Восстановление родия до металла

Обновлено: 22.01.2025

(Rhodium; от греч. — роза), Rh — хим. элемент VIII группы периодической системы элементов; ат. н. 45, ат. м. 102,9055; относится к металлам группы платины. В соединениях проявляет степень окисления +3, редко +1, +2, +4 и + 6. Серебристо-белый твердый металл, в порошке — серого цвета. Природный родий состоит из стабильного изотопа 103Rh. Получены радиоактивные изотопы с массовыми числами от 96 до 110. Р. накапливается в значительных количествах как продукт деления урана и плутония в ядерных реакторах. Открыл его (1803) англ. химик У.Х. Волластон при исследовании платины самородной. Родий очень редкий и рассеянный элемент, содержание его в земной коре 1 • 10 -7 %.

Собственных минералов не имеет. Содержится в виде изоморфной примеси в минералах самородной платины и группы осмистого иридия (до 3,3%), а также в медноникелевых рудах. Редкая разновидность осмистого иридия — родиевый невьянскит — самый богатый родием минерал (до 11,3%). Кристаллическая решетка Р. кубическая гранецентрированная типа меди, с периодом а = 3,8030 А (т-ра 269° С). Плотность (т-ра 20° С) 12,410 г/см 3 ; tпл 19609С; tкип 3700° С; удельная теплоемкость (т-ра 2Ъ9 С) 0,0589 кал/г х град; коэфф. теплопроводности (в интервале т-р 0—100° С) 0,3585 кал/см х сек х град , коэфф. линейного расширения (в интервале т-р 0—100° С) 8,3 х 10-6 град-1, удельное электрическое сопротивление (т-ра 0° С) 4,33 мком х см; температурный коэфф. электр. сопротивления (т-ры 0—1009 С) 0,00457 град-1; удельная парамагнитная восприимчивость (при комнатной т-ре) 0,9903 х -6 ; термо-эдс в паре с платиной (т-ра 1500° С) 25,35 мв. родий труднолетуч в высоком вакууме (давление его насыщенного пара при т-ре 1500° С составляет 1 х 10-6 мм рт. ст.).

Мех. св-ва Р., особенно пластичность, сильно зависят от степени чистоты. У отожженного Р. модуль норм. упругости 38 640 кгс/мм2; модуль сдвига 15 300 кгс/мм2; предел прочности на растяжение 42 кгс/мм2; относительное удлинение 9—15%; HV = 100—130 (по данным разных авторов). Р. трудно поддается пластическому деформированию. Его можно ковать и протягивать в проволоку диаметром до 1 мм при т-ре выше 800° С. Листовой родий изготовляют горячей прокаткой до толщины около 0,75 мм% после чего металл становится достаточно гибким для холодной прокатки, в процессе к-рой прибегают к многократному промежуточному отжигу. Зоннорафииированный монокристаллический родий можно подвергать холодному деформированию с обжатием до 90% без промежуточного отжига.

Родий обладает высокой коррозионной стойкостью. В виде компактного металла не растворяется в щелочах, к-тах и «царской водке». В высокодисперсном состоянии растворяется в горячей серной к-те и «царской водке». Может быть переведен в раствор после сплавления с KHS04 или Na202 либо спекания с Ва02, а также электролитически с использованием переменного тока. При обычной т-ре не окисляется на воздухе и не тускнеет под действием сероводорода и сернистых соединений. При нагревании на воздухе или в кислороде при т-ре выше 6009 С медленно окисляется с образованием окиси Rh203, разлагающейся при т-ре выше 1100° С с выделением металлического Р. (существуют и др. термически неустойчивые окислы, состав к-рых нельзя считать доказанным). При повышен-ных т-рах взаимодействует с галогенами, образуя галогениды, гл. обр. состава RhX3. Известны многочисленные соединения с серой и фосфором. С азотом и углеродом Р. не взаимодействует.

Растворимость водорода в металле невелика (~ 10-4 ат.%), в виде черни родий адсорбирует водород. В мелкораздробленном состоянии родий обладает каталитическими св-вами. Образует многочисленные комплексные соединения. Сплавляется с большинством металлов. С переходными металлами образует широкие области твердых растворов на основе компонентов и промежуточные фазы со структурой типа CsCl, Cu3Au, MoSi2; дельта-, эпсилон- и мю-фазы, а также Лавеса фазы . Основной источник получения родия полупродукты аффинажа платины. Нерастворимые в «царской водке» остатки для перевода Р. в раствор спекают с перекисью бария либо сплавляют с бисульфатом калия или натрия.

