CS232028B1

CS232028B1 - Eletrolytical purification method of chloride solution of palladium,rutheinium or platinum

Info

Publication number: CS232028B1
Application number: CS824549A
Authority: CS
Inventors: Zdenko Tenbach; Cyril Kubat; Stanislav Kriz; Gustav Thomas; Ivan Mosny; Pavel Dolezal
Original assignee: Zdenko Tenbach; Cyril Kubat; Stanislav Kriz; Gustav Thomas; Ivan Mosny; Pavel Dolezal
Priority date: 1982-06-18
Filing date: 1982-06-18
Publication date: 1985-01-16
Also published as: CS454982A1

Description

Vynález se týká způsobu elektrolytického čištění chloridového roztoku paladia, ruthenia nebo platiny.The invention relates to a process for the electrolytic purification of a palladium, ruthenium or platinum chloride solution.

K regeneraci paladia z koncentrátů po spálení paladiových katalyzátorů se používají chemické postupy, které spočívají v tom, že se paladium převede do roztoku a odtud se izoluje. Vzhledem k vysokému počtu různých fyzikálně chemických operací je zde zvýšené nebezpečí technologických ztrát.For the regeneration of palladium from the concentrates after the burning of the palladium catalysts, chemical processes are used which involve the palladium being dissolved and isolated therefrom. Due to the high number of different physico-chemical operations there is an increased risk of technological losses.

Byly činěny pokusy regenerovat paladium elektrolytickou cestou, tzn. podrobit elektrolýze suspenzi paladiového koncentrátu v prostředí kyseliny chlorovodíkové. Proces tvorby chloru na anodě aktivně působí na rozpouštění paladia ze suspenze. Na platinové katodě se vylučuje čisté paladium. Po skončení elektrolýzy se suspenze zbylých kalů vypustí a elektrolyzér se naplní roztokem kyseliny chlorovodíkové, do které se po pře polování elektrod rozpustí paladium vyloučené -v předchozím cyklu na platinové katodě.Attempts have been made to regenerate the palladium electrolytically, i. subjected to an electrolysis suspension of the palladium concentrate in a hydrochloric acid medium. The process of chlorine formation at the anode actively acts to dissolve the palladium from the suspension. Pure palladium is deposited on the platinum cathode. After the electrolysis is complete, the sludge suspension is drained and the electrolyser is filled with a hydrochloric acid solution to which, after the electrodes have been switched over, the palladium precipitated in the previous cycle on the platinum cathode is dissolved.

232 028232 028

Takové řešení se nejeví optimálním. Vylučování paladia na katodě neprobíhá rovnoměrně a dosahuje se velmi nízkého elektrochemického výtěžku, což je způsobeno skutečností, že paladium je v roztoku přítomno v komplexním aniontu (PdCl.) resp. (PdClg) · Zpracovávanou suspenzí při elektrochemickém ději se nesmí míchat, aby nedošlo ke znečištění vylučovaného paladia. Byly zjištěny i obtíže s indikací konce procesu.Such a solution does not seem optimal. The deposition of palladium on the cathode does not proceed uniformly and achieves a very low electrochemical yield, due to the fact that the palladium is present in the solution in a complex anion (PdCl.) Resp. (PdClg) · The treated suspension in the electrochemical process must not be mixed to avoid contamination of the excreted palladium. Difficulties with end-of-process indication have also been identified.

Při anodickém rozpouštění vyloučeného paladia jsou nevýhody tohoto procesu ještě výraznější, neboť značná část rozpouštěného paladia se opětovně vylučuje na katodách, čímž prudce klesá účinnost celého procesu. Opět jsou obtíže s indikováním konce procesu, což se jeví velice choulostivým vzhledem k pou žitému materiálu elektrod. Je nebezpečí rozpouštění a ztrát platiny z elektrod.In the anodic dissolution of the precipitated palladium, the disadvantages of this process are even more pronounced, since a significant portion of the dissolved palladium is excreted at the cathodes, thereby sharply reducing the efficiency of the entire process. Again, there is a difficulty in indicating the end of the process, which seems very delicate due to the electrode material used. There is a risk of platinum dissolution and loss from the electrodes.

