AT314210B - Verfahren zur Aufarbeitung von Lösungen die Verbindungen der Platinmetalle enthalten - Google Patents

Description

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   Wegen des hohen Preises der Platinmetalle werden   platinmetallhältige   Abfälle und Abfall-Lösungen nicht verworfen, sondern gesammelt und aus diesen die Platinmetalle nach verschiedenen Methoden wiedergewonnen.
Solche Abfälle können im Zuge der Gewinnung der Platinmetalle anfallen,   z. B.   die Restlösung nach der selektiven Fällung der Platinmetalle mit Ammoniumchlorid ; oder bei der Aufarbeitung von platinhältigen
Abfällen und Schlacken, die nach verschiedensten Verfahren,   z. B.   durch Behandlung mit Königswasser, aufgeschlossen wurden.

   Schwer verarbeitbare Abfall-Lösungen sind auch die meist sehr platinmetallarmen
Waschwässer nach chemischen Reinigungsmethoden und schliesslich fallen auch zum Teil grössere Mengen an verbrauchten Elektrolytlösungen aus Palladium-, Platin- und Rhodiumbädern sowie die sehr verdünnten
Lösungen, die beim Nachwaschen der elektroplattierten Gegenstände erhalten werden, an. 



   Die Aufarbeitung dieser Abfall-Lösungen macht nach dem derzeitigen Stand der Technik zum Teil grössere
Schwierigkeiten. Es sind hauptsächlich drei Methoden gebräuchlich : das starke Eindampfen der Lösungen und das Fällen der Platinmetalle mit Ammonchlorid ; die Ausfällung der Platinmetalle aus den Lösungen mit
Reduktionsmitteln, überwiegend mit Hydrazin ; sowie die am   häufigsten   angewendete Methode, die Zementation mit Metallen, hauptsächlich mit Zinkstaub, bzw. Zinkblech. Alle erwähnten Verfahren sind relativ teuer ; bei den
Fällungen mit Ammonchlorid ist starke Ankonzentrierung durch Eindampfen nötig und man muss vor allem bei platinmetallarmen Lösungen, die viele Neutralsalze enthalten, mit grösseren Platinmetall-Verlust rechnen.

   Die
Fällung mit chemischen Reduktionsmitteln erfordert hohen Aufwand an Chemikalien und ergibt im allgemeinen feinst verteilte Platinmetallpulver, die sich erst nach Kunstgriffen filtrieren lassen. Bei der Zementation mit
Zinkstaub bzw. Zinkblech werden zur vollständigen Fällung grössere   überschüsse   und sehr lange Reaktionszeiten benötigt. Das anfallende Zementat ist mit grösseren Mengen an überschüssigem Zink verunreinigt, das durch chemisches Weglösen entfernt werden muss. Bei der Fällung mit Zinkstaub bzw. Zinkblech kommen noch
Probleme der Abwasserbeseitigung dazu, da die vom Platinmetall befreiten Lösungen zinkhältig sind und erst nach einer Aufbereitung abgelassen werden dürfen. 



   Es ist auch bekannt, Platin aus platinhaltigen Materialien mit Hilfe von Zn-Amalgam zu gewinnen, indem man entweder das Amalgam mit dem platinhältigen Material in saurer Lösung zusammenbringt oder das Material in saurer Lösung mit Zinkpulver und Quecksilber verrührt. Das Amalgam wird dann abgetrennt und aufgearbeitet. Da das Zink im Überschuss vorhanden ist, stellen sich ähnliche Nachteile ein wie bereits vorstehend dargelegt. Überdies ist die Abtrennung des Amalgams von den andern Feststoffen umständlich und nicht quantitativ. 



   Nach dem erfindungsgemässen Verfahren ist ein Fortschritt in der Aufarbeitung von Lösungen der Platinmetalle dadurch zu erreichen, dass als Fällungsmittel Alkaliamalgam verwendet wird. Alkaliamalgam vermag alle Platinmetallverbindungen aus beliebigen Lösungen vollständig und rasch zu Metall zu reduzieren, wobei die ausgefällten Platinmetalle vom Quecksilber unter Bildung der Platinmetallamalgame aufgenommen werden. Die
Reaktion verläuft quantitativ und zum Unterschied von der Zementation mit Zinkstaub bzw. Blech rasch und mit geringem Fällmittelüberschuss. Man kommt in allen Fällen mit einem etwa 2 bis 3-fachen   Überschuss   an Alkali aus. Als ausbeutevermindernde Nebenreaktion tritt nur die Bildung von Natriumhydroxyd ein.

   Die vom Platinmetall befreiten Lösungen bereiten keine Abwasserprobleme, sie enthalten nur unschädliche Neutralsalze und sind von Schwermetallsalzen frei, da eventuell vorhandene Schwermetallsalze ebenfalls vom Alkaliamalgam entfernt werden. 



