DD256808A3

DD256808A3 - Verfahren zur abtrennung von platin und/oder palladium vom rhodium

Info

Publication number: DD256808A3
Application number: DD85278077A
Authority: DD
Inventors: Sigrid Herrmann; Frank Schubert; Burkhard Zaborowski
Original assignee: Mansfeld Kombinat W Pieck Veb
Priority date: 1985-07-01
Filing date: 1985-07-01
Publication date: 1988-05-25

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung des Rhodiums von Platin und/oder Palladium nach der Faellung des Platins als Ammoniumplatinchlorid und des Palladiums als Palladiumdimethylglyoximniederschlag aus den Filtraten dieser Faellung. Ziel und Aufgabe der Erfindung bestehen darin, ein technisch wie oekonomisch unaufwendiges Verfahren zu entwickeln, mit welchem unabhaengig vom Fremdionengehalt Rhodium mit einem Gehalt von 99,9 bis 99,99% hergestellt werden kann. Dies geschieht dadurch, dass bekannterweise nach der Faellung des Platins und Palladiums das Filtrat unter Zusatz von konzentrierter Salpetersaeure bis zu einer Konzentration von 100 bis 300 g/l RH eingedampft wird, nach Analysierung der Loesung wird das gleiche mengenmaessige bzw. stoechiometrische Verhaeltnis an Platin und Palladium eingestellt und Platin und Palladium als mehrkerniger Komplex, in dem Platin vierwertig und Palladium zweiwertig vorliegt, gemeinsam mit einer Aufschlaemmung aus Dimethylglyoxim und Ammoniumchlorid ausgefaellt. Nach der Reinigung ueber Ionenaustauscher kann Rhodium mit Reduktionsmitteln oder elektrolytisch abgeschieden werden.

Description

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Die meisten Platin-Rhodium-Legierungen enthalten Rhodium im Konzentrationsbereich 5 bis 10% und die Platin-Rhodium-Palladium-Legierungen 4 bis 5% Rhodium und 4 bis 5% Palladium. Bedingt durch die chemischen Eigenschaften der Verbindungen dieser Platinmetalle werden zuerst die schwerlöslichen Salze des Platins, anschließend die des Palladiums abgetrennt und nach Aufkonzentrierung der Filtrate, nach Abtrennung der Verunreinigungen an Platin und Palladium sowie der Unedelmetalle, das Rhodium gewonnen. Entsprechend DD-WP 138225 ist es möglich, daß die bei der Fällung des Platins und Palladiums aus den salzsauren Lösungen der Platin-Rhodium-Legierungen bzw. Platin-Rhodium-Palladium-Legierungen anfallenden Filtrate durch den Zusatz von konzentrierter Salpetersäure aufkonzentriert werden. Nach dem Abdampfen der überschüssigen Salpetersäure mit Salzsäure werden aus dieser Lösung die Verunreinigungen an Platin mit Ammoniumchlorid und die an Palladium mit alkalischer Dimethylglyoximlösung ausgefällt, Unedelmetalle und Salzüberschuß können mittels Kationenaustauscher abgetrennt werden. Platin läßt sich theoretisch mit einem Überschuß an Ammoniumchlorid bis auf einen geringen Restgehalt von ca. 0,02g/l, Palladium mit Dimethylglyoxim bis auf eine Menge von 0,03g/l abtrennen. Die Abtrennung des Platins ist begrenzt, da durch einen zu hohen Überschuß an Ammoniumchlorid eine Mitfällung des Rhodiums einsetzt. Zusätzlich muß berücksichtigt werden, daß die theoretischen Löslichkeitswerte nur auf Fällungen aus reinen Platin-und Palladiumlösungen bezogen sind. Nach den Gesetzmäßigkeiten der physikalischen Chemie (K.Schwabe, Physikalische Chemie, Bd. 1, Berlin 1975, S, 347-349) kann beim Vorhandensein von Fremdionen die Löslichkeit steigen. Es tritt der sogenannte „Einsalzeffekt" auf

Die Sättigungsaktivität „a" eines Salzes in einer Lösung ist konstant

\ a = c f = konst.