Výhodnějším se jeví způsob elektrolytického čištění chloridového roztoku paladia, ruthenia nebo platiny podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že se k čištění chloridových roztoků paladia, ruthenia nebo platiny použije elektrolyzér s katexovou membránou a grafitovými elektrodami s cyklickou změnou polarity elektrod, kdy na elek trodě zapojené jako katoda se ze znečištěného roztoku vylučuje paladium, ruthenium nebo platina, zatímco na anodicky zapojené elektrodě se provádí rozpouštění paladia, ruthenia nebo platiny, které tam bylo vyloučeno při předchozím' katodickém zapojení této elektrody.A method of electrolytic purification of a palladium, ruthenium or platinum chloride solution according to the present invention, which comprises using a cation-exchange membrane electrolytic cell with graphite electrodes with cyclic polarity change of the electrodes to purify the palladium, ruthenium or platinum chloride solutions The electrode connected as a cathode excludes palladium, ruthenium or platinum from the contaminated solution, while the anodically connected electrode dissolves the palladium, ruthenium or platinum, which was eliminated there at the previous cathodic connection of the electrode.

Podstatu vynálezu vidíme v použití katexové membrány a v cyklické změně polarity elektrod. Katexová membrána zamezuje průniku nečistot z katodového prostoru, kde senachází čištěný roztok do anodového prostoru, kde se vytváří čistý roztok, neboť je prakticky nerozpustná pro kapalinu a pro anionty. Katexová membrána rovněž brání průchodu paladia z anodového prostoru do katodového prostoru, neboť paladium tvoří v roztoku anionty (PdCl^)2-, (PdClg)²“.We see the essence of the invention in the use of a cation exchange membrane and in a cyclic polarity change of the electrodes. The cation exchange membrane prevents impurities from entering the cathode compartment, where the purified solution flows into the anode compartment, where a clean solution is formed as it is practically insoluble for liquid and for anions. The cation exchange membrane also prevents the passage of palladium from the anode space to the cathode space, since the palladium in the solution forms (PdCl2) 2-, (PdCl2) ² anions.

232 028232 028

Čištění chlorovodíkového roztoku paladia, ruthenia či platiny se podle vynálezu provádí v elektrolyzéru rozděleném kat iont oměničovými membránami na katodové a anodové prostory. Všechny elektrody jsou vyrobeny z materiálu odolného chloru a vodíku, tzn. že jsou grafitové. Celý proces čištění podle vynálezu je cyklický a začíná se tím, že se katodové prostory elektrolyzéru naplní např. znečištěným roztokem paladia, anodové prostory pak čistou kyselinou chlorovodíkovou. Po zapojení proudu probíhá v katodových prostorách vylučování paladia na katodách, přičemž méně ušlechtilé kovy zůstávají v roztoku. Na anodách se vylučuje chlor. Po skončení elektrolýzy, která se indikuje minimální koncentrací paladia v katolytu, se oba elektrolyty vypustí a katodové prostory propláchnou vodou. V dalším se funkce elektrodových prostorů zamění, ty jež byly anodové se stanou katodovými a naopak, čehož se dosáhne prostým přepolováním elektrolyzéru. Do nyní katodových prostorů se napustí nový znečištěný roztok paladia a do anodových se napustí buď zředěný roztok kyseliny chlorovodíkové nebo zředěná kyselina chlorovodíková s rozpuštěným paladiem.According to the invention, the purification of the hydrogen chloride solution of palladium, ruthenium or platinum is carried out in an electrolyzer separated by a cation exchanger membrane into cathode and anode spaces. All electrodes are made of chlorine and hydrogen resistant material. that they are graphite. The entire purification process according to the invention is cyclical and begins by filling the cathode compartments of the electrolyser with, for example, a contaminated palladium solution, and anode compartments with pure hydrochloric acid. After the current has been switched on, the deposition of palladium on the cathodes takes place in the cathode spaces, with the less noble metals remaining in solution. Chlorine is deposited on the anodes. After electrolysis, which is indicated by the minimum palladium concentration in the catholyte, both electrolytes are drained and the cathode compartments are purged with water. Next, the function of the electrode compartments is changed, those that were anode become cathode and vice versa, which is achieved by simply reversing the electrolyzer. A new contaminated palladium solution is then introduced into the cathode compartments and either a dilute hydrochloric acid solution or dilute hydrochloric acid with dissolved palladium is introduced into the anode compartments.