Из растворов Р. извлекают в виде три-аминхлорида родия [Rh (NH3)3] Сl3 хлорородиата калия К3[RhCI6] или гексанитритородиата аммония (NH4)3[Rh(N02)6]. После очистки их прокаливают, а затем восстанавливают в среде водорода при т-ре 900° С, получая родиевый порошок чистотой 99,85—99,96 %.Поставляют родий в виде порошка,прутков и проволоки. Выплавляют родий и его сплавы в высокочастотных индукционных или дуговых печах в вакууме или среде аргона. В чистом виде родий применяют для получения стойких к потускнению покрытий с высокой отражательной способностью в произ-ве рефлекторов, прожекторов, технических зеркал, прецизионных измерительных приборов, ювелирных изделий.

Родий используют как катализатор при гидрировании органических соединений и в качестве припоя для пайки вольфрама и молибдена. В сплавах с платиной Р. применяют для изготовления фильер в произ-ве стекловолокна и вискозы, сосудов для плавления стекломассы, термоэлектродов платина — платинородиевых термопар, химической посуды, нагревательных элементов печей сопротивления, в качестве катализатора в хим. пром-сти (напр., в реакции окисления аммиака в произ-ве азотной к-ты). Сплавы родия с платиной, палладием и др. металлами используют в ювелирной пром-сти.

Родий химический элемент периодической системы Д.И. Менделеева , и имеет атомный номер 45 . Родий простое вещество , твёрдое по физическим свойствам и имеет серебристо — белый цвет . Благородный металл платиновой группы и обозначается знаком Rh .

Первое получение в Англии в 1803 году в ходе растворения самородной платины химиком Уильямом Гайдом Волластоном .

Родий один из немногих металлов который очень мало распространён в земной каре . Типичные соединения имеют глубокий тёмно — красный цвет . Также он по подает на землю в виде железных метеоритов иногда содержание в них до 4,8·10 ⁻ ⁵ % . Так как метал рассеян в земле он не имеет собственных минералов . В основном метал встречается в природном сплаве с другими благородными металоми такие как платина , золото и иридий , поэтому в основном и встречается в золотых и платиновых россыпях .

Находятся в некоторых золотоносных песках Южной Америки , известны месторождения родия до 43% в золотоносных месторождениях Мексики . Самый богатый на благородный металл считается Невьянский прииск помимо родия там добывают платину , золото , осмий , иридий .

1.Благодаря своим свойствам который имеет высокий коэффициент отражения , его используют как материал для изготовления покрытия зеркал .

2.Родий по своим стойким химическим свойствам которые превышают показатели то кого благородного как платина используется в некоторых покрытиях в которых другие благородные металлы использовать нельзя .

Применение как катализатор в производственных масштабах и его часть составляет до 81% от производств , так же применяется в фильтрах — нейтрализаторах выхлопных газов автомобилей

4.Большое значение имеет сплав платины с родием для окисления аммиака и для дальнейшего получения азотной кислоты . Замену данному катализатору с лучшими характеристиками не нашли и на данный момент .

6.Сплав с платина — родий используется в изготовлении термопары для высоких температур до 2200 градусов .

Методы, основанные на восстановлении до металла

Такие восстановители, как соли титана(III), магний, цинк, фосфорноватистую кислоту, рекомендуют для осаждения значительных количеств родия (до ,1 г), а восстановление родия(III) до металла сурьмой используется для микрограммовых количеств.

Восстановление родия обычно производят из кислых растворов комплексных хлоридов. Для регулирования кислотности раствора при восстановлении магнием рекомендуют прибавлять в раствор уксусную кислоту.

При восстановлении металлами (Zn, Mg) наблюдается загрязнение осадков неблагородными металлами, если они присутствуют в растворе, а также металлами-восстановителями. По этой причине осадки следует тщательно промывать до и после прокаливания.

Цветные металлы не мешают при восстановлении родия фосфор-новатистой кислотой.

Восстановление сульфатом титана. Восстановление проводят в сернокислой среде.

Раствор комплексных хлоридов или нитрита родия предварительно выпаривают с H2SOi до паров S03. Осаждение производят в 20—25%-ном сернокислом растворе, содержащем не более0,1 гродия. В нагретый до кипения раствор добавляют по каплям раствор сернокислого титана(III) до коагуляции* осадка и окрашивания жидкости над ним в слабофиолеговый цвет.