   Gegenstand der Erfindung ist somit ein Verfahren zur Aufbereitung von Lösungen, die Verbindungen der Platinmetalle enthalten, das dadurch gekennzeichnet ist, dass man die saure Lösung, vorzugsweise unter Rühren, mit Alkaliamalgam in Kontakt bringt, dann die Lösung vom Amalgam trennt, das Platinmetall im Amalgam, vorzugsweise durch Filtration anreichert und durch Abdestillieren des Quecksilbers das freie Platinmetall gewinnt. Das Alkaliamalgam soll mindestens 0, 01, vorzugsweise 0, 2 bis 0, 6 Gew.-% Alkalimetall enthalten. Der Alkaliüberschuss, den man vorzugsweise einsetzt, soll das 2- bis 3fache, bezogen auf die Platinmetallmenge, betragen. Weiters hat es sich als günstig erwiesen, das Alkaliamalgam den Platinmetall-Lösungen langsam, insbesondere im Laufe mehrerer Stunden, vorzugsweise 2 bis 3 Stunden, zuzusetzen. 



   Im allgemeinen wird man dem Natriumamalgam, nicht zuletzt aus Preisgründen, den Vorzug geben, doch ist natürlich auch das Kaliumamalgam bzw. ein Gemisch von   Natrium- und Kaliumamalgam   als Fällungsmittel geeignet. 



   Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Reduktion mit Natriumamalgam in an sich bekannten Rührapparaturen durchgeführt. Man setzt in die Rührapparatur zuerst eine möglichst geringe Menge an Natriumamalgam (wenigstens 0, 01 Gew.-% Na) ein. Die Menge an Natriumamalgam soll gerade ausreichen, um in der Rührapparatur eine zusammenhängende Quecksilberoberfläche zu erreichen. Dann wird-unter gutem   Rühren-die   aufzuarbeitende Platinmetallsalzlösung aufgegeben und schliesslich unter Rühren Natriumamalgam, vorzugsweise mit 0, 2 bis   0, 6 Gew.-% Natrium, im   allgemein in   2-bis   3fachem, auf das Platinmetall bezogenem Überschuss, langsam im Laufe längerer Zeit, insbesondere von 2 bis 3 Stunden zufliessen gelassen.

   Die Reaktion setzt sofort nach Zusetzen des Amalgams unter leichter Wasserstoffentwicklung ein ; die Lösungen können sich durch ausfallendes Platinmetallpulver vorübergehend dunken färben, die Hauptmenge an Platinmetall wird aber sofort mit Quecksilber aufgenommen. Es hat sich als vorteilhaft erwiesen, nach 

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Beendigung der Reaktion das Reaktionsgemisch-ohne zu   rühren-noch   4 bis 8 Stunden in Ruhe stehen zu lassen, um eventuell noch vorhandene, nicht benetzte Platinmetallpartikelchen vom Quecksilber aufnehmen zu lassen. Die Lösungen sind nach dieser Zeit platinmetallfrei und klar ; sie können leicht vom Amalgam getrennt und verworfen werden.

   Vorlegen von natriumfreiem Quecksilber in die Rührapparatur ist ungünstig, da die
Platinmetall-Lösung mit reinem Quecksilber unter Bildung von schwerlöslicher Hg (I) salzen reagiert und die
Hg (I) salze auch nach Zusatz von Natriumamalgam nur mehr schwer reduziert werden können. Ist aber Natrium im vorgelegten Quecksilber vorhanden, wird die Bildung von Hg (I) salzen wirksam verhindert. Ebenso ist es nicht empfehlenswert, kein Amalgam vorzulegen ; das zuerst einfliessende Natriumamalgam wird unter diesen
Umständen beim Rühren in einzelne Tröpfchen zerteilt, die rasch an Natrium verarmen und dann Anlass zur
Bildung von Hg (I) salzen geben. Aus dem gleichen Grund ist während der Reaktion so vorsichtig zu rühren, dass keine einzelnen Tröpfchen aus der zusammenhängenden Amalgamoberfläche herausgerissen werden. 



   Durch PH-Kontrolle (PH-Papier) ist dafür zu sorgen, dass die Lösung während der Umsetzung nicht alkalisch wird. Ein Alkalischwerden der Lösung bedingt, dass die ausgefällten Platinmetalle nicht vom Quecksilber aufgenommen werden, sondern aufgeschlämmt in der Lösung verbleiben. Doch auch in solchen Fällen lässt sich durch nachträgliches Ansäuern der Lösung erreichen, dass alles Platinmetall vom Quecksilber benetzt wird, doch erfordert die restlose Benetzung dann längere Zeit. 



