CN108264100A - 一种硝酸铑溶液的高效合成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种硝酸铑溶液的高效合成方法，基本原理是三步合成法，第一步将铑粉溶解得到氯铑酸溶液，第二步将氯铑酸转化成氢氧化铑沉淀，第三步将氢氧化铑沉淀溶解在硝酸中，即可获得硝酸铑溶液。与现有技术相比，本发明通过特殊的预研磨技术，保证了铑粉与过氧化钡的充分混合，因此实现了仅用铑粉重量3～3.5倍的过氧化钡即可近乎完全将铑粉转化成可溶性氧化物，转化率达到了99.7%以上，同时结合高效的固液分离技术，保证了氯铑酸溶液中的杂质含量足够低。

Description

一种硝酸铑溶液的高效合成方法

技术领域

本发明涉及硝酸铑溶液的制备方法，具体为将铑粉先转化成氢氧化铑后再合成硝酸铑溶液的制备方法。

背景技术

铑是一种重要的铂族贵金属，在很多关键领域有不可替代的作用。铑催化剂广泛用于汽车工业催化剂中，它与铂和钯组成“三效催化剂”，用于汽车尾气高效处理中。同时，铑催化剂也是重要的化工产品（如醋酸）的合成催化剂。近年来，铑催化剂的市场需求量巨大，直接带动了用于铑催化剂合成的前体物质硝酸铑溶液的需求量，面对巨大的市场需求量，提高硝酸铑溶液的生产效率成为必然之举。

硝酸铑溶液是一种深棕红色的液体，可作为前体物质用于铑催化剂的生产。为了保证铑催化剂在使用过程中的高活性，通常要求催化剂中的钠含量和氯含量极低，这就对前体物质硝酸铑溶液中的钠含量和氯含量提出了较高要求。因此，如何能够在保证生产效率的同时杂质离子含量也满足使用要求，是在硝酸铑溶液的合成方法设计中必须迎接的挑战。

现有技术中，由铑粉合成硝酸铑溶液最常用的整体思路是，先将铑粉溶解，然后将溶解得到的铑盐转化成氢氧化铑，最后用硝酸将氢氧化铑溶解，即可得到硝酸铑溶液。

铑粉溶解方法常见的有加压溶解法、中温氯化法、电化学溶解法、贵金属置换溶解法等，每种方法都有各自明显的不足。加压溶解法需要高温高压的苛刻条件，不太适用于大规模生产；中温氯化法使用氯气作为反应物，这对于生产设备和尾气处理设备均提出了较高的要求，存在环境污染的隐患；电化学溶解法的耗能较大，生产效率较低；贵金属置换溶解法需要消耗贵金属金，不利于生产成本的控制。除此之外，过氧化钡熔融法也可以实现对铑粉的溶解，这种方法在很多方面克服了常见方法的不足，比如其反应条件相对容易控制，可以用于大规模生产，同时不存在气体污染，而且生产效率高。然而该方法仍然存在明显的不足，比如需要使用大大过量的过氧化钡作为反应物才能保证较高的溶解效率，同时该方法会引入大量的钡离子杂质，给铑的分离提纯带来困难，在硫酸根离子沉淀除钡的过程中，沉淀会夹带吸附部分的铑盐，从而降低了铑的回收率，因此该方法目前仅被少数厂家使用。

由铑盐转化成氢氧化铑的过程通常的方法就是向铑盐中加入氢氧化钠或者氢氧化钾，反应后会产生鹅黄色的氢氧化铑沉淀。如果将氢氧化钠作为沉淀剂，那么由此获得的氢氧化铑沉淀中会包夹较多的钠离子，大批量生产时很难通过常规的过滤洗涤的方式将钠离子含量降低至合理范围以下，那么过量的钠离子则会直接进入硝酸铑溶液中，使得硝酸铑溶液的钠含量超标，从而影响后期铑催化剂的使用，避免以上问题的方法就是使用氢氧化钾作为沉淀剂。另一方面，使用强碱进行反应的过程中，极易出现因强碱加入过程局部碱浓度过高或者加入的碱过量而导致的氢氧化铑反溶的现象，即生成的氢氧化铑沉淀溶解在过量的强碱溶液中，从而导致氢氧化铑的收率降低，从而降低了硝酸铑生产过程的效率。