После непродолжительного кипячения раствор разбавляют равным объемом горячей воды и фильтруют через маленький бумажный фильтр с синей лентой; промывают осадок горячей 10%-ной H2SOi до отсутствия реакции на Ti(IV) с перекисью водорода в фильтрате. Затем осадок промывают горячей водой, высушивают вместе с фильтром во взвешенном тигле, прокаливают в течение 20 мин. при 900° С, восстанавливают в водороде и взвешивают металлический родий.

Восстановление гидразином. При кипячении нейтрального раствора хлорородиата натрия с солянокислым раствором гидразина выделяется желтый осадок соединения родия с гидразином неизвестного состава, который при добавлении карбоната натрия разлагается с выделением металлического родия и азота.

Для осаждения родия в виде гидроокиси чаще всего применяют гидролизующие и одновременно окисляющие реагенты, так как растворимость гидроокиси родия(1У) меньше, чем растворимость гидроокиси родия(III) (см. гл. II).

Выделение родия с помощью гидролитических методов проводилось из растворов его комплексных хлоридов и перхлоратов.

Бромид-броматный метод. При действии бромида и брома- та натрия на слабосолянокислый раствор комплексных хлоридов родия протекают реакции по схеме:

NaBrOs + НС1 й NaCl + НВгОз,
NaBr + HCI НВг + NaCl,
5HBr + НВгОз ЗВГ2 + ЗН20.

Наличие избытка солей увеличивает pH раствора до ~ 8, в результате чего соединения родия подвергаются гидролизу с образованием гидроокиси родия(Ш), поддействием брома переходящей в Rh(OH)4,

Этим методом можно определять родий в присутствии платины другие платиновые металлы мешают. Ошибка определения родия пои содержании его ~0,1 гсоставляет + 1%.

Слабокислый раствор комплексного хлорида родня разбавляют до 200—400 мл прибавляют около 20 мл 10% -ного бромата натрия, нагревают при 70° С, приливают по каплям 10%-ной раствор бромида натрия и нагревают до кипения. После кипячения снова приливают растворы бромида и бромата натрия. Прекращение выделения брома указывает на установление равновесия в системе.

При последующем добавлении 3—4 капель 10% -ного раствора NazC03 происходит полное выделение родия в осадок.

Избыток Na2C03 нейтрализуют несколькими каплями разбавленной HCI и снова кипятят. При достаточном избытке бромида и бромата натрия устанавливается первоначальное значение pH раствора, равное 8. Продолжительность кипячения раствора в процессе осаждения составляет 1—2 часа. Затем раствор выдерживают на водяной бане до коагуляции осадка, который отфильтровывают через бумажный фильтр, тщательно промывают горячей водой, содержащей нитрат аммония. Осадок вместе с фильтром переносят в фарфоровый тигель, сушат, осторожно прокаливают, восстанавливают в токе водорода.

Для удаления адсорбированного натрия полезно после восстановления несколько раз промыть осадок горячей водой, подкисленной HCI или HN03, и снова прокалить, восстановить и взвесить металлический родий.

Родий

Остатки от аффинажа платины или электрорафинирования меди переводят в [RhCl₃(NH₃)₃], который восстанавливают водородом. Соединения родия легко восстанавливаются до металла при прокаливании в токе водорода; однако при этом необходимо охлаждать Rh током двуокиси углерода, так как иначе вследствие активирования водорода металлом может произойти воспламенение и вторичное его окисление.
В очень активной форме родий получается при осаждении из растворов его солей формиатом аммония в присутствии ацетата аммония и аммиака. Полученный этим или аналогичным способом родий в очень тонкодисперсном состоянии (родиевая чернь) очень активный катализатор.

Физические свойства

Родий представляет собой cиневато - белый металл, похожий на алюминий, твердый и хрупкий. При нагревании становится более гибким.белый ковкий металл, имеющий удельный вес 12,42. Имеет высокую отражательную способность. При плавлении на воздухе он окисляется с поверхности. В электрической печи его можно подвергнуть дистилляции.

Химические свойства

Родий при сильном красном калении окисляется на воздухе, переходя постепенно в оксид Rh₂О₃, который при значительно более высоких температурах вновь разлагается. Хлор при темно-красном калении превращает родий в трихлорид RhCl₃. По отношению к фтору родий чрезвычайно устойчив.
Чистый компактный родий не растворяется ни в одной кислоте, в том числе и в царской водке. Родиевая чернь, напротив, растворяется как в царской водке, так и в горячей концентрированной серной кислоте, а при доступе воздуха и в соляной кислоте. Соляная кислота, насыщенная кислородом, при 150° действует и на компактный металлический родий; последний немного растворим и в расплавленной метафосфорной кислоте. Полностью родий растворяется при красном калении в бисульфате калия, при этом он превращается в растворимый в воде сульфат родия Rh₂(SO₄)₃. При прокаливании родия с содой и селитрой или с перекисью бария образуются нерастворимые оксиды.

