EP1051541B1 - Method for the electrolytic regeneration of contaminated rhodium solutions - Google Patents
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- EP1051541B1 EP1051541B1 EP99910109A EP99910109A EP1051541B1 EP 1051541 B1 EP1051541 B1 EP 1051541B1 EP 99910109 A EP99910109 A EP 99910109A EP 99910109 A EP99910109 A EP 99910109A EP 1051541 B1 EP1051541 B1 EP 1051541B1
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- rhodium
- solution
- electrolysis
- acid
- solutions
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25D—PROCESSES FOR THE ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PRODUCTION OF COATINGS; ELECTROFORMING; APPARATUS THEREFOR
- C25D21/00—Processes for servicing or operating cells for electrolytic coating
- C25D21/16—Regeneration of process solutions
- C25D21/18—Regeneration of process solutions of electrolytes
Definitions
- the present invention relates to a method for electrolytic regeneration of contaminated rhodium solutions, especially for the regeneration of sulfur and / or phosphoric acid rhodium solutions or of rhodium chloride solutions suitable is.
- Rhodium solutions or rhodium baths of the type mentioned are used, for example, in the jewelry and silverware industry for the electroplating of jewelry.
- the solutions usually contain 1-3 g / l rhodium, 40-80 ml / l concentrated phosphoric acid and / or 25-80 ml / l sulfuric acid. Their temperature is between 40 ° C and 50 ° C.
- the work is carried out with platinum anodes or platinized anodes, the current densities being 0.5-10 A / dm 2 .
- rhodium sulfate solutions which contain 4 - 20 g / l rhodium and 25 - 50 ml / l concentrated sulfuric acid and have a temperature between 30 ° C and 50 ° C.
- Platinum or platinized titanium is used as the anode material, the current densities being 0.5-3 A / dm 2 .
- Organic contaminants are caused by dust, Buildup of masking tapes, masking lacquer, Circuit board material and organics from unsuitable Plastic tubs or plastic tanks entered.
- organic Contamination cause voltages in the galvanic deposited precipitation. The layer becomes fragile and looks cloudy.
- Organic compounds can be obtained through a Activated carbon treatment can be separated. The solutions are allowed don't be too acidic. For the separation of short-chain Another treatment with a hydrocarbon suitable activated carbon may be necessary.
- the activated carbon In addition to the organic components, the activated carbon also takes Precious metal components that can only be obtained by ashing the Have activated carbon recovered as precious metal.
- Rhodium baths that such complexes also tend to separate of layers with increasing proportion of anionic Rhodium complexes show an increased voltage rise.
- Anionic rhodium complexes can be oxidized with chlorine in an alkaline medium and subsequent reduction with Hydroquinone can be converted into the trivalent cation.
- To this treatment is the rhodium bath by the entry of Foreign ions can no longer be used.
- Inorganic Contamination is usually caused by the base metal brought in.
- the warm phosphoric acid or phosphoric acid and sulfuric acid or sulfuric acid solution is extremely aggressive. Parts that are hung into the bathroom without electricity are picked up by the Electrolyte immediately. This also applies to parts that accidentally fall into the bathroom.
- the Major impurities found in rhodium baths were Cu, Fe, Sn, Pb, Ni, Au, Ag.
- rhodium In order to obtain pure rhodium, one can do the sulfide precipitation coupled with nitrite precipitation (Brauer, Handbuch der preparative inorganic chemistry, 3rd volume, Gustav Enke Verlag, Stuttgart, 3rd ed., 1981, p. 1737; DE-OS-2835 159; GB-PS-1491521).
- the impurities are precipitated as sulfide. This precipitation is only possible if Rhodium is bound in the anionic complex because Rhodium cations can also be precipitated as sulfide.
- the Refining rhodium as rhodium nitrite sets a multiple Precipitation of the rhodium nitrite in advance. Then the Rhodium nitrite can be converted into the rhodium sulfate. This Process works with low yields, high ones Precious metal losses and an unacceptable Workload.
- the object of the present invention is therefore in Creation of an economical process for regeneration contaminated rhodium solutions with which a costly metallurgical refurbishment, a new one Rhodium salt production and a new approach to the solutions can be avoided so that the cleaned solutions immediately returned to the industrial use mentioned above can be.
- the rhodium solution to be regenerated is fed into the anode compartment of an electrolytic cell, which is separated from the associated cathode compartment filled with a dilute, highly conductive acid by a cation exchange membrane.
- H 2 SO 4 , H 3 PO 4 , HCl or HNO 3 is preferably used as the acid, with 10-20% H 2 SO 4 being currently preferred.
- the pH of the rhodium solution is increased to a value of more than 10 by adding a suitable alkali solution, a pH between 12 and 14 preferably being set. Concentrated potassium hydroxide solution can in particular be used as the alkali solution.
- the electrolysis now takes place, the current density being chosen so high that trivalent rhodium is oxidized to hexavalent rhodium in the rhodium solution.
- the current densities are preferably 1-20 A / dm 2 , which corresponds to a maximum current load of the membrane of 4 kA / m 2 (40 A / dm 2 ). A further increase in the current strength could lead to the destruction of the membrane.
- the temperature of the anolyte here is preferably 20 - 50 ° C, so that industrially used rhodium solutions or Rhodium baths of the type mentioned above directly one Regeneration or cleaning supplied and then also are industrially usable again without this additional heat treatment of the solution would be required.
- the preferred acidity is Rhodium solution with 40 - 80 ml / l concentrated phosphoric acid and / or 25 - 80 ml / l sulfuric acid to the above adapted industrial use of the rhodium solution.
- Rhodium solutions with a higher acidity become Reduction in acidity and / or depletion any anionic components present are preferred first in an upstream electrolysis cell Subjected to electrolysis.
- Appropriate solutions are here passed into the cathode compartment of the electrolytic cell, which is in front of the with an aqueous sodium sulfate solution or the like associated anode space filled by a Anion exchange membrane is separated so that the Acid residues and anionic impurities in the Anode compartment to be transferred.
