CN105177305A - 一种铂金湿法提纯方法 - Google Patents

Abstract

一种铂金湿法提纯方法，通过二次加入王水溶液使铂合金料彻底溶解；通过加入20％氢氧化钠溶液配合还原的技术方案，以最佳的溶液加热升温曲线、合理的溶解液配比以及提高氧化剂、还原剂的浓度及纯度，优化了提纯工艺，使提纯周期由过去的10～12天降低了7～8天，提纯消耗降低15～20％，能源消耗降低20～30％，并使工作环境有明显的改善，且提纯出的铂金料，纯度高，使铂金制品寿命远超出采用传统提纯工艺加工的寿命。

Description

一种铂金湿法提纯方法

技术领域

本发明涉及铂金加工生产领域，具体是一种铂金湿法提纯方法。

背景技术

提纯是铂金加工中一个重要过程，铂金的纯度对加工产品的质量和使用寿命有着直接的影响。传统的湿法提纯工艺具有提纯周期长、能耗高、作业环境差、提纯消耗高，目前，铂金提纯的方法有溶解贵金属法、全熔法、干法提纯、湿法提纯等，但他们所回收的铂纯度最高也只有99％。溶解贵金属法玻纤工业铂的回收昆明贵金属研究所提出，将Pt、Rh、Au合金废料用王水深解，赶硝转钠盐，过氧化氢还原分离金，离子交换除杂质，水合肼还原得纯Pt、Rh。铂铑产品纯度99％，回收率99％。物质再生利用研究所提出用“白云石一纯碱混合烧结法”从废耐火砖，玻璃渣中回收铂铑的工艺。废耐火砖经球磨、溶融、水碎、酸溶、过滤、滤渣用王水溶解，赶硝，离子交换，水合肼还原，获铂铑产品。铂铑总收率>99％，产品纯度99.95％。但回收率较低，针对上述铂金提纯缺点，因此对铂金提纯进行了优化，攻克“中毒”程度小，提纯出的纯度比较低等缺点。

发明内容

为克服传统工艺中存在的提纯出的纯度比较低，影响产品质量和使用寿命，以及对环境污染大及对操作人员危害大，本发明提出了一种铂金湿法提纯方法。

本发明包括以下步骤：

步骤1，工艺准备：

a.对所需要提纯的铂金按常规方法进行酸处理后制成铂金片备用。

b.投料：将得到的铂金片投入三口烧瓶内。

步骤2，溶解：所述溶解是通过王水溶液将铂金片溶解。对铂金片溶解时，通过吸力泵抽出三口烧瓶内反应产生的气体，使蒸气水冷却后排出。通过电炉对得到的王水溶液加热。当三口烧瓶内的合金料剩余1/3未溶解时，关闭电炉。当三口烧瓶内王水溶液的温度降至25度时，再次向烧瓶内加入王水溶液并搅拌均匀。所述王水溶液采用3:1的盐酸和硝酸配制而成。

完成第二次添加的盐酸和硝酸后，对烧瓶加热，使烧瓶内的王水溶液保持在约75℃，使王水达到微沸的状态，并使王水溶液的液面持续有小气泡产生。通过第二次加入的王水溶液使瓶内合金料完全溶解，得到氯铂酸溶液。

步骤3，赶硝酸：赶硝酸是为消除氯铂酸溶液中生成的亚硝酰氯化合物和残留的硝酸。

往三口烧瓶内的氯铂酸溶液中分别加入盐酸溶液，该盐酸溶液是由纯水和浓盐酸配成，并且纯水：浓盐酸＝1：1。将电炉电压调节为110V并保持该电压30min；保持电压结束后，继续将电炉的电压调节为140V并保持该电压30min；保持电压结束后，继续将电炉的电压调节为180V并保持该电压30min，调到180V后赶硝酸。在所述赶酸的过程中保持180V电压。氯铂酸溶液温度升高至110℃。由于温度升高，三口烧瓶内的氯铂酸溶液会产生大量的蒸气水，通过与三口烧瓶相连接的冷凝管将蒸气水冷却排出。得到去除硝酸的氯铂酸溶液。

步骤4，钠盐：在经过赶酸的氯铂酸溶液中加入5000ml纯水稀释，搅匀、煮沸。电炉的电压降为140V。往三口烧瓶内加入65％氯化钠，氯化钠的加入量按金属铂合金料重量确定。氯化钠的加入量是合金料的投入量×65％。

将三口烧瓶中添加有氯化钠的氯铂酸溶液煮沸2小时，电炉的电压升高至180V，使溶液体积浓缩，自然冷却2～3小时，通过真空泵将三口烧瓶中的溶液抽吸出来放入玻璃瓶。得到六氯铂酸钠溶液_。