Важнейшие соединения

Родий почти всегда бывает в трехвалентном состоянии. Впрочем, в форме гидросида он, несомненно, четырехвалентен. По отношению к фтору родий тоже способен проявлять более высокую валентность, чем 3. Родий, несомненно, четырехвалентен и в комплексном соединении K₂(RhF₆). О существовании соединений шестивалентного родия в литературе сообщалось неоднократно, однако окончательно это до сих пор не установлено.
Родий образует довольно устойчивые комплексные соединения. Их можно разделить на два класса: соединения с комплексным катионом и соединения с комплексным анионом. В соединениях первого типа родий имеет координационное число 6. Некоторые соединения родия, кажущиеся по своему валовому составу простыми солями, имеют в действительности сложное строение. Иногда они образуют даже изомеры. Так, сульфат родия(III) Rh₂(SO₄)₃, по данным Крауса, существует в двух формах - желтой и красной. Первая дает в водных растворах реакции на ионы родия и сульфат-ионы, образует квасцы, свежеприготовленные растворы второй модификации этих реакций не дают.
Гидроксид родия(III) Rh(OH)₃, лимонно-желтое вещество, нерастворим.

Применение

Производство катализаторов, защитных покрытий (зеркала, контакты), сплавов (с Ir и Pt - термопары). Родий применяется при производстве драгоценностей, как декоративное и защитное покрытие. Предметы, сделанные из недрагоценных металлов и серебра становятся очень устойчивыми к износу, когда покрыты слоем родия.

Не нашли что искали? Вы можете оставить заявку, в форме обратной связи.

Портал Gosstanart.info не осуществляет коммерческой деятельности, не сотрудничает с рекламодателями, производителями товаров и компаниями предоставляющими услуги. Просьба, не обращаться с коммерческими предложениями! Вся информация, представленная на портале, результат независимых исследований и является свободно распространяемой информацией.

Родий получение

Извлечение родия и очистка его от неблагородных и благородных примесей связана с исключительно сложными, длительными и трудоемкими операциями. Это неизбежно: родий относится к числу наиболее редких элементов. К тому же он рассеян, собственных минералов не имеет. Находят его вместе с самородной платиной и осмистым иридием.

Однако содержание в них родия невелико: обычно оно составляет доли процента в самородной платине и несколько процентов в осмистом иридии. Известна, правда, редчайшая разновидность осмистого иридия — родистый невьянскит. 8 нем до 11,3% родия. Это самый богатый родием минерал.

Технология выделения родия зависит прежде всего от вида и состава перерабатываемого сырья. Расскажем для примера, как извлекают родий из самородной платины/

С приисков сырая платина поступает на аффинажный завод, где отделяют благородные металлы от неблагородных примесей и разделяют сами драгоценные металлы. Делается это так.
Сырую платину загружают в фарфоровые котлы и обрабатывают царской водкой. Процесс идет при нагревании в течение суток. Родий, а вместе с ним почти вся платина, палладий, неблагородные металлы (железо, медь и другие), частично рутений и иридий переходят в раствор, а в осадке остаются осмистый иридий, кварц, хромистый железняк и другие минеральные примеси.

Поскольку наш рассказ о родии, осадок оставим в покое, а проследим за раствором. Сначала на него действуют хлористым аммонием, чтобы осадить и отделить платину. Оставшийся раствор упаривают: образуется осадок, который состоит из нескольких солей, В нем до 6% родия; присутствуют также палладий, рутений, иридий, платина (всю ее с помощью NH4Cl отделить не удается) и неблагородные металлы. Этот осадок растворяют в воде и еще раз тем же способом отделяют платину. А раствор, в котором остались родий, рутений и палладий, по мере накопления направляют на очистку и разделение.

Родий извлекают разными способами. Например, по способу, предложенному советским ученым В. В. Лебединским в 1932 г., вначале нитритом натрия NaNO₂ осаждают и отделяют от раствора осадок гидроокисей неблагородных металлов; родий при этом остается в растворе в форме Na3[Rh(NO2)6]. После этого с помощью NH4Cl из раствора на холоду выделяют родий; он уходит в виде малорастворимого комплекса (NH4) 2Na [Rh (NO2) 6]. Однако при этом вместе с родием в осадок переходит и иридий; другие же платиновые металлы — рутений, палладий и остатки платины — остаются в растворе. Итак, родий в осадке, и нас теперь интересует уже только этот осадок. Что с ним происходит дальше?