- the rhodium solution to be regenerated is used according to the invention in the anode compartment (12) of an electrolysis cell (10) passed through the associated cathode compartment (14) a cation exchange membrane (16) is separated.
- anode compartment (12) of the electrolytic cell (10) is also concentrated from a storage container (18) Potassium hydroxide solution fed to adjust the pH of the Increase rhodium solution to 12-14.
- This process will monitored by means of a measuring device (20) through which the Infeed is controlled accordingly. If necessary, you can however, other suitable alkali solutions can also be used.
- the feed can also be located at a point outside of the Electrolysis cell (10) take place.
- the cathode compartment (14) of the electrolytic cell (10) is filled with 20% H 2 SO 4 , which is circulated through a storage container (22).
- a different concentration such as 10% H 2 SO 4 , or another suitable acid can also be used, H 3 PO 4 , HCl or HNO 3 being particularly worth mentioning.
- the pH of the catholyte is adjusted to pH ⁇ 0.5 in order to enable the transferred noble metals to be separated.
- the base metals are then removed with the catholyte when enriched to approx. 10 g / l.
- the anolyte in the Cycle and continuously at the Pumped by cation exchange membrane its Flow rate is 1 - 4 l / min.
- the temperature of the anolyte is 20 - 50 ° C, so that the in industrial sulfuric and / or phosphoric acids Rhodium solutions are directly regenerable.
- the catholyte is transported through the resulting H 2 .
- the current load on the membrane is 4 kA / m 2 (40 A / dm 2 ). A further increase in the current strength can destroy the membrane.
- the acidity of the rhodium solution is 40-80 ml / l concentrated phosphoric acid and / or 25-80 ml / l sulfuric acid.
- the rhodium solution to be cleaned is passed to reduce the acid content and / or to deplete any anionic components present in the cathode compartment of an additional electrolysis cell (not shown) in the anolyte circuit, which passes from the associated anode compartment filled with an aqueous potassium sulfate solution through an anion exchange membrane is separated.
- the acid residue anions SO 4 - and / or PO 4 - are transferred into the anode compartment, the voltage being chosen to be lower than the voltage required for Rh deposition.
- Example 1 50 ml of a rhodium sulfate solution according to Example 1 were without Add potassium hydroxide under the same conditions as electrolyzed in Example 1. After 6 hours the contained Anolyte solution only 1.5 g / l rhodium, so that about 50% of Rhodium had been transferred to the cathode compartment.
- the current load on the membrane was 4 kA / m 2 (40 A / dm 2 ), with a further increase in the current strength leading to destruction.
- a rhodium sulfate solution containing 3.4 g / l rhodium was adjusted to a pH of 12.5 with potassium hydroxide solution.
- the rhodium solution was diluted to 3.0 g / l by the addition of the potassium hydroxide solution.
- the solution was then subjected to membrane electrolysis, working with a current density of 1 A / dm 2 and a current load on the membrane of 4 kA / m 2 .
- the rhodium concentration was limited after the electrolysis by the one done with the potassium ion transfer Water transfer 3.6 g / l. With a further decrease in pH Rhodium depletion occurs. After a Electrolysis time of 2 hours was the rhodium concentration in of the analytical solution dropped to 2.4 g / l.
- a rhodium sulfate solution containing 5.3 g / l rhodium and 400 ppm impurities in iron and nickel was adjusted to a pH of 13 with potassium hydroxide.
- a current density of 2 A / dm 2 With a current density of 2 A / dm 2 , a current load on the membrane of 4 kA / m 2 and a flow rate of the electrolyte of 3 l / min, the Fe / Ni impurities could be reduced to a value of 50 ppm within 5 hours.
- the rhodium depletion was 0.3 g / l.
- a rhodium solution containing 100 ml / l of sulfuric acid was placed in the cathode compartment of an electrolytic cell provided with an anion exchange membrane.
- An aqueous sodium sulfate solution was used as the anolyte.
- the acid content in the catholyte could be reduced to 80 ml / l.
- This solution was then placed in the anode compartment of an electrolysis cell, the anode and cathode compartments of which were separated by a cation exchange membrane, and electrolyzed at 4 A / dm 2 .
- the rhodium solution to be regenerated was directed past the cation exchange membrane at a rate of 3 l / min.
- the movement of the catholyte which comprised 5% sulfuric acid, was caused by the evolution of hydrogen during the electrolysis.
- potassium ions and most of the contaminants were transferred from the anode compartment to the cathode compartment during the electrolysis, so that the content of impurities in the rhodium solution was only 20 ppm after 6 hours.
- the contaminants transferred into the cathode compartment separated out on the cathode.
- the electrolysis process according to the invention is suitable not only for the regeneration of rhodium solutions containing sulfuric and / or phosphoric acid, but also for the regeneration of rhodium solutions containing chloride.
- Potassium hydroxide solution was added to a rhodium chloride solution with a rhodium content of 10 g / l and with copper, nickel and iron impurities of 100 ppm in each case in order to raise the pH to 13.5.
- This solution was placed in the anode compartment of an electrolytic cell, the anode compartment and cathode compartment of which were separated by a cathode exchange membrane and electrolyzed at a current density of 3.5 A / dm 2 .
- the anolyte was moved past the membrane at a rate of 3 l / min, while the catholyte, which comprised 20% hydrochloric acid, was moved through the hydrogen produced during the electrolysis.
- Cl - was converted into Cl 2 , with the chlorine released acting as an oxidizing agent.
- potassium ions and most of the contaminants were transferred from the anode compartment to the cathode compartment, so that the contaminants were depleted to a value of 20 20 ppm after 5 hours.
- Hydrochloric acid was carefully added to the anolyte during depletion.
Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur elektrolytischen Regeneration verunreinigter Rhodiumlösungen, das insbesondere zur Regeneration von Schwefel- und/oder phosphorsauren Rhodiumlösungen oder von Rhodiumchloridlösungen geeignet ist.The present invention relates to a method for electrolytic regeneration of contaminated rhodium solutions, especially for the regeneration of sulfur and / or phosphoric acid rhodium solutions or of rhodium chloride solutions suitable is.