   Das Amalgam, das alles Platinmetall, aber kein Natrium mehr enthält, lässt sich zur Anreicherung filtrieren, weil die Platinmetalle in Quecksilber nur eine äusserst geringe Löslichkeit besitzen. Man erhält als Filtrat praktisch platinmetallfreies Quecksilber, das nach Wiederaufsättigung mit Natrium-durch elektrolytische Abscheidung von Natrium aus Sodalösung oder durch Zusetzen von metallischen Natrium-in den Prozess zurückgeht. Der Filterkuchen enthält 5 bis 10% Platinmetall. Durch Abdestillieren des Quecksilbers wird pulverförmiges Platinmetall erhalten, das sich leicht zusammenschmelzen oder auch für eine weitere Verarbeitung chemisch lösen lässt. 



   Das erfindungsgemässe Verfahren ist für alle anfallenden Platinabfall-Lösungen geeignet. Man kann nach diesem Verfahren mit Erfolg ebenso konzentrierte Mutterlaugen, die platinreich und nahezu ammonchloridgesättigt sind, aufarbeiten, wie auch platinmetallarme Waschwässer oder platinmetallarme aber neutralsalzreiche Abfall-Lösungen. In allen Fällen werden mit 2- bis 3fachem Überschuss an Natriumamalgam hundertprozentige Ausbeuten, bezogen auf den Platinmetallgehalt der Abfall-Lösungen, erreicht. 



   Ausführungsbeispiele :
1.   5l   einer schwach salzsauren Kristallisationsmutterlauge, die 8   g/l   Platin enthalten und nahezu an Ammonchlorid gesättigt sind, werden nach Zusatz von 10 bis 20% Wasser, zur Vermeidung des Auskristallisierens von Ammonchlorid, rasch auf wenig Natriumamalgam mit 0, 1 Gew.-% Natrium, das sich in einem Rührkessel befindet, aufgegossen. Dann wird unter gutem Rühren langsam im Laufe von 2 h 750 ml Natriumamalgam mit 0, 5 Gew.-% Natrium zugesetzt. Nach Beendigung der Natriumamalgamzugabe wird 8 h ohne Rühren stehengelassen und die platinfreie Lösung vom Amalgam getrennt. Das Amalgam wird mit etwas Wasser gewaschen und über Rehleder oder eine Glasfilternutsche filtriert und der Filterrückstand durch Abdestillieren des Quecksilbers auf Platinmetallpulver weiterverarbeitet.

   Das Filtrat von der   Amalgamfiltration   und das vom Filterrückstand abdestillierte Quecksilber können, nach Wiederaufsättigen mit Natrium, erneut für die Aufarbeitung neuer Platinmetall-Lösungen dienen. 



   2. Sehr verdünnte   Platinmetallabfall-Lösungen   mit   0, 05 g/l Platin   werden, wie in   Ausführungsbeispiel l   beschrieben, mit einem 2, 5- bis 3fachen Überschuss an Natriumamalgam mit 0, 2 bis 0, 6 Gew.-% Natrium behandelt. Durch laufende PH-Kontrolle und eventuellen Zusatz von geringen Mengen an Salzsäure wird ein Alkalischwerden der Lösung während der Reaktion vermieden. Nach Beendigung der Reaktion und nach 8-stündigem Stehenlassen kann Lösung und Amalgam getrennt und das Amalgam, wie oben beschrieben, aufgearbeitet werden. 



   PATENTANSPRÜCHE : 
1. Verfahren zur Aufbereitung von Lösungen, die Verbindungen der Platinmetalle enthalten, 
 EMI2.1 
 Alkaliamalgam in Kontakt bringt, dann die Lösung vom Amalgam trennt, gegebenenfalls das Platinmetall im Amalgam, vorzugsweise durch Filtration anreichert und durch Abdestillieren des Quecksilbers das freie Platinmetall gewinnt. 
 EMI2.2 

Claims (1)

1. 01,Platinmetallverbindungen enthaltende Lösung in eine Rührapparatur einfliessen lässt, in der sich eine geringe, einen zusammenhängenden Film bildende Menge an Alkaliamalgam mit mindestens 0, 01 Gew.-% Alkalimetall befindet und unter Rühren im Laufe längerer Zeit, vorzugsweise mehrerer Stunden, insbesondere 2 bis 3 <Desc/Clms Page number 3> Stunden, weiteres Alkaliamalgam, vorzugsweise mit einem Gehalt an 0, 2 bis 0, 6 Gew.-% Alkali zufliessen lässt.

   4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man das Alkaliamalgam im überschuss, vorzugsweise in 2- bis 3fachem überschuss, bezogen auf die Platinmetallmenge, zusetzt. EMI3.1 Beendigung der Alkaliamalgamzugabe die Lösung längere Zeit, vorzugsweise 4 bis 8 Stunden, ohne zu Rühren im Kontakt mit dem Amalgam stehen lässt, ehe man sie vom Amalgam trennt. EMI3.2 Amalgam vorzugsweise durch Filtration abgetrennte sowie das vom Filterrückstand abdestillierte Quecksilber mit Alkaliamalgam, vorzugsweise Natriumamalgam, wieder aufsättigt und neuerlich zur Behandlung von Platinmetallverbindungen enthaltenden Lösungen wieder einsetzt.