鉴于现有技术存在的问题，设计一种简便、快速、成本低、铑损失少、杂质含量低的硝酸铑溶液合成方法是十分必要的。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对现有硝酸铑溶液合成技术中工艺复杂条件苛刻、效率低、成本高、铑损失、杂质含量高的问题，提供一种简便、快速、成本低、铑损失少、杂质含量低的由铑粉制备硝酸铑溶液的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种硝酸铑溶液的高效合成方法，步骤为

a），溶解铑粉获得氯铑酸溶液：

a1），预处理铑粉：取一定量的铑粉，另按照铑粉重量3～3.5倍的重量取过氧化钡粉末，共同球磨以实现铑粉和过氧化钡的充分混匀；

a2），焙烧铑粉：将混匀后的铑粉和过氧化钡的混合物转移至刚玉坩埚中，在马弗炉中于800℃～900℃下焙烧2～5小时；

a3），盐酸溶解：将焙烧后的固体混合物转移至单层玻璃反应釜中，加水润湿打散固体之后，按照每克铑粉加入6～10mL浓盐酸进行反应，同时开始加热溶液，在溶液处于微沸的状态下经过2～5h的搅拌溶解之后，固体即全部溶解，得到含有大量氯化钡的氯铑酸溶液；

a4），硫酸沉淀钡离子：根据加入的过氧化钡的量，计算出氯铑酸溶液中钡离子的量，然后按照化学反应计量比选取稍过量的浓硫酸，在单层玻璃反应釜中，搅拌氯铑酸溶液的同时逐滴加入浓硫酸，滴加完成后将固液混合物转移至烧杯中；

a5），过滤洗涤硫酸钡：首先用布氏漏斗将含有大量硫酸钡沉淀的固液混合物过滤，滤除绝大部分的硫酸钡，得到残留少量硫酸钡沉淀的氯铑酸溶液，然后用去离子水洗涤过滤得到的硫酸钡沉淀，直至洗液呈现无色，所有洗液均合并至残留少量硫酸钡的氯铑酸滤液中，最后用G5砂芯漏斗将氯铑酸滤液再次过滤，除去其中残留的少量硫酸钡，最终即可得到不含有硫酸钡沉淀的氯铑酸溶液；

b），氯铑酸转化成氢氧化铑沉淀：

b1），调节溶液pH值：将氯铑酸溶液转移至单层玻璃反应釜中，向其中逐渐滴加预先配置好的浓氢氧化钾溶液，通过在线pH监测仪测定滴加过程的pH变化，待最终的pH达到8～10之后，即可停止滴加，得到含有氢氧化铑的固液混合物；滴加完成的溶液放置过夜，最终鹅黄色的氢氧化铑完全沉淀，上清液为无色透明的液体；该过程反应的终点由反应后的pH值来确定，当pH值在8～10之间时，可以避免氢氧化铑在强碱溶液中的反溶现象，从而实现氢氧化铑的完全沉淀。控制氯铑酸与合适量的氢氧化钾溶液进行滴加反应，反应后的pH值达到8～10范围内，可实现氢氧化铑的完全沉淀；

b2），过滤洗涤氢氧化铑：将含有氢氧化铑的固液混合物加热90℃约2h，使氢氧化铑沉淀颗粒长大，从而便于过滤，再用G3砂芯漏斗过滤大颗粒的氢氧化铑固体，用去离子水洗涤氢氧化铑固体5～10次，以尽量除尽氢氧化铑固体中包夹的氯离子；