Rhodiumlösungen oder Rhodiumbäder der genannten Art werden beispielsweise in der Juwelier- und Silberwarenindustrie zur galvanischen Veredelung von Schmuckstücken verwendet. Die Lösungen enthalten hierbei üblicherweise 1 - 3 g/l Rhodium, 40 - 80 ml/l konzentrierte Phosphorsäure und/oder 25 - 80 ml/l Schwefelsäure. Ihre Temperatur liegt zwischen 40° C und 50° C. Es wird mit Platinanoden oder platinierten Anoden gearbeitet, wobei die Stromdichten 0,5 - 10 A/dm2 betragen.Rhodium solutions or rhodium baths of the type mentioned are used, for example, in the jewelry and silverware industry for the electroplating of jewelry. The solutions usually contain 1-3 g / l rhodium, 40-80 ml / l concentrated phosphoric acid and / or 25-80 ml / l sulfuric acid. Their temperature is between 40 ° C and 50 ° C. The work is carried out with platinum anodes or platinized anodes, the current densities being 0.5-10 A / dm 2 .
In der Elektro- und Elektronikindustrie hingegen werden hauptsächlich Rhodiumsulfatlösungen eingesetzt, die 4 - 20 g/l Rhodium und 25 - 50 ml/l konzentrierte Schwefelsäure enthalten und eine Temperatur zwischen 30° C und 50° C besitzen. Als Anodenmaterial wird Platin oder platiniertes Titan eingesetzt, wobei die Stromdichten 0,5 - 3 A/dm2 betragen.In the electrical and electronics industry, however, mainly rhodium sulfate solutions are used, which contain 4 - 20 g / l rhodium and 25 - 50 ml / l concentrated sulfuric acid and have a temperature between 30 ° C and 50 ° C. Platinum or platinized titanium is used as the anode material, the current densities being 0.5-3 A / dm 2 .
Es wird jeweils mit Lösungen im stark sauren Bereich gearbeitet, die sehr empfindlich gegenüber organischen und anorganischen Verunreinigungen sind.It comes with solutions in the strongly acidic range worked that are very sensitive to organic and are inorganic contaminants.
Die meisten organischen Verunreinigungen werden durch Staub, Anhaftungen von Maskierungsbändern, Abdecklack, Schaltkreisplattenmaterial und Organik von ungeeigneten Plastikwannen oder Plastiktanks eingetragen. organische Verunreinigungen verursachen Spannungen im galvanisch abgeschiedenen Niederschlag. Die Schicht wird brüchig und sieht trübe aus. Organische Verbindungen können durch eine Aktivkohlebehandlung abgetrennt werden. Die Lösungen dürfen nicht zu stark sauer sein. Zur Abtrennung von kurzkettigen Kohlenwasserstoffen kann eine weitere Behandlung mit einer hierfür geeigneten Aktivkohle notwendig sein.Most organic contaminants are caused by dust, Buildup of masking tapes, masking lacquer, Circuit board material and organics from unsuitable Plastic tubs or plastic tanks entered. organic Contamination cause voltages in the galvanic deposited precipitation. The layer becomes fragile and looks cloudy. Organic compounds can be obtained through a Activated carbon treatment can be separated. The solutions are allowed don't be too acidic. For the separation of short-chain Another treatment with a hydrocarbon suitable activated carbon may be necessary.
Neben den organischen Bestandteilen nimmt die Aktivkohle auch Edelmetallanteile auf, die sich nur durch Veraschung der Aktivkohle als Edelmetall zurückgewinnen lassen.In addition to the organic components, the activated carbon also takes Precious metal components that can only be obtained by ashing the Have activated carbon recovered as precious metal.
Störungen können auftreten, wenn der pH-Wert höher wird als 2, da dann basische Rhodiumsalze ausfallen und sich im Niederschlag einlagern. Dieser Fehler läßt sich durch eine einfache Kontrolle des pH-Wertes oder eine Bestimmung und Einstellung des Säuregehaltes beheben.Malfunctions can occur if the pH value becomes higher than 2, because then basic rhodium salts precipitate and form in the Store precipitation. This error can be solved by a easy control of the pH or a determination and Correct the acidity setting.
Beim Überhitzen von Rhodiumlösungen oder Rhodiumbädern können sich anionische Rhodiumkomplexe bilden. Rhodiumbäder, die derartige Komplexe enthalten, neigen ebenfalls zur Abscheidung von Schichten, die mit ansteigendem Anteil an anionischen Rhodiumkomplexen einen verstärkten Spannungsanstieg zeigen.When overheating rhodium solutions or rhodium baths can anionic rhodium complexes form. Rhodium baths that such complexes also tend to separate of layers with increasing proportion of anionic Rhodium complexes show an increased voltage rise.
Anionische Rhodiumkomplexe können durch Aufoxidation mit Chlor im alkalischen Medium und anschließende Reduktion mit Hydrochinon in das dreiwertige Kation überführt werden. Nach dieser Behandlung ist das Rhodiumbad durch den Eintrag von Fremdionen nicht mehr verwertbar. Anorganische Verunreinigungen werden gewöhnlich durch das Grundmetall eingeschleppt. Die warme phosphorsaure bzw. phosphorsaure und schwefelsaure oder schwefelsaure Lösung ist extrem aggressiv. Teile, die ohne Strom in das Bad eingehängt werden, greift der Elektrolyt sofort an. Dies gilt auch für Teile, die unbeabsichtigt in das Bad hineinfallen. Die Hauptverunreinigungen, die in Rhodiumbädern festgestellt wurden, sind Cu, Fe, Sn, Pb, Ni, Au, Ag. Diese Verunreinigungen verursachen auch dunkle und schmutzige Niederschläge, die von der Oberfläche platzen können. Zur Abtrennung der metallischen Verunreinigungen wird die Fällung mit Kaliumferrocyanid empfohlen (Metal Finishing, Guidebook Directory 1986, S. 280). Eine Wirksamkeit dieser Fällungsmethode muß jedoch angezweifelt werden, da die Löslichkeit der Niederschläge im stark sauren Medium zu hoch und eine genaue Dosierung des Fällungsmittels nicht möglich ist, so daß zusätzlich Kalium- und Ferrocyanidionen eingeschleppt werden.Anionic rhodium complexes can be oxidized with chlorine in an alkaline medium and subsequent reduction with Hydroquinone can be converted into the trivalent cation. To this treatment is the rhodium bath by the entry of Foreign ions can no longer be used. Inorganic Contamination is usually caused by the base metal brought in. The warm phosphoric acid or phosphoric acid and sulfuric acid or sulfuric acid solution is extremely aggressive. Parts that are hung into the bathroom without electricity are picked up by the Electrolyte immediately. This also applies to parts that accidentally fall into the bathroom. The Major impurities found in rhodium baths were Cu, Fe, Sn, Pb, Ni, Au, Ag. This Contaminants also cause dark and dirty ones Precipitation that can burst from the surface. For The separation of the metallic impurities becomes the precipitation with potassium ferrocyanide recommended (metal finishing, guidebook Directory 1986, p. 280). An effectiveness of this Precipitation method must be questioned, however, because the Solubility of the precipitates in the strongly acidic medium too high and an exact dosage of the precipitant is not possible is, so that in addition potassium and ferrocyanide ions be introduced.