步骤5，离子交换：将六氯铂酸钠溶液置于容器内，用氢氧化钠调所述六氯铂酸钠溶液的酸度至PH＝1.5。在调节时，先用固体氢氧化钠调节，再用浓度为10％～20％的氢氧化钠溶液调节。用陶瓷漏斗铺垫滤纸，对所述六氯铂酸钠溶液进行过滤。对过滤后的六氯铂酸钠溶液通过离子交换树脂进行离子交换。离子交换的具体过程如下：

a.用1000ml浓度为50％的盐酸淋洗得到的离子交换树脂，盐酸的流速为每分钟200～250ml。

b.用纯水淋洗离子交换树脂8～12min。

c.用饱和氯化钠溶液淋洗离子交换树脂，淋洗至流入液的ph值与流出液的ph值一样。

得到离子交换树脂溶液。

步骤6，还原：通蒸汽加热得到的离子交换树脂溶液，使离子交换树脂溶液的温度升至90℃～100℃开始还原。还原中，以每分钟60转的速度对离子交换树脂溶液进行搅拌，在搅拌的同时按75～80ml/min的流速加入4000ml水合肼，每2000g合金料中，水合肼的添加量为4000ml。同时搪瓷反应釜加入20％氢氧化钠溶液配合还原，直到搪瓷反应釜内的溶液清澈、泡沫变白。不断测试搪瓷反应釜内的溶液酸度，所述搪瓷反应釜内的离子交换树脂溶液酸度ph＝6.4～6.7。还原结束时有氨气味。待搪瓷反应釜内溶液冷却后得到粉末状铂。

步骤7洗料：将得到的粉末状铂装入垫有滤纸的玻璃砂芯漏斗内，用经过加热至100℃的纯水洗涤还原得到的粉末状铂，至流出液用硝酸银试剂测试无氯化银白色沉淀即可。

将经过洗氯离子后的还原得到的粉末状铂置于容器内，盖上滤纸放入烘干箱烘干，烘干时间为5h，烘干温度200℃，得到海绵铂。

步骤8，煅烧：将烘干的海绵铂装入垫有滤纸的氧化铝坩埚加盖放入马福炉进行煅烧。通过对海绵铂的煅烧，把该海绵铂中的有机物和低熔点的金属挥发掉的净化过程。煅烧时，采用梯度升温的方式加热，具体是：通过对马褔炉依次升温至200℃—400℃—600℃—800℃—1000℃－1200℃，并在200℃、400℃、600℃、800℃和1000℃各温度点保温30分钟，在1200℃保温1.5～2小时。保温结束后，所述海绵铂在马福炉内自然冷却，得到纯度为99.95％以上的铂金。

所述溶解铂金片时，加热的温度为：先将电炉的电压调节为60V并保持压30min；保持电压结束后，将电炉的电压调节为110V并保持该电压30min；保持电压结束后，继续将电炉的电压调节为140V并保持该电压30min，使烧瓶内的王水溶液保持在75℃。通过所述三次调节电压后，使王水溶液达到微沸的状态，并使王水溶液的液面持续有小气泡产生。

第二次添加的盐酸和硝酸后，对烧瓶加热，加热时，先将电炉的电压调节为60V并保持压30min；保持电压结束后，将电炉的电压调节为110V并保持该电压30min；保持电压结束后，继续将电炉的电压调节为140V并保持该电压30min，使烧瓶内的王水溶液保持在约75℃，使王水达到微沸的状态，并使王水溶液的液面持续有小气泡产生。

本发明形成了从合金料到铂金纯度可达到99.95％以上，完全符合使用要求的完整的工艺流程，并解决了工艺流程中合金料不能完全溶解、还原不够彻底的两个关键性问题。本发明在解决工艺流程中合金料不能完全溶解时采取了二次加入王水溶液使铂合金料彻底溶解。在解决工艺流程中还原不够彻底时采取了加入20％氢氧化钠溶液配合还原，直到溶液清澈泡沫变白。并使提纯周期降低到7-8天，较传统的提纯周期，明显有所缩短，且提纯出的铂金料，纯度高，使铂金制品寿命远超出采用传统提纯工艺加工的寿命。

本工艺采取最佳的溶液加热升温曲线、合理的溶解液配比以及提高氧化剂、还原剂的浓度和纯度等方法，有效的优化提纯工艺，使提纯周期由过去的10-12天降低到7-8天，提纯消耗降低15-20％，能源消耗降低20-30％，并使工作环境有明显的改善。