c），硝酸溶解氢氧化铑获得硝酸铑溶液：

加硝酸溶解氢氧化铑：刚过滤洗涤获得的氢氧化铑不烘干，直接加入硝酸溶解，边滴加边搅拌至氢氧化铑完全溶解，得到硝酸铑溶液，氢氧化铑转化成硝酸铑的比例可达到100%。

所述的一种硝酸铑溶液的高效合成方法，其步骤a1）中铑粉和过氧化钡粉末共同放入玛瑙球磨罐中，连续球磨9～18小时。

所述的一种硝酸铑溶液的高效合成方法，其步骤b1）中氢氧化钾溶液的浓度为10%～20%。

所述的一种硝酸铑溶液的高效合成方法，其步骤b1）中氢氧化钾溶液的总共滴加时间为2～5小时。

所述的一种硝酸铑溶液的高效合成方法，其步骤c）中硝酸加入的比例为每克铑加入2～5毫升浓硝酸。

本发明的有益效果是：以过氧化钡氧化法处理铑粉，通过对铑粉和过氧化钡的球磨预处理，实现了经过处理的铑粉可以近乎100%地转化成氯铑酸；除钡处理后的氯铑酸与氢氧化钾溶液反应获得可溶于硝酸的氢氧化铑沉淀，该过程反应的终点由反应后的pH值来确定，当pH值在8～10之间时，可以避免氢氧化铑在强碱溶液中的反溶现象，从而实现氢氧化铑的完全沉淀；利用以上两大特有技术大大提高了由铑粉合成硝酸铑溶液的效率，铑粉转化率大于99.7%。总的来说，本发明所介绍的硝酸铑溶液合成方法具有简便、快速、成本低、铑损失少、杂质含量低的特点，有利于硝酸铑溶液的大规模的生产。

具体实施方式

本发明采用的基本原理是三步合成法，第一步将铑粉溶解得到氯铑酸溶液，第二步将氯铑酸转化成氢氧化铑沉淀，第三步将氢氧化铑沉淀溶解在硝酸中，即可获得硝酸铑溶液。

本发明内容主要集中在前两步反应中。

第一步，溶解铑粉获得氯铑酸溶液，具体如下：

预处理铑粉：取一定量的铑粉，另按照铑粉重量3～3.5倍的重量取过氧化钡粉末，二者共同放入玛瑙球磨罐中，连续球磨12～18小时之后，可以实现铑粉和过氧化钡的充分混匀。

焙烧铑粉：将混匀后的铑粉和过氧化钡的混合物转移至刚玉坩埚中，在马弗炉中于800℃～900℃下焙烧2～5小时。

盐酸溶解：将焙烧后的固体混合物转移至单层玻璃反应釜中，加水润湿打散固体之后，按照每克铑粉加入6～10mL浓盐酸进行反应，同时开始加热溶液，在溶液处于微沸的状态下经过2～5h的搅拌溶解之后，固体即全部溶解，得到含有大量氯化钡的氯铑酸溶液。

硫酸沉淀钡离子：根据加入的过氧化钡的量，计算出氯铑酸溶液中钡离子的量，然后按照化学反应计量比加入稍过量的浓硫酸。在单层玻璃反应釜中，搅拌氯铑酸溶液的同时逐滴加入浓硫酸，滴加完成后将固液混合物转移至烧杯中。

过滤洗涤硫酸钡：将含有大量硫酸钡沉淀的固液混合物首先用布氏漏斗过滤，将绝大部分的硫酸钡过滤除去，得到残留少量硫酸钡沉淀的氯铑酸溶液。然后用去离子水洗涤过滤得到的硫酸钡沉淀，直至洗液呈现无色，所有洗液均合并至残留少量硫酸钡的氯铑酸滤液中。最后用G5砂芯漏斗将氯铑酸滤液再次过滤，除去其中残留的少量硫酸钡，最终即可得到不含有硫酸钡沉淀的氯铑酸溶液。以上过滤方式避免了硫酸钡沉淀对氯铑酸的包夹，因此基本没有氯铑酸的损失，氯铑酸的回收率几乎为100%。

本发明第一步的铑粉溶解过程采用的是过氧化钡熔融法，与现有的过氧化钡熔融法的不同点有以下两点：

现有的过氧化钡熔融法中，只有使用的过氧化钡用量大约为铑粉重量的6～10倍时，才能实现最高99.6%的铑粉溶解率。而本发明采用了一种高效的预研磨混合操作，实现了铑粉与过氧化钡的充分混合，仅需铑粉重量3～3.5倍的过氧化钡即可实现高于99.7%的铑粉溶解率，大大降低了过氧化钡的使用量，从而降低了生产成本。

现有的过氧化钡熔融法中，用过量的硫酸除去氯铑酸中的钡离子，得到大量的硫酸钡沉淀，过滤除去的沉淀中会吸附包夹部分的氯铑酸，从而降低了氯铑酸的收率。而本发明则设计了布氏漏斗和砂芯漏斗联合使用的方法，实现了对硫酸钡沉淀的充分洗涤，保证了氯铑酸的近乎100%收率。

第二步，氯铑酸转化成氢氧化铑沉淀，具体如下：

调节溶液pH值：将氯铑酸溶液转移至单层玻璃反应釜中，向其中逐渐滴加预先配置好的浓氢氧化钾溶液（10%～20%），总共滴加时间为2～5小时，通过在线pH监测仪测定滴加过程的pH变化，待最终的pH达到8～10之后，即可停止滴加。滴加完成的溶液放置过夜，最终鹅黄色的氢氧化铑完全沉淀，上清液为无色透明的液体。