Осадок растворяют в разбавленном едком натре и из этого раствора действием аммиака и NH4Cl снова осаждают родий 3 теперь уже в форме другого комплексного соединения [Rh(NHg)3(N02)3] — Осадок отделяют и тщательно промывают раствором хлористого аммония.

На этом очистка родия еще не закончена. Осадок снова загружают в котел с соляной кислотой и нагревают несколько часов.

Способ селективного выделения родия Rh, рутения Ru и иридия Ir из солянокислых растворов хлорокомплексов платины Pt(IV), палладия Pd(II), золота Au(III), серебра Ag(I), родия Rh(III), рутения Ru(IV) и иридия Ir(IV) Российский патент 2021 года по МПК C22B11/00 C22B3/44 C01G55/00

Изобретение относится к гидрометаллургии платиновых металлов. Такие сплавы используют как катализаторы при конверсии аммиака. Кроме того, такие системы образуются в результате процесса улавливания платиноидов на улавливающих устройствах после аппаратов конверсии аммиака.

Используют также экстракционное разделение платиновых металлов из растворов их хлорокомплексов с последующим выделением соответствующего металла из их солей путем прокалки или электрохимическим восстановлением. (Металлургия благородных металлов. Под редакцией Л.В. Чугаева, М:, «Металлургия», 1987 г., с 432.)

Известен «Способ очистки технической соли гексахлороплатината аммония», включающий перевод платины в раствор и осаждение чистой соли, отличающийся тем, что осуществляют растворение исходной технической соли в водной пульпе обработкой гидразином при рН 1-2 и температуре 89-90°С, а осаждение чистой соли ведут путем окислительной обработки раствора хлором до потенциала 550-600 мВ.

Авт. свид. СССР №1408738, МПК: C01G 55/00 от 06.11.85 г.

Известен «Способ извлечения платиновых металлов из растворов аффинажного производства», включающий сорбцию из хлоридных растворов, отличающийся тем, что сорбцию ведут из хлоридных растворов в динамическом режиме с использованием в качестве сорбента слабоосновного поликонденсационного анионита с матрицей на основе эпоксиполиамина, затем проводят деструкцией насыщенного анионита путем обработки концентрированной азотной кислотой и полученный азотно-кислый раствор, содержащий платиновые металлы, направляют на аффинаж.

Патент РФ на изобретение №2188247, МПК: С22В 11/00; опубл. 2002.08.27

Известен «Способ получения аффинированного палладия из хлоридных платино-палладиевых растворов, включающий осаждение соли платины раствором хлорида аммония, фильтрацию осадка, аффинаж палладия, отличающийся тем, что платинопалладиевый раствор перед осаждением соли платины обрабатывают раствором хлората натрия до значения окислительно-восстановительного потенциала 800-900 мВ при нагревании до 70-90°С.

Патент РФ на изобретение №2194085, МПК: С22В 11/00; опубл. 2002.12.10

Известен «Способ переработки растворов-промпродуктов аффинажного производства металлов платиновой группы», включающий осаждение палладия из раствора тетраамминпалладохлорида в виде палладозаммина (ПЗА) соляной кислотой, осаждение родия из раствора его натриевого гексанитрита хлоридом аммония в виде аммонийно-натриевого гексанитрита (АНГ) родия, отделение осадков ПЗА и АНГ родия фильтрацией, доизвлечение благородных металлов из маточных растворов аффинажа МПГ методами цементации неблагородными элементами, отличающийся тем, что маточный раствор от осаждения палладозаммина нейтрализуют аммиаком до установления рН в пределах от 1 до 5, нейтрализованный раствор отфильтровывают от осадка и используют в качестве хлорида аммония при осаждении АНГ родия.

Известен «Способ извлечения платины из хлоридных растворов», содержащих платину и палладий, примеси других металлов платиновой группы и неблагородных элементов, включающий осаждение малорастворимой соли хлороплатината аммония при перемешивании с использованием в качестве осадителя растворов, содержащих хлорид аммония, и разделение продуктов осаждения фильтрацией, отличающийся тем, что раствор, подлежащий осаждению платины, нагревают до 40-95°С, нагревание продолжают в процессе перемешивания и разделению фильтрацией подвергают разогретую пульпу.

