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VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON AMMONIUMPERRHENAT Die vorliegende Erfindung
hezieht sich auf Verfahren zur Herstellung von Ammoniumperrhenat, das seinerseits
für die Herstellung von pulverförmigem Rhenium hohen Reinheitsgrades verwendet wird.
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Es sind bekannt Verfahren zur Herstellung von Ammoniumperrhenat aus
Kaliumperrhenat durch lonenaustausch oder Extraktion mit Tributylphosphat unter
anschließender Reex-oder traktion mit Ammoniak. durch Auflösen des metallischen
Etheniums in der Salpetersäure unter anschließender Neutralisation mit Ammoniak
(siehe z.B. E.M. Sominskaja, A.A. Nikitina Sammelband Rhenium, Seite 90, 1964, Verlag
der Akademie der Wissenschaften der UdSSR, Moskau, in Russisch).
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Es ist bekannt ein Verfahren zur Herstellung von Ammoniumperrhenat
aus
Produktionslösungen, die Abfallprodukte des Prozesses der Verarbeitung von Molybdänkonzentraten
sind, durch Sorption der Perrhenat-Ionen aus diesen Lösungen auf Austauscherharz
bei einem pH-Wert von 5-6 unter anschließender Desorption der genannten Ionen durch
Ammoniaklösung (siehe z.B. Urheberschein der UdSSR Nr. 148390, Slasse 12n, 47/00).
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Nachteile der bekannten Verfahren sind deren Mehrstufigkeit und Aufwändigkeit;
diese Verfahren machen es nicht möglich, Ammoniumperrhenat hohen Reinheitsgrades
herzustellen. Außerdem gehört zu den Nachteilen der genannten Verfahren ein bedeutender
Verbrauch von organischem Lösungsmittel bei der Extraktion der Perrhenat-Ionen sowie
die Unmöglich keit einer wirksamen Extraktion der Perrhenat-Ionen durch Sorption
auf Austauscherharz aus Produktionslösungen ohne vorhergehende Trennungsstufe des
Molybdäns von diesen Lösungen.
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Das Ziel der vorliegenden Erfindung ist die Beseitigung der genannten
Nachteile.
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Der Erfindung wurde die Aufgabe zugrundegelegt, ein einstufiges Verfahren
zur Herstellung von Ammoniumperrhenat hohen Reinheitsgrades unter Verwendung einer
Lösung, die Perrhenat-Ionen enthält, und Ammoniaklösung zu entwickeln.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß
eine
man Elektrodialyse in einem Zweikammer-Elektrodialysator mit flüssigem Diaphragma
aus Amyl-, Hexyl- oder Heptylalkohol durchführt, wobei vor der Elektrodialyse in
die Kathodenkammer eine saure Lösung, die Perrhenat-Ionen enthält, in die ,snodenkammer
eine 10-30%ige Ammoniaklösung eingebracht und in das flüssige Diaphragma 0,05-0,1
Gew, 8-Merkaptochinolin eingeführt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Ammoniumperrhenat
hohen Reinheitsgrades wird durch das beiliegende Schema des Elektrodialysators näher
erläutert und wie folgt durchgeführt.
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Die saure Lösung, die Perrhenat-Ionen enthält, bringt man in eine
IQitodenkammer 1 des Elektrodialysators ein, der die Scheidenwände 2 aufweist. In
eine Anodenkammer 3 bringt man 10-DOSige Ammoniaklösung ein, wonach in den Elektrodialysator
einerder genannten geradekettigen oder verzweigten aliphatischen Alkohole als das
flüssige Diaphragma ma 4 eingeführt wirdw Dann führt man in das Diaphragma 0,5-0,1
Gew.% 8-Merkaptochinolin als Komplexbildner ein und schließt die Elektroden 5 und
6 an die Speisequelle an.
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Dabei wählt man die Elektroden so, daß die Oberfläche der Kathode
5 um ein Mehrfaches (5-10Male) größer als die Oberfläche der Anode 6 ist. Dadurch
werden Elektrodialysebedin gungen herbeigeführt, unter denen in der Kathodenkammer
die h Perrhenat-Ionen nicht reduziert werden. Es kann Katode aus einem beliebigen
metall und die Anode aus Platin verwendet werden.
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Das flüssige Diaphragma extrahiert selektiv in der Kah todenkammer
die Perrhenat-Ionen in Form von Rheniumsäure, die in der organischen Phase (im Alkohol)
zum Teil dissoziiert. Die dabei entstehenden Perrhenat-Ionen treten durch Diffusion
und unter dem Einfluß der Richtung des elektrischen Feldes im Diaphragma an die
Phasengrenze in der Anodenkamer, wo sich das Ammoniumperrhenat bildet, der sich
in der Lösung ansammelt.
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Das 8-Merkaptochinolin bildet in der flüssigen Phase wasserunlösliche,
jedoch in aliphatischen lElkoholen gut lösliche Komplexverbindungen mit Beimengungen
der Schwermetalle, die in das Diaphragma aus der Lösung gelangen, die in h die Katodenkammer
eirgebracht wird. Dabei bilden sich keine Komplexe mit den Perrhenat-Ionen. Somit
treten die Perrhenat-Ionen durch das Diaphragma aus der Kathodenkammer in die Anodenkammer,
während die Beimengungen der Schwermetalle durch das Diaphragma festgehalten oder
scheiden sich auf der Ka h h todeab. In der Katodenkammer bleiben in der Lösung
die Beimengungen von Alkali- und Erdalkalimetallen (Kalium, Natrium, Kalzium und
andere).