过滤洗涤氢氧化铑：将含有氢氧化铑的固液混合物加热90℃约2h，使氢氧化铑沉淀颗粒长大，从而便于过滤。用G3砂芯漏斗过滤大颗粒的氢氧化铑固体，用去离子水洗涤氢氧化铑固体5～10次，以尽量除尽氢氧化铑固体中包夹的氯离子。

本发明第二步氯铑酸转化成氢氧化铑沉淀过程使用了氢氧化钾作为沉淀剂，由于滴加过程中局部碱浓度过高或者加入的碱过量都会导致生成的氢氧化铑沉淀反溶，因此氢氧化钾的浓度、滴加速度以及总用量均十分关键。

现有技术中并未对氢氧化钾的浓度、滴加速度以及总用量作出明确要求，而本发明确定了氢氧化钾的最佳浓度、滴加速度以及总用量，其中总用量是否足够的判断标准是以加入之后溶液的pH来确定的。由于氯铑酸溶液中含有过量的盐酸和硫酸，因此加入的氢氧化钾首先与过量的酸发生中和反应，然后才是与氯铑酸反应生成氢氧化铑，而中和过量酸所需的氢氧化钾的量无法准确确定，因此每次生产过程所需要的氢氧化钾总量并不能准确预测，判断氢氧化钾是否足够的标准只有反应之后溶液的pH。在本发明所确定的pH值范围内，可以实现氢氧化铑的近乎100%的收率。

第三步，硝酸溶解氢氧化铑获得硝酸铑溶液，具体如下：

加硝酸溶解氢氧化铑：刚过滤洗涤获得的氢氧化铑不烘干，直接加入硝酸溶解，硝酸加入的比例为每克铑加入2～5毫升浓硝酸，边滴加边搅拌至完全溶解，氢氧化铑转化成硝酸铑的比例可达到100%。

与现有技术相比，本发明通过特殊的预研磨技术，保证了铑粉与过氧化钡的充分混合，因此实现了仅用铑粉重量3～3.5倍的过氧化钡即可近乎完全将铑粉转化成可溶性氧化物，转化率达到了99.7%以上，同时结合高效的固液分离技术，保证了氯铑酸溶液中的杂质含量足够低。

另外，设计了使用氢氧化钾溶液调节pH值的方法，将氯铑酸近乎完全转化成氢氧化铑沉淀，转化率达到了99.9%以上，同时氢氧化铑所含钠离子含量极低，保证了后续合成的硝酸铑中钠离子含量满足要求。本发明所介绍的硝酸铑溶液合成方法，其具有简便、快速、成本低、铑损失少、杂质含量低的特点，有利于硝酸铑溶液的大规模的生产。

下面通过实施例子对本发明做进一步说明，但保护范围不受这些实施例子的限制：

实施例1

取100g铑粉，另按照铑粉重量3倍的重量取300g过氧化钡粉末，二者在玛瑙球磨罐中连续球磨9小时。将混匀后的混合物转移至刚玉坩埚中，在马弗炉中于800℃下焙烧3小时。将焙烧后的固体混合物转移至单层玻璃反应釜中，加水润湿打散固体之后，按照每克铑粉加入9mL浓盐酸进行反应，同时开始加热溶液，在溶液处于微沸的状态下搅拌3.5小时，即得到含有大量氯化钡的氯铑酸溶液。搅拌的同时向氯铑酸溶液中逐滴加入浓硫酸，浓硫酸加入量稍多于按照化学反应计量比计算的理论量。将含有大量硫酸钡沉淀的固液混合物用布氏漏斗和砂芯漏斗结合使用的方式过滤洗涤，得到不含有硫酸钡沉淀的氯铑酸溶液。将氯铑酸溶液转移至单层玻璃反应釜中，向其中逐渐滴加预先配置好的浓氢氧化钾溶液（w%=10%），待最终的pH达到7之后即停止滴加，滴加总时间约2h，滴加完成的溶液放置过夜。将含有氢氧化铑的固液混合物加热90℃约2h，然后用G3砂芯漏斗过滤大颗粒的氢氧化铑固体，再用去离子水洗涤氢氧化铑固体6次。向刚制得的潮湿的氢氧化铑固体中直接加入硝酸溶解，硝酸加入的比例为每克铑加入4毫升浓硝酸，边滴加边搅拌至完全溶解，即获得了硝酸铑溶液。对最终获得硝酸铑溶液称重，并用硼氢化钠还原法测定其中的铑含量，最终可得硝酸铑溶液中的含铑量，由此即可计算出硝酸铑溶液合成过程铑的回收率，结果为67.28%。