Andere veröffentlichte Methoden sind für die bekannten Rhodiumlösungen oder Rhodiumbäder mit den oben angegebenen Verunreinigungen ebenfalls nicht übertragbar. Gemäß der Lehre des britischen Patents 662 299 werden die Verunreinigungen mit einem Kationenaustauscher abgetrennt. Dieses Verfahren setzt das Vorhandensein eines anionischen Rhodiumkomplexes voraus. Die Umwandlung des Rhodiums in einen anionischen Komplex wäre jedoch für die weitere Verwendung in Elektrolysebad sehr nachteilig.Other published methods are for the known ones Rhodium solutions or rhodium baths with the above Impurities are also not transferable. According to the teaching of British patent 662,299, the contaminants are removed separated from a cation exchanger. This procedure continues the presence of an anionic rhodium complex. The conversion of the rhodium into an anionic complex would be however, for further use in electrolysis bath very much disadvantageous.
Um reines Rhodium zu erhalten, kann man die Sulfidfällung gekoppelt mit der Nitritfällung anwenden (Brauer, Handbuch der präparativen anorganischen Chemie, 3. Band, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart, 3. Aufl., 1981, S. 1737; DE-OS-2835 159; GB-PS-1491521). Die Verunreinigungen werden als Sulfid gefällt. Diese Fällung ist nur möglich, wenn Rhodium im anionischen Komplex gebunden ist, da Rhodiumkationen ebenfalls als Sulfid gefällt werden. Die Raffination von Rhodium als Rhodiumnitrit setzt eine mehrfache Umfällung des Rhodiumnitrits voraus. Anschließend muß das Rhodiumnitrit in das Rhodiumsulfat überführt werden. Dieses Verfahren arbeitet mit geringen Ausbeuten, hohen Edelmetallverlusten und einem nicht vertretbaren Arbeitsaufwand.In order to obtain pure rhodium, one can do the sulfide precipitation coupled with nitrite precipitation (Brauer, Handbuch der preparative inorganic chemistry, 3rd volume, Ferdinand Enke Verlag, Stuttgart, 3rd ed., 1981, p. 1737; DE-OS-2835 159; GB-PS-1491521). The impurities are precipitated as sulfide. This precipitation is only possible if Rhodium is bound in the anionic complex because Rhodium cations can also be precipitated as sulfide. The Refining rhodium as rhodium nitrite sets a multiple Precipitation of the rhodium nitrite in advance. Then the Rhodium nitrite can be converted into the rhodium sulfate. This Process works with low yields, high ones Precious metal losses and an unacceptable Workload.
Gemäß der Lehre des britischen Patents 11 44716 wird die Rhodiumlösung über einen mit Hydroxylgruppen beladenen Anionenaustauscher gegeben. Das gefällte Rhodiumhydrcxid wird wieder in Säure gelöst. Mit dem Rhodium werden auch die Verunreinigungen als Hydroxide gefällt. Eeim Auflösen in Säure erhält man wieder die Ausgangslösung mit den gleichen Verunreinigungen. According to the teaching of British patent 11 44716, the Rhodium solution over a loaded with hydroxyl groups Given anion exchangers. The precipitated rhodium hydride is again dissolved in acid. With the rhodium, too Impurities precipitated as hydroxides. Dissolving in acid you get back the starting solution with the same Impurities.
Bei der in der EP 0 288 344 B1 beschriebenen Elektrolyse wird
gemeinsam mit den Verunreinigungen ein großer Anteil an
Rhodium abgeschieden.In the electrolysis described in
Da gegenwärtig kein ökonomisch vertretbares Verfahren zur Reinigung von Rhodiumlösungen oder Rhodiumbädern existiert, werden diese üblicherweise an Scheideanstalten geliefert, in denen das in der Lösung enthaltene Rhodium nach einem der obengenannten Verfahren zurückgewonnen wird.As there is currently no economically viable process for Cleaning of rhodium solutions or rhodium baths exists, these are usually delivered to refineries in which the rhodium contained in the solution according to one of the the above-mentioned process is recovered.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht daher in der Schaffung eines ökonomischen Verfahrens zur Regeneration verunreinigter Rhodiumlösungen, mit dem sich eine kostenaufwendige metallurgische Aufarbeitung, eine erneute Rhodiumsalzherstellung und ein Neuansatz der Lösungen vermeiden läßt, so daß die gereinigten Lösungen unmittelbar wieder der obengenannten industriellen Nutzung zugeführt werden können.The object of the present invention is therefore in Creation of an economical process for regeneration contaminated rhodium solutions with which a costly metallurgical refurbishment, a new one Rhodium salt production and a new approach to the solutions can be avoided so that the cleaned solutions immediately returned to the industrial use mentioned above can be.
Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Elektrolyseverfahren gemäß Anspruch 1 gelöst. Die zu regenerierende Rhodiumlösung wird hierbei in den Anodenraum einer Elektrolysezelle geleitet, der von dem mit einer verdünnten, gut leitenden Säure gefüllten zugehörigen Kathodenraum durch eine Kationenaustauschermembran getrennt ist. Als Säure wird hierbei vorzugsweise H2SO4, H3PO4, HCl oder HNO3 verwendet, wobei gegenwärtig 10 - 20 %-ige H2SO4 bevorzugt wird. Der pH-Wert der Rhodiumlösung wird durch Zugabe einer geeigneten Alkalilösung erfindungsgemäß auf einen Wert von mehr als 10 erhöht, wobei vorzugsweise ein pH-Wert zwischen 12 und 14 eingestellt wird. Als Alkalilösung kann hierbei insbesondere konzentrierte Kaliumhydroxidlösung verwendet werden.This object is achieved by the electrolysis process according to the invention. The rhodium solution to be regenerated is fed into the anode compartment of an electrolytic cell, which is separated from the associated cathode compartment filled with a dilute, highly conductive acid by a cation exchange membrane. H 2 SO 4 , H 3 PO 4 , HCl or HNO 3 is preferably used as the acid, with 10-20% H 2 SO 4 being currently preferred. According to the invention, the pH of the rhodium solution is increased to a value of more than 10 by adding a suitable alkali solution, a pH between 12 and 14 preferably being set. Concentrated potassium hydroxide solution can in particular be used as the alkali solution.
Nun erfolgt die Elektrolyse, wobei die Stromdichte so hoch gewählt wird, daß in der Rhodiumlösung dreiwertiges Rhodium zu sechswertigem Rhodium aufoxidiert wird. Die Stromdichten betragen hierbei vorzugsweise 1 - 20 A/dm2, was einer maximalen Strombelastung der Membran von 4 kA/m2 (40 A/dm2) entspricht. Eine weitere Erhöhung der Stromstärke könnte zu einer Zerstörung der Membran führen.The electrolysis now takes place, the current density being chosen so high that trivalent rhodium is oxidized to hexavalent rhodium in the rhodium solution. The current densities are preferably 1-20 A / dm 2 , which corresponds to a maximum current load of the membrane of 4 kA / m 2 (40 A / dm 2 ). A further increase in the current strength could lead to the destruction of the membrane.
Bei der Aufoxidation, bei der sich die hellgelbe Lösung dunkelviolett färbt, werden Teile der Organik durch Oxidation zerstört. Eingetragene Chloridverunreinigungen werden zu Chlor umgewandelt und als Gas ausgetragen. Das Chlor kann beispielsweise in Natronlauge durch Umwandlung in Natriumhypochlorit unschädlich gemacht und zu einem verkaufsfähigen Produkt werden.With the oxidation, with which the light yellow solution dark purple colors, parts of the organics become by oxidation destroyed. Entered chloride impurities become chlorine converted and discharged as gas. The chlorine can for example in sodium hydroxide solution by conversion into Sodium hypochlorite rendered harmless and one become a salable product.
Bei der Elektrolyse werden eventuell vorhandene Verunreinigungen durch die Kationenaustauschermembran in den Katholyten abgereichert. Das sechswertige Rhodium hingegen wird mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit in den Kathodenraum überführt als dreiwertiges Rhodium, so daß es zu keiner nennenswerten Abreicherung des Rhodiumgehaltes kommt.In the case of electrolysis, there may be existing ones Impurities through the cation exchange membrane in the Depleted catholyte. The hexavalent rhodium, however is in the at a much slower rate Cathode compartment converts as trivalent rhodium, so that it too there is no significant depletion of the rhodium content.
Durch die Wanderung von Kaliumionen vom Anoden- in den Kathodenraum verringert sich gleichzeitig der pH-Wert des Anolyten, was bei pH-Werten von weniger als 1,5 zu einer verstärkten Umwandlung von RhVI-Ionen in RhIII-Ionen und einer damit verbundenen Abreicherung des Rhodiums führen würde. Wenn die in der Rhodiumlösung enthaltenden Verunreinigungen bei Erreichen eines pH-Wertes von 1,5 noch nicht vollständig abgereichert sind, wird der pH-Wert daher vorzugsweise durch Zugabe einer Alkalilösung, wie z.B. konzentrierte Kaliumhydroxidlösung, konstant gehalten.The migration of potassium ions from the anode to the cathode space simultaneously reduces the pH of the anolyte, which at pH values of less than 1.5 leads to an increased conversion of Rh VI ions into Rh III ions and a related one Depletion of the rhodium would result. If the impurities contained in the rhodium solution are not yet completely depleted when a pH of 1.5 is reached, the pH is therefore preferably kept constant by adding an alkali solution, such as concentrated potassium hydroxide solution.
Eine optimale Abreicherung von Verunreinigungen ergibt sich dann, wenn Anolyt und/oder Katholyt im Kreislauf kontinuierlich an der Kationenaustauschermembran vorbeigeführt werden, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Anolyten 1 - 4 l/min beträgt. Die Bewegung des Katholyten erfolgt durch die Wasserstoffentwicklung bei der Elektrolyse.Optimal depletion of impurities results then when anolyte and / or catholyte are in circulation continuously led past the cation exchange membrane the flow rate of the anolyte 1-4 l / min. The movement of the catholyte takes place through the Development of hydrogen in electrolysis.
Die Temperatur des Anolyten beträgt hierbei vorzugsweise 20 - 50° C, so daß industriell genutzte Rhodiumlösungen oder Rhodiumbäder der obengenannten Art unmittelbar einer Regeneration oder Reinigung zugeführt und anschließend auch wieder industriell nutzbar sind, ohne daß hierfür eine zusätzliche Wärmebehandlung der Lösung erforderlich wäre.The temperature of the anolyte here is preferably 20 - 50 ° C, so that industrially used rhodium solutions or Rhodium baths of the type mentioned above directly one Regeneration or cleaning supplied and then also are industrially usable again without this additional heat treatment of the solution would be required.