具体实施方式

实施例一

本实施例是一种主要用于硅酸铝纤维生产中的铂金湿法提纯方法，包括以下步骤：

步骤1

a.准备工作：对所需要提纯的铂金按常规方法进行酸处理后，在高频电炉里按常规方法熔化，经煅打制成铂锭。在压料机里将所述铂锭压成厚度为0.15mm的薄片，切成10×15mm的铂金片备用。

b.投料：向三口烧瓶内倒入800ml的纯水，以减少投料时合金料对三口烧瓶的撞击。把合金料投入三口烧瓶内。三口烧瓶投入的合金料为2千克。

步骤2，溶解：所述溶解是通过王水溶液将铂金片溶解。具体过程是：用盐酸和硝酸配成王水溶液，所述盐酸:硝酸＝3:1。本实施例中，在三口烧瓶内依次倒入7500ml盐酸和2500ml硝酸，配成王水溶液。使三口烧瓶中的合金料与王水溶液反应。具体是：

盖上三口烧瓶的橡皮塞，打开与自来水相连接的吸力泵，通过吸力泵抽出三口烧瓶内反应产生的气体，使蒸气水冷却后排出。

通过电炉对得到的王水溶液加热。加热中，先将电炉的电压调节为60V并保持压30min；保持电压结束后，将电炉的电压调节为110V并保持该电压30min；保持电压结束后，继续将电炉的电压调节为140V并保持该电压30min，使烧瓶内的王水溶液保持在75℃。通过所述三次调节电压后，使王水溶液达到微沸的状态，并使王水溶液的液面持续有小气泡产生。当三口烧瓶内的合金料剩余1/3未溶解时，关闭电炉。当三口烧瓶内王水溶液的温度降至25度时，再次直接向烧瓶内加入由2500ml的盐酸和833ml的硝酸配成的王水溶液，并用玻璃搅拌棒搅匀。完成第二次添加的盐酸和硝酸后，对烧瓶加热，加热中，先将电炉的电压调节为60V并保持压30min；保持电压结束后，将电炉的电压调节为110V并保持该电压30min；保持电压结束后，继续将电炉的电压调节为140V并保持该电压30min，使烧瓶内的王水溶液保持在约75℃，使王水达到微沸的状态，并使王水溶液的液面持续有小气泡产生。通过第二次加入的王水溶液使瓶内合金料完全溶解，得到氯铂酸溶液。

步骤3，赶硝酸：赶硝酸是为消除氯铂酸溶液中生成的亚硝酰氯化合物和残留的硝酸。

往三口烧瓶内的氯铂酸溶液中分别加入2000ml的盐酸溶液，该盐酸溶液是由纯水和浓盐酸配成，并且纯水：浓盐酸＝1：1。将电炉电压调节为110V并保持该电压30min；保持电压结束后，继续将电炉的电压调节为140V并保持该电压30min；保持电压结束后，继续将电炉的电压调节为180V并保持该电压30min，调到180V后赶硝酸。在所述赶酸的过程中保持180V电压。氯铂酸溶液温度升高至110℃。由于温度升高，三口烧瓶内的氯铂酸溶液会产生大量的蒸气水，通过与三口烧瓶相连接的冷凝管将蒸气水冷却排出。当三口烧瓶内的颜色由黄变白后加入50ml质量分数37％的浓盐酸，等待其反应，若没有一丝黄烟冒出，证明赶酸完毕。这种验证的方法是常规方法。

亚硝酰氯化合物是黄色沉淀，在溶液中是不希望出现的，必须通过加盐酸破坏该亚硝酰氯化合物，同时赶除溶液中残留的硝酸。通过赶硝酸，得到去除硝酸的氯铂酸溶液。

步骤4，钠盐：在经过赶酸的氯铂酸溶液中加入5000ml纯水稀释，搅匀、煮沸。电炉的电压降为140V。往三口烧瓶内加入65％氯化钠，氯化钠的加入量按金属铂合金料重量确定。氯化钠的加入量是合金料的投入量×65％。本实施例中，合金料的投入量为2000g，故氯化钠的加入量为1300g。

将三口烧瓶中添加有氯化钠的氯铂酸溶液煮沸2小时，电炉的电压升高至180V，使溶液体积浓缩，自然冷却2～3小时，通过真空泵将三口烧瓶中的溶液抽吸出来放入玻璃瓶。冷却后得到的是六氯铂酸钠。通过钠盐，得到六氯铂酸钠溶液_。