Durch Zugabe eines anderen Stoffes zur Lösung beeinflußt die interionische Wechselwirkung des Zusatzelektrolyt den Aktivitätskoeffizienten ,f, dieser wird vermindert, und die Konzentration ,c', also die Löslichkeit, steigt.

So kann durch das DD-WP 138225 nur eine Rhodiumreinhöit von > 99% garantiert werden, das Rhodium kann Platinmetalle bis maximal 1 % enthalten. Ein solches Rhodium kann aber auch nur zweckgebunden eingesetzt werden.

Der chemischen Raffination werden infolge Rphstoffknappheit und Preisanstiegs immer mehr Rückläufe zugeführt, diese Rückläufe besitzen, bedingt durch die höhere thermische Stabilität des Rhodiums gegenüber dem Platin, mehr Rhodium als die Ausgangslegierungen enthielten.

Der Überschuß an Rhodium muß für den weiteren Einsatz zum Reinstrhodium aufgearbeitet werden. Durch die Veränderung der Zusammensetzung der für die Raffination angelieferten Rohstoffe besteht die Notwendigkeit, bekannte Verfahren weiter bzw. generell neue Verfahren zu entwickeln.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist ein technisch wie ökonomisch unaufwendiges Verfahren zur Abtrennung von geringen Platin- und Palladiumverunreinigungen vom Rhodium aus salzsauren Lösungen von Legierungsschrotten.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Die Aufgabe der Erfindung besteht in der Abtrennung des Platins und/oder Palladiums sowie der Unedelmetalle vom Rhodium, wobei auch bei der Anwesenheit unterschiedlicher Mengen an Fremdionen in der Lösung ein Rhodium mit einer Rhodiumkonzentration von >99,9%und einer Unedelmetallkonzentration von < 0,01% erreicht werden soll.

Es wurde gefunden, daß beim Vorliegen gleicher Mengen an Platin und Palladium bis zu einer Konzentration von maximal 2%, bezogen auf die Rhodiumkonzentration, und gleichzeitiger Zugabe von Ammoniumchlorid und Dimethylglyoxim aus einer Rhodiumlösung mit einem Rhodiumgehalt von 100 bis 300 g/l Platin und Palladium bis unter 0,1 % abgespeichert werden kann. Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß der anfallende Platin-Rhodium-Schrott bekannterweise in Salzsäure und Chlor gelöst wird, Platin mit Ammoniumchlorid als Ammoniumplatinchlorid gefällt und das anfallende Filtrat unter Zusatz von Salpetersäure bis zu einer Konzentration von 200 bis 300g/l Rhodium eingedampft wird. Der Lösung wird beim Vorliegen gleicher Mengen an Platin und Palladium eine Aufschlämmung von Ammoniumchlorid und Dimethylglyoxim zugesetzt und mehrmals gerührt oder geschüttelt. Es bildet sich ein schwerlöslicher mehrkerniger Komplex, in dem das Platin vierwertig vorliegt. Es wird angenommen, daß das Platin über Halogenbrücken mit dem Palladium verbunden ist und das Palladium das zugesetzte Dimethylglyoxim bindet. Die geringe Löslichkeit des gebildeten Komplexes läßt abhängig von der Genauigkeit der Ausgangsänalyse eine Abreicherung des Restgehaltes an Platin und Palladium von 0,1 bis 0,01 % zu.

Nach dem Absetzen des Niederschlags wird die rhodiumhaltige Lösung über ein Filter dekantiert, der Niederschlag filtriert, mit wenig kaltem Wasser gewaschen. Der anfallende Niederschlag wird durch Glühen bei 700⁰C in Platin und Palladium thermisch zersetzt und den Platinrückläufen zugesetzt. Das rhodiumhaltige Konzentrat wird bis auf eine Konzentration von 20 bis 40g/l Rhodium verdünnt und über den Kationenaustauscher zur Abtrennung von Unedelmetallen und Salzüberschuß geleitet. Das in der Lösung enthaltene Rhodium kann mittels Reduktionsmittel oder elektrolytisch abgeschieden werden. Bei der Verarbeitung von palladiumarmen oder palladiumfreien Platin-Rhodium-Schrotten muß der Rhodiumlösung nach der Fällung des Platins, Aufkonzentrierung der Lösung und Bestimmung des Platingehalts die fehlende Palladiummenge bzw, die gleiche Menge an Palladium in Form von Tetrachlorpalladiumsäure zugesetzt werden. Anschließend kann Platin und Palladium gemeinsam mit einer Ammoniumchlorid-Dimethylglyoximsuspension ausgefällt werden.