Entsprechend ist auch der bevorzugte Säuregehalt der Rhodiumlösung mit 40 - 80 ml/l konzentrierte Phosphorsäure und/oder 25 - 80 ml/l Schwefelsäure an die obengenannte industrielle Nutzung der Rhodiumlösung angepaßt.Accordingly, the preferred acidity is Rhodium solution with 40 - 80 ml / l concentrated phosphoric acid and / or 25 - 80 ml / l sulfuric acid to the above adapted industrial use of the rhodium solution.
Rhodiumlösungen mit einem höheren Säuregehalt werden zur Verringerung des Säuregehaltes und/oder zur Abreicherung eventuell vorhandener anionischer Anteile vorzugsweise zunächst in einer vorgeschalteten Elektrolysezelle einer Elektrolyse unterworfen. Entsprechende Lösungen werden hierbei in den Kathodenraum der Elektrolysezelle geleitet, der vor dem mit einer wässrigen Natriumsulfatlösung oder dergleichen gefüllten zugehörigen Anodenraum durch eine Anionenaustauschermembran getrennt ist, so daß die Säurerestanionen und anionische Verunreinigungen in den Anodenraum überführt werden.Rhodium solutions with a higher acidity become Reduction in acidity and / or depletion any anionic components present are preferred first in an upstream electrolysis cell Subjected to electrolysis. Appropriate solutions are here passed into the cathode compartment of the electrolytic cell, which is in front of the with an aqueous sodium sulfate solution or the like associated anode space filled by a Anion exchange membrane is separated so that the Acid residues and anionic impurities in the Anode compartment to be transferred.
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich nicht nur aus den zugehörigen Ansprüchen - für sich und/oder in Kombination - sondern auch aus der anhand von Fig. 1 erfolgenden nachfolgenden ausführlichen Beschreibung spezieller Ausführungsbeispiele, wobei
- Fig. 1
- ein Flußdiagramm eines erfindungsgemäßen Elektrolyseverfahrens zum Regenerieren verunreinigter Rhodiumlösungen zeigt.
- Fig. 1
- shows a flow diagram of an electrolysis process according to the invention for regenerating contaminated rhodium solutions.
Die zu regenerierende Rhodiumlösung wird hierbei erfindungsgemäß in den Anodenraum (12) einer Elektrolysezelle (10) geleitet, der von dem zugehörigen Kathodenraum (14) durch eine Kationenaustauschermembran (16) getrennt ist.The rhodium solution to be regenerated is used according to the invention in the anode compartment (12) of an electrolysis cell (10) passed through the associated cathode compartment (14) a cation exchange membrane (16) is separated.
In den Anodenraum (12) der Elektrolysezelle (10) wird zudem von einem Vorratsbehälter (18) aus konzentrierte Kaliumhydroxidlösung eingespeist, um den pH-Wert der Rhodiumlösung auf 12 - 14 zu erhöhen. Dieser Vorgang wird mittels einer Meßeinrichtung (20) überwacht, durch die die Einspeisung entsprechend gesteuert wird. Bei Bedarf können jedoch auch andere geeignete Alkalilösungen verwendet werden. Zudem kann die Einspeisung auch an einer Stelle außerhalb der Elektrolysezelle (10) erfolgen.In the anode compartment (12) of the electrolytic cell (10) is also concentrated from a storage container (18) Potassium hydroxide solution fed to adjust the pH of the Increase rhodium solution to 12-14. This process will monitored by means of a measuring device (20) through which the Infeed is controlled accordingly. If necessary, you can however, other suitable alkali solutions can also be used. In addition, the feed can also be located at a point outside of the Electrolysis cell (10) take place.
Der Kathodenraum (14) der Elektrolysezelle (10) ist mit 20 %-iger H2SO4 gefüllt, die über einen Vorratsbehälter (22) im Kreislauf geführt wird. Je nach Anwendungszweck kann jedoch auch eine andere Konzentration, wie z.B. 10 %-ige H2SO4, oder auch eine andere geeignete Säure verwendet werden, wobei insbesondere H3PO4, HCl oder HNO3 zu nennen wären. Der pH-Wert des Katholyten wird hierbei auf pH ≤ 0,5 eingestellt, um eine Abscheidung der überführten Edelmetalle zu ermöglichen. Die Unedelmetalle werden dann bei einer Anreicherung auf ca. 10 g/l mit dem Katholyten ausgeschleust.The cathode compartment (14) of the electrolytic cell (10) is filled with 20% H 2 SO 4 , which is circulated through a storage container (22). Depending on the intended use, however, a different concentration, such as 10% H 2 SO 4 , or another suitable acid can also be used, H 3 PO 4 , HCl or HNO 3 being particularly worth mentioning. The pH of the catholyte is adjusted to pH ≤ 0.5 in order to enable the transferred noble metals to be separated. The base metals are then removed with the catholyte when enriched to approx. 10 g / l.
Bei Stromdichten von 1 - 20 A/dm2 wird nun eine Elektrolyse durchgeführt, wobei in der Rhodiumlösung dreiwertiges Rhodium zu sechswertigem Rhodium aufoxidert wird, was durch einen Farbumschlag der Lösung von hellgelb nach dunkelviolett zu erkennen ist. Da sechswertiges Rhodium mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit durch die Kationenaustauschermembran in den Kathodenraum überführt wird als dreiwertiges Rhodium, findet unter den angegebenen Bedingungen keine nennenswerte Abreicherung des Rhcdiums statt. At current densities of 1 - 20 A / dm 2 , electrolysis is now carried out, with trivalent rhodium being oxidized to hexavalent rhodium in the rhodium solution, which can be recognized by a color change in the solution from light yellow to dark purple. Since hexavalent rhodium is transferred through the cation exchange membrane into the cathode compartment at a much slower rate than trivalent rhodium, there is no appreciable depletion of the rhodium in the specified conditions.
Wie oben bereits erwähnt wurde, werden bei der Aufoxidation Teile der Organik durch Oxidation zerstört. Eingetragene Chloridverunreinigungen werden zu Chlor umgewandelt und als Gas ausgetragen. Das Chlor kann beispielsweise in Natronlauge durch Umwandlung in Natriumhypochlorit unschädlich gemacht und zu einem verkaufsfähigen Produkt werden.As already mentioned above, during the oxidation process Parts of the organic system destroyed by oxidation. Registered Chloride contaminants are converted to chlorine and as Discharged gas. The chlorine can, for example, in sodium hydroxide solution rendered harmless by conversion to sodium hypochlorite and become a salable product.