步骤5，离子交换：将六氯铂酸钠溶液置于容器内，用氢氧化钠调酸度至PH＝1.5。在调节时，先用固体氢氧化钠调节，再用浓度为10％～20％的氢氧化钠溶液调节，使六氯铂酸钠溶液的酸度PH＝1.5。本实施例中，氢氧化钠溶液的浓度为96.0％。2000克合金料约需1000g固体氢氧化钠。用陶瓷漏斗铺垫滤纸，将六氯铂酸钠溶液进行过滤。

对过滤后的六氯铂酸钠溶液用真空泵抽到离子交换架上的瓶内，通过离子交换树脂进行离子交换，具体操作过程如下：

a用1000ml浓度为50％的盐酸淋洗离子交换树脂，盐酸的流速为每分钟200～250ml。

b用纯水淋洗所述离子交换树脂8～12min，以节约饱和氯化钠用量，降低酸度。

c用饱和氯化钠溶液淋洗离子交换树脂，淋洗至流入液的ph值与流出液的ph值一样。得到离子交换树脂溶液。

步骤6，还原：盖上搪瓷反应釜的盖，通蒸汽离子交换树脂溶液，使离子交换树脂溶液的温度升至90℃～100℃开始还原。还原中，以每分钟60转的速度对离子交换树脂溶液进行搅拌，在搅拌的同时按75～80ml/min的流速加入4000ml水合肼，每2000g合金料中，水合肼的添加量为4000ml。同时搪瓷反应釜加入20％氢氧化钠溶液配合还原，直到搪瓷反应釜内的溶液清澈、泡沫变白。不断测试搪瓷反应釜内的溶液酸度，所述搪瓷反应釜内的溶液酸度ph＝6.4～6.7。还原结束时有氨气味。在还原过程中，若化学反应剧烈，使搪瓷反应釜内的离子交换树脂溶液会溢出，需采取过量法加水冷却。用刷子刷下搅拌棍及搪瓷反应釜周边的金属。待搪瓷反应釜内溶液冷却，金属粉末沉淀后，盛出废液倒掉，得到粉末状铂。

步骤7洗料：将得到的粉末状铂，装入垫有滤纸的玻璃砂芯漏斗内，用经过加热至100℃的纯水洗涤还原得到的粉末状铂，至流出液用硝酸银试剂测试无氯化银白色沉淀即可。

将经过洗氯离子后的还原得到的粉末状铂置于500ml容器内，盖上滤纸放入烘干箱烘干，烘干时间为5h，烘干温度200℃，得到海绵铂。

步骤8，煅烧：将烘干的海绵铂装入垫有滤纸的氧化铝坩埚加盖放入马福炉进行煅烧。通过对本发明中的海绵铂煅结，把该海绵铂中的有机物和低熔点的金属挥发掉的净化过程。煅烧时，采用梯度升温的方式加热，具体是：通过对马褔炉依次升温至200℃—400℃—600℃—800℃—1000℃－1200℃，并在200℃、400℃、600℃、800℃和1000℃各温度点保温30分钟，在1200℃保温1.5～2小时。保温结束后，所述海绵铂在马福炉内自然冷却，得到铂金纯度可达到99.95％以上。

Claims (4)

1.一种铂金湿法提纯方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，工艺准备：

a.对所需要提纯的铂金按常规方法进行酸处理后制成铂金片备用；

b.投料：将得到的铂金片投入三口烧瓶内；

步骤2，溶解：所述溶解是通过王水溶液将铂金片溶解；对铂金片溶解时，通过吸力泵抽出三口烧瓶内反应产生的气体，使蒸气水冷却后排出；通过电炉对得到的王水溶液加热；当三口烧瓶内的合金料剩余1/3未溶解时，关闭电炉；当三口烧瓶内王水溶液的温度降至25度时，再次向烧瓶内加入王水溶液并搅拌均匀；

完成第二次添加的盐酸和硝酸后，对烧瓶加热，使烧瓶内的王水溶液保持在约75℃，使王水达到微沸的状态，并使王水溶液的液面持续有小气泡产生；通过第二次加入的王水溶液使瓶内合金料完全溶解，得到氯铂酸溶液；

步骤3，赶硝酸：赶硝酸是为消除氯铂酸溶液中生成的亚硝酰氯化合物和残留的硝酸；

往三口烧瓶内的氯铂酸溶液中分别加入盐酸溶液，该盐酸溶液是由纯水和浓盐酸配成，并且纯水：浓盐酸＝1：1；将电炉电压调节为110V并保持该电压30min；保持电压结束后，继续将电炉的电压调节为140V并保持该电压30min；保持电压结束后，继续将电炉的电压调节为180V并保持该电压30min，调到180V后赶硝酸；