Platin-Rhodium-Palladium-Schrotte können ähnlich den Platin-Rhodium-Schrotten bearbeitet werden. Nach der Fällung des Platins mit Ammoniumchlorid und Palladiums mit Dimethylglyoxim wird das rhodiumhaltige Filtrat aufkonzentriert und analysiert. Bedingt durch die Löslichkeit des Palladiumdimethylglyoximniederschlags enthält das Rhodiumkonzentrat bis zu 2% Palladium (bezogen auf Rhodium) und ca. 1% Platin. Diesen Lösungen muß vorder Fällung mit Ammoniumchlorid und Dimethylglyoxim Platin in Form von Hexachlorplatinsäure zugegeben werden.

Wird nur eine Reinheit von 99,9% erreicht, und es wird eine Reinheit von 99,99% gefordert, dann müssen die Arbeitsgänge Eindampfen, Einstellen des Platin-Palladium-Verhältnisses und Fällung wiederholt werden.

Ausfuhrungsbeispiel

Die Erfindung soll an einigen Beispielen näher erläutert werden.

Beispiel 1

Aus einem Liter PtRh 5-Lösung mit einem Gehalt von 100g/l PtRh 5 wurde das Platin mit Ammoniumchlorid als Ammoniumplatinchlorid gefällt. Das Filtrat wurde unter Zusatz von 10 ml konzentrierter Salpetersäure auf ca. 50 ml eingedampft.

Der in der Lösung enthaltene Überschuß an Salpetersäure wurde mit Salzsäure abgeraucht. (Lösungszusammensetzung 100g/l Rh, 1 g/l Pt, 1 g/l Pd, >2g/l Unedelmetalle).

Der Lösung wurde eine Aufschlämmung von 1,5g Ammoniumchlorid und 0,6g Dimethylglyoxim zugesetzt, die Lösung gut gerührt, nach einem Tag filtriert, auf 20g/l Rh verdünnt und über Kationenaustauscherharz gegeben. Das in der Lösung enthaltene Rhodium wurde elektrolytisch abgeschieden.

Die spektralanalytische Untersuchung ergab, daß Platin, Palladium und die Unedelmetalle unter der Nachweisgrenze lagen.

Beispiel 2

240I Filtrat der Platinfällung aus einer salzsauren PtRh 5-Lösung wurden unter Zusatz von 121 konzentrierter Salpetersäure auf 4,91 eingedampft, mit Salzsäure wurde der Überschuß an Salpetersäure abgedampft. Eine Analyse der Lösung ergab folgende Gehalte:

Rhodium: 1274g

Platin: 10,8g

Palladium: 11,2g

Unedelmetalle: >20g/l.

Der Lösung wurde eine Aufschlämmung von 150g Ammoniumchlorid und 60g Dimethylglyoxim zugesetzt, die Lösung gut durchgerührt, nachdem Absetzen filtriert, auf einen Rhodiumgehalt von 20g Rh/I verdünnt und über den Kationenaustauscher gegeben. Das aus der Lösung reduzierte Rhodium besaß folgende Verunreinigungen: Platin 0,03%, Palladium n. n., Unedelmetalle n. n.