Im Verlauf der Elektrolyse verringert sich durch die Wanderung
von Kaliumionen vom Anoden- in den Kathodenraum der pH-Wert
des Anolyten, wobei gleichzeitig eine Abreicherung der in der
Rhodiumlösung vorhandenen Verunreinigungen in den Katholyten
erfolgt. Die pH-Werte, bei denen die unterschiedlichen
Verunreinigungen abgereichert werden, sind in der folgenden
Tabelle I zusammengestellt.
Wenn die in der Rhodiumlösung enthaltenen Verunreinigungen beim Erreichen eines pH-Wertes von 1,5 noch nicht abgereichert sind, empfiehlt es sich, ein weiteres Absinken des pH-Wertes durch Zusatz von Kaliumhydroxidlösung oder einer sonstigen Alkalilösung zu verhindern und den pH-Wert konstant zu halten. Hierdurch läßt sich eine Umwandlung von RhVI-Ionen in RhIII-Ionen und eine damit verbundene Abreicherung des Rhodiums in den Kathodenraum vermeiden.If the impurities in the rhodium solution are not yet depleted when the pH reaches 1.5, it is advisable to prevent the pH from falling further by adding potassium hydroxide or another alkali solution and to keep the pH constant hold. In this way, a conversion of Rh VI ions into Rh III ions and an associated depletion of the rhodium in the cathode space can be avoided.
Zur Verbesserung des Stoffaustausches wird der Anolyt im Kreislauf geführt und kontinuierlich an der Kationenaustauschermembran vorbeigepumpt, wobei seine Strömungsgeschwindigkeit 1 - 4 l/min beträgt.To improve the exchange of materials, the anolyte in the Cycle and continuously at the Pumped by cation exchange membrane, its Flow rate is 1 - 4 l / min.
Die Temperatur des Anolyten beträgt 20 - 50° C, so daß die in der Industrie anfallenden schwefel- und/oder phosphorsauren Rhodiumlösungen direkt regenerierbar sind.The temperature of the anolyte is 20 - 50 ° C, so that the in industrial sulfuric and / or phosphoric acids Rhodium solutions are directly regenerable.
Der Katholyt wird durch den entstehenden H2 transportiert.The catholyte is transported through the resulting H 2 .
Die Strombelastung der Membran beträgt 4 kA/m2 (40 A/dm2). Eine weitere Erhöhung der Stromstärke kann zu einer Zerstörung der Membran führen.The current load on the membrane is 4 kA / m 2 (40 A / dm 2 ). A further increase in the current strength can destroy the membrane.
Der Säuregehalt der Rhodiumlösung beträgt 40 - 80 ml/l konzentrierte Phosphorsäure und/oder 25 - 80 ml/l Schwefelsäure. Bei höheren Säuregehalten wird die zu reinigende Rhodiumlösung zur Verringerung des Säuregehaltes und/oder zur Abreicherung eventuell vorhandener anionischer Anteile in den Kathodenraum einer sich im Anolytkreislauf befindenden (nicht dargestellten) zusätzlichen Elektrolysezelle geleitet, der von dem mit einer wässrigen Kaliumsulfatlösung gefüllten zugehörigen Anodenraum durch eine Anionenaustauschermembran getrennt ist. Die Säurerestanionen SO4 -- und/oder PO4 -- werden hierbei in den Anodenraum überführt, wobei die Spannung niedriger als die für eine Rh-Abscheidung erforderliche Spannung gewählt wird.The acidity of the rhodium solution is 40-80 ml / l concentrated phosphoric acid and / or 25-80 ml / l sulfuric acid. At higher acid contents, the rhodium solution to be cleaned is passed to reduce the acid content and / or to deplete any anionic components present in the cathode compartment of an additional electrolysis cell (not shown) in the anolyte circuit, which passes from the associated anode compartment filled with an aqueous potassium sulfate solution through an anion exchange membrane is separated. The acid residue anions SO 4 - and / or PO 4 - are transferred into the anode compartment, the voltage being chosen to be lower than the voltage required for Rh deposition.
Dieses erfindungsgemäße Elektrolyseverfahren wird nachstehend noch anhand von einigen speziellen Ausführungsbeispielen näher erläutert.This electrolysis process according to the present invention is as follows with the help of a few special exemplary embodiments explained.
50 ml einer Rhodiumsulfatlösung mit einem Gehalt von 3,1 g/l Rhodium wurden mit Kaliumhydroxid auf einen pH-Wert von 13,5 eingestellt und gemäß dem oben beschriebenen Elektrolyseverfahren bei 20 A/dm2 elektrolysiert. Nach 10 Minuten färbte sich die Lösung tiefviolett, was auf die Aufoxidation von dreiwertigem Rhodium zu sechswertigem Rhodium hinwies. Nach 6 Std. hatte sich im Anodenraum ein pH-Wert von 1,0 eingestellt. Eine anschließende Analyse des Anolyts zeigte, daß keine nennenswerte Abreicherung des Rhodiumgehaltes stattgefunden hatte.50 ml of a rhodium sulfate solution containing 3.1 g / l rhodium were adjusted to a pH of 13.5 with potassium hydroxide and electrolyzed at 20 A / dm 2 according to the electrolysis process described above. After 10 minutes the solution turned deep purple, indicating the oxidation of trivalent rhodium to hexavalent rhodium. After 6 hours, the pH in the anode compartment had reached 1.0. Subsequent analysis of the anolyte showed that there was no appreciable depletion of the rhodium content.
50 ml einer Rhodiumsulfatlösung gemäß Beispiel 1 wurden ohne Zusatz von Kaliumhydroxid unter den gleichen Bedingungen wie bei Beispiel 1 elektrolysiert. Nach 6 Stunden enthielt die Anolytlösung nur noch 1,5 g/l Rhodium, so daß etwa 50 % des Rhodiums in den Kathodenraum überführt worden waren.50 ml of a rhodium sulfate solution according to Example 1 were without Add potassium hydroxide under the same conditions as electrolyzed in Example 1. After 6 hours the contained Anolyte solution only 1.5 g / l rhodium, so that about 50% of Rhodium had been transferred to the cathode compartment.
