически удобной структуры осадка соли платины растворы ПХВК перед осаждением ХПА обычно разбавляют водой. При этом вследствие практического отсутствия в составе охарактеризованных растворов соляной кислоты некоторая часть платины и значительная доля ее примесей образует неосаждаемые хлоридом аммония аквахлорокомплексы типа [Pt(H₂O)Cl₅]^-. Эта особенность растворов платинохлористоводородной кислоты благоприятствует очистке платины от примесей, но зато способствует снижению извлечения ее в целевой продукт.

В одном из известных способов получения платины из шлихового сырья концентрацию хлорида аммония в растворе, используемом в качестве осадителя ХПА, изменяют по ходу осаждения ХПА, а неосаждаемую часть платины извлекают из маточного раствора путем добавления к нему азотной кислоты и нагревания реакционной массы (Металлургия благородных металлов. Изд.2 под ред. Л.В.Чугаева. М.: Металлургия. 1987, стр.410, 411). Осаждение начинают с введения в раствор платины раствора хлорида аммония концентрацией (C_NH4Сl), равной 5%, затем увеличивают ее до 12.5%, а заканчивают осаждение при C_NH4Cl=25%. После введения последней порции реагента осадок отделяют от маточного раствора и промывают 5% раствором хлорида аммония. Обработку маточного раствора азотной кислотой ведут до превращения примеси иридия из 3 в 4-валентное состояние. При этом дополнительно осажденная часть хлороплатината аммония получается сильно загрязненной иридием и другими металлами платиновой группы (МПГ).

Как показывает опыт использования вышеописанного способа для получения платины из раствора ПХВК, перед осаждением ХПА, разбавленного до плотности 1.3 г/см³, извлечение платины в аффинированную форму не превышало 89.8%.

Известен способ получения платины, включающий добавление соляной кислоты к раствору соединения платины, осаждение хлороплатината аммония, отмывку и прокаливание платиновой соли (Руководство по неорганическому синтезу под ред. М.Баудлера и др. пер. с нем. М.: Мир, 1985, т.5 стр.1804). Этот способ наиболее близок к заявляемому.

В прототипном способе раствор платинохлористоводородной кислоты, содержащий металлы спутники платины, вначале подвергают последовательной обработке добавками хлорида, карбоната и бромата натрия, превращая H₂PtCl₆ в Na₂PtCl₆, а примеси в осадок гидроксидов, раствор хлороплатината натрия разбавляют водой до концентрации платины 50 г/л. Поскольку очищенный от примесей раствор хлороплатината натрия содержит не осаждаемые хлоридом аммония формы платины вследствие практического отсутствия соляной кислоты, к нему перед осаждением ХПА добавляют соляную кислоту. Величину добавки соляной кислоты принимают такой, чтобы в растворе установилось значение рН 0.5-1.0. Осадок хлороплатината аммония отмывают 5% раствором хлорида аммония, сушат и прокаливают до получения платиновой губки. Полученную губку кипятят с водой для удаления хлорида натрия и еще раз прокаливают.

Недостатки способа-прототипа: большая продолжительность цикла получения аффинированной платины, большие затраты на осуществление аффинажа и относительно низкое извлечение платины в целевой продукт. Более 5% платины и в этом способе переходит в побочные продукты: осадок гидроксидов и в маточный раствор.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, состоит в уменьшении длительности цикла аффинажа, снижении затрат и повышении извлечения платины в целевой продукт.

Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе получения платины, включающем добавление соляной кислоты к раствору соединения платины, осаждение хлороплатината аммония избытком хлорида аммония, отмывку и прокаливание хлороплатината аммония, добавление соляной кислоты совмещают с разбавлением водой раствора платинохлористоводородной кислотой, компоненты смеси для разбавления берут в таком соотношении, чтобы на моль платины приходилось 0.25-1.0 моль хлористого водорода, а плотность смеси составляла 1.3-1.4 г/см³, разбавленный раствор платинохлористоводородной кислоты перед осаждением хлороплатината аммония отфильтровывают от взвеси, образовавшейся в результате разбавления, избыток хлорида аммония при осаждении хлороплатината аммония составляет 20-30 г/л.