Opět dochází k vylučování paladia na elektrodách, zapojených jako katody, zatímco z anodicky zapojených elektrod se rozpouští paladium, které se na nich vyloučilo v předchozím cyklu, kdy byly tyto elektrody a prostory zapojeny jako katody. Konec této fáze je opět indikován minimální koncentrací paladia v katolytu. Anodické rozpouštění paladia probíhá se 100 % účinností. V dalších cyklech se neustále zaměňuje a střídá funkce elektrod a elektrodových prostorů. Anolyt je možno buď používat v dalších cyklech a tím zvyšovat koncentraci paladia v tomto roztoku nebo roztok odvádět jako finální výrobek.Again, the palladium is deposited on the electrodes connected as cathodes, while the anodically connected electrodes dissolve the palladium, which was deposited on them in the previous cycle, when these electrodes and spaces were connected as cathodes. The end of this phase is again indicated by the minimal palladium concentration in the catholyte. The anodic dissolution of palladium proceeds with 100% efficiency. In subsequent cycles, the function of the electrodes and the electrode compartments is constantly interchanged and alternates. The anolyte can either be used in subsequent cycles to increase the palladium concentration in the solution or be discharged as the final product.

232 028232 028

Κ realizaci předmětného vynálezu lze použít např. monopolární či hipolární elektrolyzéry kalolisového typu, ovšem přiměřeně zmenšených.The realization of the present invention can be used, for example, monopolar or hpolar electrolytic cells of the filter press type, but appropriately reduced.

Příklad provedeníExemplary embodiment

Vyloužením popela vzniklého spálením paladiového katalyzátoru (na aktivní uhlí) v kyselině chlorovodíkové za přítomnosti chloru se získalo 1000 ml roztoku, který obsahoval 20 g Pd/litr a přibližně stejné množství železa. Čištění chloridového roztoku se provádělo elektrolyticky v dvoučlánkovém elektrolyzéru bipolárního typu s grafitovými elektrodami a katexovými membránami. Aktivní plocha grafitových anod i katod byla stejná - 96 cm . Při proudu 0,5 A stoupalo napětí během každého cyklu z počátečních 0,5 V na cca 3 V.By leaching the ash formed by burning palladium catalyst (on activated carbon) in hydrochloric acid in the presence of chlorine, 1000 ml of a solution was obtained which contained 20 g of Pd / liter and approximately the same amount of iron. The chloride solution was purified electrolytically in a two-cell bipolar cell with graphite electrodes and cation exchange membranes. The active area of graphite anodes and cathodes was the same - 96 cm. At a current of 0.5 A, the voltage increased from an initial 0.5 V to about 3 V during each cycle.

Na začátku každého cyklu čištění se do katodicky zapojeného prostoru dalo 200 ml surového chloridového roztoku paladia a zapojil se proud. Po snížení obsahu paladia v katolytu na 0,02 g/1 se tento vylil. Po přepolování byl nyní nový katodový prostor naplněn dalšími 200 ml surového chloridového roztoku paladia. Anodový prostor byl naplněn kyselinou chlorovodíkovou, která nebyla vylévána, ale vždy znovu přepouštěna do nových anodových prostorů, kde se postupně obohatila paladiem tak, že po 5 cyklech z nichž každý trval 4,5 hodiny se získalo 200 ml anolytu obsahujícíeho 98,5 g Pd/litr a 8 mg Pe/litr.At the beginning of each cleaning cycle, 200 ml of crude palladium chloride solution was placed in the cathodically connected space and a current was applied. After the palladium content of the catholyte was reduced to 0.02 g / l, this was discarded. After re-polarization, the new cathode compartment was now filled with an additional 200 ml of crude palladium chloride solution. The anode compartment was filled with hydrochloric acid, which was not poured but always re-introduced into new anode compartments, where it was gradually enriched with palladium so that after 5 cycles of 4.5 hours each, 200 ml of anolyte containing 98.5 g of Pd were obtained. / liter and 8 mg Pe / liter.

Claims

Process for the electrolytic purification of a palladium, ruthenium or platinum chloride solution, characterized in that a cation-exchange membrane electrolytic cell with graphite electrodes with cyclic polarity reversal of the electrodes is used to purify the palladium, ruthenium or platinum chloride solutions. palladium, ruthenium or platinum, while dissolving the palladium, ruthenium or platinum, which was eliminated there at the previous cathodic connection of the electrode, is performed on the anodically connected electrode.