Патент РФ на изобретение №2175677, МПК: С22В 11/00; опубл. 2001.11.10

Известен способ, заключающийся в обработке растворов хлорокомплексов Rh(III), Ru(IV), Ir(IV) водородом под давлением (Троне В.Г. Вытеснение платиновых металлов из растворов их солей водородом под высоким давлением // Известия АН СССР, 1937, отделение математических и естественных наук, с. 233). Но в этом способе обработке подвергали растворы хлорокомплексов Rh(III), Ru(IV) и Ir(IV) в виде парных систем -Rh(III)-Ru(IV), Rh(III)-Ir(IV).

Наиболее близким к предложенному способу разделения этих металлов является «Способ разделения металлов из сплава платина, палладий, родий Pt-Pd-Rh», включающий растворение сплава с получением раствора хлорокомплексов H₂PtCl₆, H₂PdCl₄, H₃RhCl₆, выделение платины из получаемого раствора в форме гексахлороплатината аммония (NH₄)₂PtCl₆, приготовления водной пульпы и обработку пульпы монооксидом углерода СО при атмосферном давлении и t=60-70°С, отличающийся тем, что при достижении системой величины окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) значения 250 mV, обработку прекращают, отделяют выпавший осадок палладия и платины ΣPd,Pt от раствора, а фильтрат продолжают обрабатывать монооксидом углерода СО в прежних условиях до достижения величины окислительно-восстановительного потенциала (ОВП), равной 0mV, после чего отделяют выпавший осадок и прокаливают при 1000°C с получением платины Pt высокой чистоты, в дальнейшем растворы, полученные от выделения гексахлороплатината аммония (NH₄)₂PtCl₆, и платины Pt, смешивают и продолжают обрабатывать монооксидом углерода СО при атмосферном давлении и комнатной температуре до достижения величины окислительно-восстановительного потенциала (ОВП) системы 0mV, при этом отделяют выделившейся осадок порошка палладия Pd от раствора, затем оставшийся раствор обрабатывают щелочью до величины рН≥8, что приводит к выделению родия Rh в виде тонкодисперсного порошка, который после кипячения отделяют от раствора. Патент РФ на изобретение №2693285, МПК: С22В 11/00; опубл. 2019.

Наиболее близким к предложенному способу разделения этих металлов является «Способ селективного выделения родия, рутения и иридия из солянокислого раствора, содержащего хлорокомплексы платины Pt(IV), палладия Pd(II), золота Au(III), серебра Ag(I), родия Rh(III), рутения Ru(IV), иридия Ir(IV)», который включает обработку упомянутого раствора монооксидом углерода COпри атмосферном давлении, интенсивном перемешивании и нагревании с последующей фильтрацией. Патент GB №1507792 A, МПК: C01G5/00, опубл.19.04.1978 г.

Техническим результатом изобретения является повышение степени селективности извлечения родия Rh, рутения Ru и иридия Ir из раствора благородных металлов с высокой степенью чистоты путем обработки водородом с различной концентрацией ионов Н + , при температуре, равной 95°С в течение шести часов.

Достижение указанного результата обеспечивается за счет того, что «Способ селективного выделения родия Rh, рутения Ru и иридия Ir из солянокислых растворов хлорокомплексов платины Pt(IV), палладия Pd(II), золота Au(III), серебра Ag(I), родия Rh(III), рутения Ru(IV), иридия Ir(IV), включает обработку упомянутого раствора монооксидом углерода CO при атмосферном давлении, интенсивном перемешивании и нагревании с последующей фильтрацией. При этом используют солянокислый раствор при содержании HCl 1,5-3, а после фильтрации получают осадок, содержащий Pt, Pd, Au, Ag и фильтрат, содержащий Rh, Ru, Ir в виде карбонилхлоридных комплексов Rh(I)-Rh(CO)₂Cl₂ - ; Ru(II)-Ru(CO)₂Cl₄ -2 и Ir(I)-Ir(CO)₂Cl₂ - . После чего полученный фильтрат нейтрализуют до содержания HCl=2 моль/л. Затем из упомянутого фильтрата последовательно выделяют родий, рутений и иридий, изменяя кислотность раствора. При этом родий выделяют из раствора при температуре 95°С и рН 2 в течение шести часов с получением фильтрата, содержащего рутений и иридий. После чего из полученного фильтрата выделяют рутений при температуре 95°С и рН 5 в течение шести часов. Затем остаток фильтрата, содержащий иридий, обрабатывают хлором до величины окислительного потенциала 850 mV, c образованием раствора хлорокомплекса Ir(IV)-[IrCl₆] -2 , в который добавляют NH₄Cl и осаждают (NN₄)₂ [IrCl₆]. Полученный осадок прокаливают с получением иридия.