在所述赶酸的过程中保持180V电压；氯铂酸溶液温度升高至110℃；由于温度升高，三口烧瓶内的氯铂酸溶液会产生大量的蒸气水，通过与三口烧瓶相连接的冷凝管将蒸气水冷却排出；得到去除硝酸的氯铂酸溶液；

步骤4，钠盐：在经过赶酸的氯铂酸溶液中加入5000ml纯水稀释，搅匀、煮沸；电炉的电压降为140V；往三口烧瓶内加入65％氯化钠，氯化钠的加入量按金属铂合金料重量确定；氯化钠的加入量是合金料的投入量×65％；

将三口烧瓶中添加有氯化钠的氯铂酸溶液煮沸2小时，电炉的电压升高至180V，使溶液体积浓缩，自然冷却2～3小时，通过真空泵将三口烧瓶中的溶液抽吸出来放入玻璃瓶，得到六氯铂酸钠溶液；

步骤5，离子交换：将六氯铂酸钠溶液置于容器内，用氢氧化钠调所述六氯铂酸钠溶液的酸度至PH＝1.5；在调节时，先用固体氢氧化钠调节，再用浓度为10％～20％的氢氧化钠溶液调节；用陶瓷漏斗铺垫滤纸，对所述六氯铂酸钠溶液进行过滤；对过滤后的六氯铂酸钠溶液通过离子交换树脂进行离子交换，得到离子交换树脂溶液；

步骤6，还原：通蒸汽加热得到的离子交换树脂溶液，使离子交换树脂溶液的温度升至90℃～100℃开始还原；还原中，以每分钟60转的速度对离子交换树脂溶液进行搅拌，在搅拌的同时按75～80ml/min的流速加入4000ml水合肼，每2000g合金料中，水合肼的添加量为4000ml；同时搪瓷反应釜加入20％氢氧化钠溶液配合还原，直到搪瓷反应釜内的溶液清澈、泡沫变白；不断测试搪瓷反应釜内的溶液酸度，所述搪瓷反应釜内的离子交换树脂溶液酸度ph＝6.4～6.7；还原结束时有氨气味；待搪瓷反应釜内溶液冷却后得到粉末状铂；

步骤7洗料：将得到的粉末状铂装入垫有滤纸的玻璃砂芯漏斗内，用经过加热至100℃的纯水洗涤还原得到的粉末状铂，至流出液用硝酸银试剂测试无氯化银白色沉淀即可；

将经过洗氯离子后的还原得到的粉末状铂置于容器内，盖上滤纸放入烘干箱烘干，烘干时间为5h，烘干温度200℃，得到海绵铂；

步骤8，煅烧：将烘干的海绵铂装入垫有滤纸的氧化铝坩埚加盖放入马福炉进行煅烧；通过对海绵铂的煅烧，把该海绵铂中的有机物和低熔点的金属挥发掉的净化过程；煅烧时，采用梯度升温的方式加热，具体是：通过对马褔炉依次升温至200℃—400℃—600℃—800℃—1000℃－1200℃，并在200℃、400℃、600℃、800℃和1000℃各温度点保温30分钟，在1200℃保温1.5～2小时；保温结束后，所述海绵铂在马福炉内自然冷却，得到纯度为99.95％以上的铂金。

2.如权利要求1所述铂金湿法提纯方法，其特征在于，所述溶解铂金片时，加热的温度为：先将电炉的电压调节为60V并保持压30min；保持电压结束后，将电炉的电压调节为110V并保持该电压30min；保持电压结束后，继续将电炉的电压调节为140V并保持该电压30min，使烧瓶内的王水溶液保持在75℃；通过所述三次调节电压后，使王水溶液达到微沸的状态，并使王水溶液的液面持续有小气泡产生；第二次添加的盐酸和硝酸后，对烧瓶加热，加热时，先将电炉的电压调节为60V并保持压30min；保持电压结束后，将电炉的电压调节为110V并保持该电压30min；保持电压结束后，继续将电炉的电压调节为140V并保持该电压30min，使烧瓶内的王水溶液保持在约75℃，使王水达到微沸的状态，并使王水溶液的液面持续有小气泡产生。

3.如权利要求1所述铂金湿法提纯方法，其特征在于，所述王水溶液采用3:1的盐酸和硝酸配制而成。

4.如权利要求1所述铂金湿法提纯方法，其特征在于，离子交换的具体过程如下：

a.用1000ml浓度为50％的盐酸淋洗得到的离子交换树脂，盐酸的流速为每分钟200～250ml；

b.用纯水淋洗离子交换树脂8～12min；

c.用饱和氯化钠溶液淋洗离子交换树脂，淋洗至流入液的ph值与流出液的ph值一样。