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Durch die Vereinigung solcher Prozesse wie die Extraktion der Perrhenat-Ionen,
deren Reinigung mit 8-Merkaptochi nolin und die Elektrodialyse wird es möglich,
Ammoniumperrhenatlösungen hohen Reinheitsgrades in einer Stufe herzustellen.
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Die Ammoniumperrhenatlösung leitet man zur Kristallisation «,ur Herstellung
von Ammoniumperrhenat oder (nach der Korrektur der Lösung) zur Elektrolyse zum Abtrennen
des metallischen Rhenium.
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Zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend
folgende Beispiele für die Herstellung von Ammoniumperrhenat angeführt.
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Beispiel 1.
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Zusammensetzung des Elektrolyten in der Kathodenkammer: Rhenium (in
Form von Kaliumperrhenat) 6,4g/1, Schwefelsäure lOOg/l, Molybdän 0,64g/1, Kupfer
0,64g/l. Als Elektrolyt diente in der Anodenkammer 15%ige Ammoniaklösung, Das Diaphragma
war aus dem Amylalkohol, der 0,05 Gew.% 8-Merkaptochinolin enthält.
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h Die Elektrodialyse wurde bei einer Katodenstromdichte von 1 A/dm²
und einer Anodenstromdichte von 5A/dm durchgeführt, dabei war die Kathode aus Stahl,
die Anode aus Platin ausgeführt.
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Nach den Angalen der extraktionsphotokolorimetrischen Analyse war
die Zusammensetzung der Losung in der Anodenkammer nach 2 Stunden Elektrodialyse
wie folgt: Rhenium (in Form von Amrnoniumperrhenat) 2,8g/l, Molybdän unter 0,002g/1,
Kupfer unter 0,0001g/1, Kalium unter 0,003g/1.
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Beispiel 2.
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h Zusammensetzung des Elektrolyden in der Katodenkammer.
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Rhenium (in Form von Kaliumperrhenat) 1g/1, Schwefelsäure 100g/l,
Molybdän 10g/1. Als Elektrolyt der Anodenkammer diente die 10%ige Ammoniaklösung.
Das Diaphragma war aus dem Isoamylalkohol, der 0,1 Gew.% 8-Markaptochinolin enthält.
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Die Elektrodialyse wurde unter den Bedingungen des Bei apiels 1 durchgeführt.
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Nach den Angaben der extraktionsphotokolorimetrischen Analyse war
die Zusammensetzung der Lösung in der Anodenkammer nach vier Stunden Elektrodialyse
wie folgt: Rhenium (in Form von Ammoniumperrhenat) 0,8g/1, $Molybdän unter 0,0002g/1,
Kalium unter 0,003g/l. In der Katodenkammer wurden keine Perrhenat-Ionen nachgewiesen,
was auf deren vollständiges Extrahieren aus der Eusgangslösung hindeutet.
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Beispiel 3.
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Zusammensetzung des Elektrolyten in der Kathodenkammer: Rhenium (in
Form von Kaliumperrhenat), 6,4g/1, Schwefelsäure 100g/1, Molybdän 0,64g/1. Als Elektrolyt
der Anodenkammer diente die 15asige Ammoniaklösung. Das Diaphragma war aus dem n-Hexylalkohol,
der 0,05 Gew.% 8-Merkaptochinolin enthalt.
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Die Elektrodialyse wurde unter den Bedingungen des Beispiels 1 durchgeführt.
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N:lch den Angaben der extraktionsphotokolorimetrischen Analyse war
die Zusammensetzung der Lösung in der Anodenkammer nach zwei Stunden Elektrodialyse
wie folgt: Rhenium (in Form von Ammoniumperrhenat), 1,8g/l, Molybdän unter 0,0002g/l,
Kalium unter 0,003g/l.
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Beispiel 4.
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Die Zusammensetzung der Elektrolyten war dieselbe wie in dem Beispiel
3 angegeben. Als Diaphragma diente der n-Heptylalkohol, der 0,05 Gew.% 8-Merkaptochinolin
enthält.
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Die Elektrodialyse wurde unter den Bedingungen des Beispiels 1 durchgefüllrt.
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Nach den Angaben der extrationsphotokolorimetrischen Analyse war
die Zusammensetzung der Lösung in der Anodenkammer nach zwei Stunden Elktrodialyse
wie folgt: Rhenium (in Form von Ammoniumperrhenat), 1,2g/1, Molybdän unter 0,0002g/l,
Kalium unter 0,003g/l.
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In allen angeführten Beispielen wurde die Elektrodialy h se bei einem
Verhältnis der Volumen der Katodenkammer, des Diaphragmas und der Anodenkammer von
2 : 1 : 2 durchgeführt.
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Dabei wurden für die Ubertragung lg Rhenium aus der Kathodenkammer
durch das Diaphragma in die Anodenkammer O,15A/St verbraucht.