Предложенное решение основано на том, что взаимодействие соляной и платинохлористоводородной кислот, взятых в соотношении согласно описанию, резко ускоряет деакватацию комплексов платины, но в то же время практически не изменяет формы нахождения примесей МПГ в растворе. Столь сильное различие отношения к соляной кислоте платины и ее примесей в данном случае объясняется существенно большей устойчивостью [PtCl₆]^2- по сравнению с соответствующими хлорокомплексами всех ее аналогов.

Пример.

Исходный продукт для получения платины - раствор платинохлористоводородной кислоты плотностью 2.074 г/см³ содержал, г/л: платины - 700, палладия - 2, родия - 1.6, иридия - 0.426. Доля общего количества платины, находящейся в исходном продукте в неосаждаемой хлоридом аммония акватированной форме составляла 15.6%.

Провели пять опытов получения платины из 5 равных объемов этого раствора, каждого по 0.13 л (по 91 г или 0.46 моль платины в каждом опыте). В первых четырех опытах исходные растворы перед осаждением хлороплатината аммония разбавляли до плотности 1.3 г/см³ (концентрация платины 195 г/л или 1 моль/л) водой (опыт 1) или водой с различными добавками соляной кислоты. Используемый раствор соляной кислоты имел плотность 1.19 г/см³ (концентрация соляной кислоты 12.5 моль/л). В растворах - продуктах разбавления раствора платинохлористоводородной кислоты наблюдали образование взвеси. Перед осаждением хлороплатината аммония разбавленные растворы платинохлористоводородной кислоты очистили от взвеси фильтрованием.

Для осаждения хлороплатината аммония каждый из полученных фильтратов объемом около 0.433 л смешали с 0.225 л раствора хлорида аммония плотностью 1.07 г/см³ (расчетный избыток сверх стехиометрии 25 г/л). Реакционные массы перемешивали 15 мин, после чего отфильтровали из них осадки хлороплатината аммония. Осадки на фильтрах отмыли водой до установления в их влажной массе рН 5 и затем здесь же вакуумировали до получения их воздушно сухого состояния. Обезвоженные осадки прокалили при 1000°С, полученные образцы платиновой губки измельчили в порошки и проанализировали спектральным методом на содержание примесей.

Результаты опытов сведены в таблице.

Как видно из таблицы, добавление соляной кислоты к раствору платины в процессе его разбавления водой перед осаждением ХПА во всем интервале взятых величин добавок способствовало повышению извлечения платины в целевой продукт аффинажа. Содержание примесей в платиновой губке оставалось неизменным в диапазоне отношений числа молей HCl к числу молей платины в растворе, подвергаемом осаждению ХПА, 0.25-1.0. Дальнейшее увеличение этого отношения до 1.4 приводило к некоторому возрастанию в целевом продукте содержания примеси иридия.

Таблица 1
Влияние условий разбавления раствора платинохлористоводородной кислоты на извлечение платины в платиновую губку и содержание в ней примесей
№ опытов	Состав смесей для осаждения ХПА, л	Отношение числа молей HCl к числу молей Pt в смеси	Плотность раствора Pt после разбавления, г/см3	Извлечение Pt в губку, %	Концентрация примесей в Pt губке, %×103
Раствор ПХВК d=2.074 г/см3	Соляная кислота d=1.19 г/см3	Вода	Pd	Rh	Ir
1	0.130	0	0.325	0	1.3	89.8	2	3	3
2	" "	0.009	0.316	0.25	1.3	96.8	2	3	2
3	" "	0.018	0.307	0.5	1.3	98.1	2	3	3
4	" "	0.036	0.289	1.0	1.3	99.4	2	3	4
5	" "	0.050	0.170	1.4	1.4	98.4	3	4	6

1. Способ получения платины из растворов платинохлористоводородной кислоты, содержащей примеси палладия, и/или родия, и/или иридия, включающий добавление соляной кислоты к раствору соединения платины, осаждение хлороплатината аммония избытком раствора хлорида аммония, отмывку и прокаливание хлороплатината аммония, отличающийся тем, что добавление соляной кислоты совмещают с разбавлением платинохлористоводородной кислоты, компоненты смеси для разбавления берут в таком соотношении, чтобы на 1 моль платины приходилось 0,25-1,0 моль хлористого водорода, а плотность смеси составляла 1,3-1,4 г/см³, разбавленный раствор платинохлористоводородной кислоты перед осаждением хлороплатината отфильтровывают от взвеси, образовавшейся в результате разбавления.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что избыток хлорида аммония при осаждении составляет 20-30 г/л.