Примеры выполнения предлагаемого способа

В качестве исходного был использован раствор, полученный гидрохлорированием промышленного промпродукта. Этот раствор содержал хлорокомплексы H₂PtCl₆, H₂PdCl₄, H₃PhCl₆, HAuCl₄, HAgCl₂, H₂RuCl₆, H₂IrCl₆, а также Cu. Ni. Fe. Состав раствора показан в таблице 1.

Пример 1. 100 мл исходного раствора в стеклянном реакторе обрабатывали монооксидом углерода при атмосферном давлении (барботаж и интенсивное перемешивание при t=50°C в течение 6 часов). Выделялся черный металлический порошок, который отделяли фильтрацией, промывали 2 молярным раствором HCl и анализировали на содержание Rh, Ru, Ir, а фильтрат анализировали на содержание Pt, Pd, Au, Ag.

Пример 2. Проводили такие же операции, как в примере 1, но обработку исходного раствора СО проводили при t=65°C.

Пример 3. Проводили такие же операции, как в примере 1, но обработку исходного раствора СО проводили при t=75°C.

Пример 4. К 100 мл исходного раствора добавили соляную кислоту до концентрации 2,0 моль/л и проводили такие же операции, как в примере 1, но при t=75°C.

Пример 5. К 100 мл исходного раствора добавили соляную кислоту до концентрации 3,0 моль/л и проводили такие же операции, как в примере 1, но при t=85°C. Полученные результаты приведены в таблице 2.

Из приведенных в табл. 2 результатов экспериментов следует, что выделение в осадок Σ Pt, Pd, Au, Ag без соосаждения Rh, Ru, Ir достигается при обработке растворов хлорокомплексов этих элементов монооксидом углерода при содержании HCl в исходном растворе при 1,5 моль/л.

500 мл исходного раствора с концентрацией HCl=2 мол/л в стеклянном реакторе обрабатывали монооксидом углерода при атмосферном давлении и t=85°C в течение 6 часов. Выделившийся осадок порошка Σ Pt, Pd, Au, Ag отделили от раствора, в котором содержались карбонилхлоридные комплексы Rh(I), Ru(II) и Ir(I), образовавшиеся в соответствии с реакциями (5-7). 200 мл полученного фильтрата обрабатывали водородом при атмосферном давлении, t=95°C и рН 2 в течение 6 часов. Был получен осадок черного порошка, который по данным анализа представлял собой Rh без примесей Ru и Ir, а его извлечение из раствора составило >99,9%. Осадок Σ Pt, Pd, Au, Ag-концентрата анализировали на содержание благородных металлов, меди, никеля, железа. Состав осадка показан в таблице 3.

Пример 7. В качестве исходного раствора использовали 100 мл фильтрата после отделения осадка Σ Pt, Pd, Au, Ag, полученного в примере 6, в котором путем нейтрализации доводили кислотность до величины 1 моль/л. (рН 2). Этот раствор обрабатывали водородом в условиях, аналогичных примеру 6. Выделился черный порошок, который отфильтровали. По данным анализа, это была смесь Rh и Ru, извлечение которых в осадок составило >99,9% для Rh и 0,1% для Ru.

Пример 8. В качестве исходного раствора использовали 100 мл фильтрата от осаждения Rh в примере 6, нейтрализованного до рН 3 и обрабатывали водородом в условиях, аналогичных примеру 6. Получен осадок черного порошка. Анализ показал, что это Ru без примеси Ir. Его извлечение составило 78,32%.

Пример 9. В качестве исходного раствора использовали 100 мл фильтрата, полученного в примере 6, нейтрализованного до рН 5 и обрабатывали водородом в условиях, аналогичных примеру 6. Получали черный порошок, анализ которого показал, что это Ru без примеси Rh и Ir, а извлечение Ru составило >99,9%.

В качестве исходного раствора использовали фильтрат, полученный по примеру 9, в котором присутствовал только Ir. Этот раствор обработали хлором до величины окислительного потенциала 850 mV, а затем действием NH₄Cl осадили Ir в форме (NH₄)₂IrCl₆, который был отделен и прокален. Получили порошок Ir, в котором по данным анализа Rh и Ru отсутствовали.

Результаты экспериментов, описанных в примерах 6-9, представлены в таблице 4.