实施例2

取100g铑粉，另按照铑粉重量3倍的重量取300g过氧化钡粉末，二者在玛瑙球磨罐中连续球磨12小时。将混匀后的混合物转移至刚玉坩埚中，在马弗炉中于800℃下焙烧3小时。将焙烧后的固体混合物转移至单层玻璃反应釜中，加水润湿打散固体之后，按照每克铑粉加入9mL浓盐酸进行反应，同时开始加热溶液，在溶液处于微沸的状态下搅拌3.5小时，即得到含有大量氯化钡的氯铑酸溶液。搅拌的同时向氯铑酸溶液中逐滴加入浓硫酸，浓硫酸加入量稍多于按照化学反应计量比计算的理论量。将含有大量硫酸钡沉淀的固液混合物用布氏漏斗和砂芯漏斗结合使用的方式过滤洗涤，得到不含有硫酸钡沉淀的氯铑酸溶液。将氯铑酸溶液转移至单层玻璃反应釜中，向其中逐渐滴加预先配置好的浓氢氧化钾溶液（w%=10%），待最终的pH达到7之后即停止滴加，滴加总时间约2h，滴加完成的溶液放置过夜。将含有氢氧化铑的固液混合物加热90℃约2h，然后用G3砂芯漏斗过滤大颗粒的氢氧化铑固体，再用去离子水洗涤氢氧化铑固体6次。向刚制得的潮湿的氢氧化铑固体中直接加入硝酸溶解，硝酸加入的比例为每克铑加入4毫升浓硝酸，边滴加边搅拌至完全溶解，即获得了硝酸铑溶液。对最终获得硝酸铑溶液称重，并用硼氢化钠还原法测定其中的铑含量，最终可得硝酸铑溶液中的含铑量，由此即可计算出硝酸铑溶液合成过程铑的回收率，结果为83.52%。

实施例3

取100g铑粉，另按照铑粉重量3倍的重量取300g过氧化钡粉末，二者在玛瑙球磨罐中连续球磨12小时。将混匀后的混合物转移至刚玉坩埚中，在马弗炉中于850℃下焙烧3小时。将焙烧后的固体混合物转移至单层玻璃反应釜中，加水润湿打散固体之后，按照每克铑粉加入9mL浓盐酸进行反应，同时开始加热溶液，在溶液处于微沸的状态下搅拌3.5小时，即得到含有大量氯化钡的氯铑酸溶液。搅拌的同时向氯铑酸溶液中逐滴加入浓硫酸，浓硫酸加入量稍多于按照化学反应计量比计算的理论量。将含有大量硫酸钡沉淀的固液混合物用布氏漏斗和砂芯漏斗结合使用的方式过滤洗涤，得到不含有硫酸钡沉淀的氯铑酸溶液。将氯铑酸溶液转移至单层玻璃反应釜中，向其中逐渐滴加预先配置好的浓氢氧化钾溶液（w%=15%），待最终的pH达到9之后即停止滴加，滴加总时间约3h，滴加完成的溶液放置过夜。将含有氢氧化铑的固液混合物加热90℃约2h，然后用G3砂芯漏斗过滤大颗粒的氢氧化铑固体，再用去离子水洗涤氢氧化铑固体6次。向刚制得的潮湿的氢氧化铑固体中直接加入硝酸溶解，硝酸加入的比例为每克铑加入4毫升浓硝酸，边滴加边搅拌至完全溶解，即获得了硝酸铑溶液。对最终获得硝酸铑溶液称重，并用硼氢化钠还原法测定其中的铑含量，最终可得硝酸铑溶液中的含铑量，由此即可计算出硝酸铑溶液合成过程铑的回收率，结果为99.75%。