Beispiel 3

Aus einem Liter einer Lösung mit einem Edelmetallgehalt von 100g/l PtRhPd (90% Pt, 4,5% Pd, 4,5% Rh) wurde das Platin mit Ammoniumchlorid und das Palladium mit Dimethylglyoxim gefällt. Das Filtrat wurde unter Zusatz von 10ml konzentrierter Salpetersäure auf 50ml eingedampft, die überschüssige Salpetersäure mit Salzsäure abgeraucht. Das rhodiumhaltige Filtrat hatte eine Zusammensetzung von 80g/l Rh,0,4g/I Pt, 1,5g/l Pd und 2,5g/l Unedelmetalle. Dem Filtrat wurden 1,1 g/l Platin in Form von Hexachlorplatinsäure zugesetzt und anschließend eine Suspension von 1,2g Ammoniumchlorid und 0,5g Dimethylglyoxim zugegeben. Die Lösung wurde gut durchgerührt und nach 24 Stunden filtriert, anschließend auf 20g/l Rhodium verdünnt und über den Ionenaustauscher gegeben. Das ausgefällte Rhodium enthielt 0,03% Palladium und 0,06% Platin, die Unedelmetalle waren unter der Nachweisgrenze.

Beispiel 4

Bei der Raffination von PtRhPd (90% Pt; 5% Pd, 5% Rh) fielen nach der Fällung des Platins mit Ammoniumchlorid und des Palladiums mit Dimethylglyoxim 1701 Filtrat an, das einen Edelmetallgehalt von 850g Rhodium, 5g Platin, 20g Palladium sowie 8,5g Unedelmetalle enthielt. Die Lösung wurde unter Zusatz von 81 konzentrierter Salpetersäure auf 4,51 eingedampft, die überschüssige Salpetersäure mit Salzsäure abgeraucht. Der Lösung wurden 15g Platin in Form von Hexachlorplatinsäure zugesetzt und anschließend eine Suspension von 130g Ammoniumchlorid und 50g Dimethylglyoxim zugesetzt, die Lösung gut durchgerührt, nach 24 Stunden filtriert, auf 20g/l Rhodium verdünnt und die Unedelmetalle und der überschüssige Salzgehalt mit Kationenaustauschern abgetrennt.

Das in der Lösung enthaltene Rhodium wurde elektrolytisch abgetrennt. Die Rhodiumlösung enthielt 0,04% Palladium und 0,08% Platin, die Unedelmetalle lagen unter der Nachweisgrenze.

Ein Liter der gereinigten Rhodiumlösung wurde unter Zusatz von HNO₃ auf 100 ml eingedampft, die überschüssige Salpetersäure mit Salzsäure abgeraucht. Der Lösung wurden 0,04% Platin in Form von Hexachlorplatinsäure zugesetzt und anschließend mit 3g Ammoniumchlorid und 1,2 g Dimethylglyoxim gefällt. Nach der Reinigung über den Ionenaustauscher konnten im Rhodium spektralanalytisch keine Verunreinigungen nachgewiesen werden.

Claims

Verfahren zur Abtrennung von Platin und/oder Palladium vom Rhodium aus einer salzsauren Lösung eines Platin-Palladium-Rhodium-Schrottes, bei dem das nach der ersten Fällung des Platins mit Ammoniumchlorid und des Palladiums mit Dimethylglyoxim angefallene Filtrat eingedampft, die erhaltene Lösung von noch ausgefallenem Ammoniumplatinchlorid dekantiert und das bei der Platin-Nachfällung anfallende Filtrat unter Zusatz von Salpetersäure bis zu einer Konzentration von 300 g/l Edelmetall eingedampft wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Lösung auf gleiche Mengen an Platin und Palladium eingestellt wird und Platin und Palladium als mehrkerniger Komplex gemeinsam mit einer Aufschlämmung, bestehend aus Ammoniumchlorid und Dimethylglyoxim, ausgefällt werden.

Anwendungsgebiet der Erfindung

Verfahren zur Abtrennung von Platin und/oder Palladium vom Rhodium, bevorzugt aus den Filtraten der Fällung des Platins als Ammoniumplatinchlorid aus den salzsauren Lösungen von Platin-Rhodium-Legierungsschrotten und aus den Filtraten der Fällung des Platins mit Ammoniumchlorid und des Palladiums mit Dimethylglyoxim aus den salzsauren Lösungen von PtRhPd-Legierungsschrotten.