Из результатов экспериментов, представленных в табл. 4, следует, что путем обработки растворов, содержащих карбонилхлоридные комплексы Rh(I), Ru(II) и Ir(I) водородом при атмосферном давлении и t=95°C можно последовательно разделить эти металлы, изменяя кислотность раствора.

Следовательно, применение вышеуказанного способа позволит повысить степень селективности извлечения родия Rh, рутения Ru и иридия Ir из раствора благородных металлов с высокой степенью чистоты путем обработки водородом с различной концентрацией ионов H + .

Реферат патента 2021 года Способ селективного выделения родия Rh, рутения Ru и иридия Ir из солянокислых растворов хлорокомплексов платины Pt(IV), палладия Pd(II), золота Au(III), серебра Ag(I), родия Rh(III), рутения Ru(IV) и иридия Ir(IV)

Изобретение относится к гидрометаллургии платиновых металлов. Селективное выделение родия, рутения и иридия проводят из солянокислого раствора, содержащего хлорокомплексы платины Pt(IV), палладия Pd (II), золота Au(III), серебра Ag(I), родия Rh(III), рутения Ru(IV), иридия Ir(IV). Обработку раствора проводят монооксидом углерода CO при атмосферном давлении, интенсивном перемешивании и нагревании с последующей фильтрацией. При этом используют солянокислый раствор при содержании HCl 1,5-3 моль/л. После фильтрации получают осадок, содержащий Pt, Pd, Au, Ag, и фильтрат, содержащий Rh, Ru, Ir в виде карбонилхлоридных комплексов Rh(I)-Rh(CO)₂Cl₂ - , Ru(II)-Ru(CO)₂Cl₄ -2 и Ir(I)-Ir(СО)₂Cl₂ - . Полученный фильтрат нейтрализуют до содержания HCl=2 моль/л. Затем из фильтрата последовательно выделяют Rh, Ru и Ir, изменяя кислотность раствора. Родий выделяют из раствора при температуре 95°С и рН 2 в течение 6 ч с получением фильтрата, содержащего рутений и иридий, а рутений выделяют при температуре 95°С и рН 5 в течение 6 ч. Остаток фильтрата, содержащий Ir, обрабатывают хлором до величины окислительного потенциала 850 mV с образованием раствора хлорокомплекса Ir(IV)-[IrCl₆] -2 , в который добавляют NH₄Cl и осаждают (NH₄)₂ [IrCl₆]. Полученный осадок прокаливают с получением Ir. Способ позволяет повысить степень селективности извлечения родия, рутения и иридия из раствора благородных металлов с высокой степенью чистоты. 4 табл., 10 пр.

Формула изобретения RU 2 742 994 C1

Способ селективного выделения родия Rh, рутения Ru и иридия Ir из солянокислого раствора, содержащего хлорокомплексы платины Pt(IV), палладия Pd (II), золота Au(III), серебра Ag(I), родия Rh(III), рутения Ru(IV), иридия Ir(IV), включающий обработку упомянутого раствора монооксидом углерода CO при атмосферном давлении, интенсивном перемешивании и нагревании с последующей фильтрацией, отличающийся тем, что используют солянокислый раствор при содержании HCl 1,5-3 моль/л, причем после фильтрации получают осадок, содержащий Pt, Pd, Au, Ag, и фильтрат, содержащий Rh, Ru, Ir в виде карбонилхлоридных комплексов Rh(I)-Rh(CO)₂Cl₂ - , Ru(II)-Ru(CO)₂Cl₄ -2 и Ir(I)-Ir(СО)₂Cl₂ - , после чего полученный фильтрат нейтрализуют до содержания HCl=2 моль/л, затем из упомянутого фильтрата последовательно выделяют родий, рутений и иридий, изменяя кислотность раствора, при этом родий выделяют из раствора при температуре 95°С и рН 2 в течение шести часов с получением фильтрата, содержащего рутений и иридий, после чего из полученного фильтрата выделяют рутений при температуре 95°С и рН 5 в течение шести часов, затем остаток фильтрата, содержащий иридий, обрабатывают хлором до величины окислительного потенциала 850 mV с образованием раствора хлорокомплекса Ir(IV)-[IrCl6] -2 , в который добавляют NH₄Cl и осаждают (NH₄)₂ [IrCl₆], полученный осадок прокаливают с получением иридия.

Читайте также:

Восстановление родия до металла

Похожие страницы:

Методы, основанные на восстановлении до металла

Родий

Родий получение

Похожие патенты RU2742994C1

Формула изобретения RU 2 742 994 C1