实施例4

取100g铑粉，另按照铑粉重量3.5倍的重量取350g过氧化钡粉末，二者在玛瑙球磨罐中连续球磨15小时。将混匀后的混合物转移至刚玉坩埚中，在马弗炉中于850℃下焙烧3小时。将焙烧后的固体混合物转移至单层玻璃反应釜中，加水润湿打散固体之后，按照每克铑粉加入9mL浓盐酸进行反应，同时开始加热溶液，在溶液处于微沸的状态下搅拌3.5小时，即得到含有大量氯化钡的氯铑酸溶液。搅拌的同时向氯铑酸溶液中逐滴加入浓硫酸，浓硫酸加入量稍多于按照化学反应计量比计算的理论量。将含有大量硫酸钡沉淀的固液混合物用布氏漏斗和砂芯漏斗结合使用的方式过滤洗涤，得到不含有硫酸钡沉淀的氯铑酸溶液。将氯铑酸溶液转移至单层玻璃反应釜中，向其中逐渐滴加预先配置好的浓氢氧化钾溶液（w%=15%），待最终的pH达到9之后即停止滴加，滴加总时间约3h，滴加完成的溶液放置过夜。将含有氢氧化铑的固液混合物加热90℃约2h，然后用G3砂芯漏斗过滤大颗粒的氢氧化铑固体，再用去离子水洗涤氢氧化铑固体6次。向刚制得的潮湿的氢氧化铑固体中直接加入硝酸溶解，硝酸加入的比例为每克铑加入4毫升浓硝酸，边滴加边搅拌至完全溶解，即获得了硝酸铑溶液。对最终获得硝酸铑溶液称重，并用硼氢化钠还原法测定其中的铑含量，最终可得硝酸铑溶液中的含铑量，由此即可计算出硝酸铑溶液合成过程铑的回收率，结果为99.83%。

实施例5

取100g铑粉，另按照铑粉重量3.5倍的重量取350g过氧化钡粉末，二者在玛瑙球磨罐中连续球磨15小时。将混匀后的混合物转移至刚玉坩埚中，在马弗炉中于900℃下焙烧3小时。将焙烧后的固体混合物转移至单层玻璃反应釜中，加水润湿打散固体之后，按照每克铑粉加入9mL浓盐酸进行反应，同时开始加热溶液，在溶液处于微沸的状态下搅拌3.5小时，即得到含有大量氯化钡的氯铑酸溶液。搅拌的同时向氯铑酸溶液中逐滴加入浓硫酸，浓硫酸加入量稍多于按照化学反应计量比计算的理论量。将含有大量硫酸钡沉淀的固液混合物用布氏漏斗和砂芯漏斗结合使用的方式过滤洗涤，得到不含有硫酸钡沉淀的氯铑酸溶液。将氯铑酸溶液转移至单层玻璃反应釜中，向其中逐渐滴加预先配置好的浓氢氧化钾溶液（w%=20%），待最终的pH达到11之后即停止滴加，滴加总时间约4h，滴加完成的溶液放置过夜。将含有氢氧化铑的固液混合物加热90℃约2h，然后用G3砂芯漏斗过滤大颗粒的氢氧化铑固体，再用去离子水洗涤氢氧化铑固体6次。向刚制得的潮湿的氢氧化铑固体中直接加入硝酸溶解，硝酸加入的比例为每克铑加入4毫升浓硝酸，边滴加边搅拌至完全溶解，即获得了硝酸铑溶液。对最终获得硝酸铑溶液称重，并用硼氢化钠还原法测定其中的铑含量，最终可得硝酸铑溶液中的含铑量，由此即可计算出硝酸铑溶液合成过程铑的回收率，结果为73.54%。

实施例6

取100g铑粉，另按照铑粉重量3.5倍的重量取350g过氧化钡粉末，二者在玛瑙球磨罐中连续球磨18小时。将混匀后的混合物转移至刚玉坩埚中，在马弗炉中于900℃下焙烧3小时。将焙烧后的固体混合物转移至单层玻璃反应釜中，加水润湿打散固体之后，按照每克铑粉加入9mL浓盐酸进行反应，同时开始加热溶液，在溶液处于微沸的状态下搅拌3.5小时，即得到含有大量氯化钡的氯铑酸溶液。搅拌的同时向氯铑酸溶液中逐滴加入浓硫酸，浓硫酸加入量稍多于按照化学反应计量比计算的理论量。将含有大量硫酸钡沉淀的固液混合物用布氏漏斗和砂芯漏斗结合使用的方式过滤洗涤，得到不含有硫酸钡沉淀的氯铑酸溶液。将氯铑酸溶液转移至单层玻璃反应釜中，向其中逐渐滴加预先配置好的浓氢氧化钾溶液（w%=20%），待最终的pH达到11之后即停止滴加，滴加总时间约4h，滴加完成的溶液放置过夜。将含有氢氧化铑的固液混合物加热90℃约2h，然后用G3砂芯漏斗过滤大颗粒的氢氧化铑固体，再用去离子水洗涤氢氧化铑固体6次。向刚制得的潮湿的氢氧化铑固体中直接加入硝酸溶解，硝酸加入的比例为每克铑加入4毫升浓硝酸，边滴加边搅拌至完全溶解，即获得了硝酸铑溶液。对最终获得硝酸铑溶液称重，并用硼氢化钠还原法测定其中的铑含量，最终可得硝酸铑溶液中的含铑量，由此即可计算出硝酸铑溶液合成过程铑的回收率，结果为74.49%。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，以及部分运用的实施例，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种硝酸铑溶液的高效合成方法，其特征在于：步骤为

a），溶解铑粉获得氯铑酸溶液：

a1），预处理铑粉：取一定量的铑粉，另按照铑粉重量3～3.5倍的重量取过氧化钡粉末，共同球磨以实现铑粉和过氧化钡的充分混匀；

a2），焙烧铑粉：将混匀后的铑粉和过氧化钡转移至刚玉坩埚中，在马弗炉中于800℃～900℃下焙烧2～5小时；

a3），盐酸溶解：将焙烧后的固体混合物转移至单层玻璃反应釜中，加水润湿打散固体之后，按照每克铑粉加入6～10毫升浓盐酸进行反应，同时开始加热溶液，在溶液处于微沸的状态下经过2～5小时的搅拌溶解之后，得到含有大量氯化钡的氯铑酸溶液；

a4），硫酸沉淀钡离子：计算出氯铑酸溶液中钡离子的量，按照化学反应计量比选取稍过量的浓硫酸，在单层玻璃反应釜中，搅拌氯铑酸溶液的同时逐滴加入浓硫酸，滴加完成后将固液混合物转移至烧杯中；

a5），过滤洗涤硫酸钡：首先用布氏漏斗将含有硫酸钡沉淀的固液混合物过滤，滤除绝大部分的硫酸钡，得到残留少量硫酸钡沉淀的氯铑酸溶液，然后用去离子水洗涤过滤得到的硫酸钡沉淀，直至洗液呈现无色，所有洗液均合并至残留少量硫酸钡的氯铑酸滤液中，最后用G5砂芯漏斗将氯铑酸滤液再次过滤，除去其中残留的少量硫酸钡，最终即可得到不含有硫酸钡沉淀的氯铑酸溶液；

b），氯铑酸转化成氢氧化铑沉淀：

b1），调节溶液pH值：将氯铑酸溶液转移至单层玻璃反应釜中，向其中逐渐滴加浓氢氧化钾溶液，通过在线pH监测仪测定滴加过程的pH变化，待最终的pH达到8～10之后，停止滴加，得到含有氢氧化铑的固液混合物；

b2），过滤洗涤氢氧化铑：将含有氢氧化铑的固液混合物加热90℃约2小时，使氢氧化铑沉淀颗粒长大，再用G3砂芯漏斗过滤大颗粒的氢氧化铑固体，用去离子水洗涤氢氧化铑固体5～10次，以尽量除尽氢氧化铑固体中包夹的氯离子；

c），硝酸溶解氢氧化铑获得硝酸铑溶液：

加硝酸溶解氢氧化铑：刚过滤洗涤获得的氢氧化铑不烘干，直接加入硝酸溶解，边滴加边搅拌至氢氧化铑完全溶解，得到硝酸铑溶液。

2.根据权利要求1所述的一种硝酸铑溶液的高效合成方法，其特征在于，所述的步骤a1）中铑粉和过氧化钡粉末共同放入玛瑙球磨罐中，连续球磨9～18小时。

3.根据权利要求1所述的一种硝酸铑溶液的高效合成方法，其特征在于，所述的步骤b1）中氢氧化钾溶液的浓度为10%～20%。

4.根据权利要求1所述的一种硝酸铑溶液的高效合成方法，其特征在于，所述的步骤b1）中氢氧化钾溶液的总共滴加时间为2～5小时。

5.根据权利要求1所述的一种硝酸铑溶液的高效合成方法，其特征在于，所述的步骤c）中硝酸加入的比例为每克铑加入2～5毫升浓硝酸。