Dies beruht darauf, daß - im Unterschied zu Beispiel 1 - ohne Zusatz von Kaliumhydroxid im sauren Medium keine Aufoxidation von dreiwertigem Rhodium zu sechswertigem Rhodium stattfindet, und daß das dreiwertige Rhodium, wie oben bereits erwähnt wurde, mit wesentlich höherer Geschwindigkeit in den Kathodenraum abgereichert wird als sechswertiges Rhodium. Diese Abreicherung erfolgt gemeinsam mit den Hydroniumionen (H3O+).This is due to the fact that - in contrast to Example 1 - no oxidation of trivalent rhodium to hexavalent rhodium takes place in the acidic medium without the addition of potassium hydroxide, and that the trivalent rhodium, as already mentioned above, is depleted into the cathode compartment at a much higher rate as hexavalent rhodium. This depletion takes place together with the hydronium ions (H 3 O + ).
Bei den in den Beispielen angeführten Versuchen betrug die Strombelastung der Membran 4 kA/m2 (40 A/dm2), wobei eine weitere Erhöhung der Stromstärke zu einer Zerstörung führen kann.In the experiments given in the examples, the current load on the membrane was 4 kA / m 2 (40 A / dm 2 ), with a further increase in the current strength leading to destruction.
Ein weiterer negativer Effekt ist die starke Erwärmung der Rhodiumlösung bei erhöhter Stromzufuhr. Bei Temperaturen über 50° C wird bei der Elektrolyse einer alkalischen Rhodiumlösung die Bildung von kaffeebraunem RhO2 begünstigt. Der Rhodiumoxidniederschlag und die als Hydroxid vorliegenden metallischen Verunreinigungen setzen die Membran zu.Another negative effect is the strong heating of the rhodium solution with increased power supply. At temperatures above 50 ° C the electrolysis of an alkaline rhodium solution promotes the formation of coffee-brown RhO 2 . The precipitation of rhodium oxide and the metallic impurities present as hydroxide clog the membrane.
Wie in Beispiel 1 zu erkennen ist, verringert sich bei der Elektrolyse der alkalischen Rhodium-VI-Ionenhaltigen Lösung in der Membranelektrolysezelle der pH-Wert im Anolyten durch die Wanderung von Kaliumionen vom Anoden- in den Kathodenraum von pH = 12 bis zu pH = 1, wobei sich der pH-Wert bei einer Fortdauer der Elektrolyse auch in den negativen Bereich verschieben kann. Es kommt zu einer Umwandlung von RhVI-Ionen in RhIII-Ionen und zu einer Abreicherung des Rhodiums aus der zu raffinierenden Rhodiumlösung.As can be seen in Example 1, during the electrolysis of the alkaline solution containing rhodium VI ion in the membrane electrolysis cell, the pH value in the anolyte is reduced from pH = 12 to pH = 1 by the migration of potassium ions from the anode to the cathode space , whereby the pH value can also shift into the negative range if the electrolysis continues. There is a conversion of Rh VI ions into Rh III ions and the rhodium is depleted from the rhodium solution to be refined.
Der obengenannte pH-Bereich, bei dem sich eine Abreicherung des Rhodiums weitestgehend vermeiden läßt, ergit sich aus Beispiel 3.The above pH range, at which there is a depletion of the rhodium can be avoided as far as possible Example 3.
Eine Rhodiumsulfatlösung mit einem Gehalt von 3,4 g/l Rhodium wurde mit Kaliumhydroxidlösung auf einen pH-Wert von 12,5 eingestellt. Durch die Zugabe der Kalilauge wurde die Rhodiumlösung auf 3,0 g/l verdünnt. Die Lösung wurde anschließend einer Membranelektrolyse unterworfen, wobei mit einer Stromdichte von 1 A/dm2 und einer Strombelastung der Membran von 4 kA/m2 gearbeitet wurde. Durch die Überführung von Kaliumionen verringerte sich der pH-Wert von pH = 12,0 auf pH = 1,5.A rhodium sulfate solution containing 3.4 g / l rhodium was adjusted to a pH of 12.5 with potassium hydroxide solution. The rhodium solution was diluted to 3.0 g / l by the addition of the potassium hydroxide solution. The solution was then subjected to membrane electrolysis, working with a current density of 1 A / dm 2 and a current load on the membrane of 4 kA / m 2 . The transfer of potassium ions reduced the pH from pH = 12.0 to pH = 1.5.
Die Rhodiumkonzentration betrug nach der Elektrolyse bedingt durch die mit der Kaliumionenüberführung erfolgte Wasserüberführung 3,6 g/l. Bei einer weiteren Senkung des pH-Wertes tritt eine Rhodiumabreicherung ein. Nach einer Elektrolysezeit von 2 Stunden war die Rhodiumkonzentration in der Anclytiösung auf 2,4 g/l gesunken.The rhodium concentration was limited after the electrolysis by the one done with the potassium ion transfer Water transfer 3.6 g / l. With a further decrease in pH Rhodium depletion occurs. After a Electrolysis time of 2 hours was the rhodium concentration in of the analytical solution dropped to 2.4 g / l.
Eine Rhodiumsulfatlösung mit einem Gehalt von 5,3 g/l Rhodium und 400 ppm Verunreinigungen an Eisen und Nickel wurde mit Kaliumhydroxid auf einen pH-Wert von 13 eingestellt. Bei einer Stromdichte von 2 A/dm2, einer Strombelastung der Membran von 4 kA/m2 und einer Durchflußgeschwindigkeit des Elektrolyten von 3 l/min konnten innerhalb von 5 Stunden die Fe/Ni-Verunreinigungen auf einen Wert von 50 ppm abgereichert werden. Die Rhodiumabreicherung betrug hierbei 0,3 g/l.A rhodium sulfate solution containing 5.3 g / l rhodium and 400 ppm impurities in iron and nickel was adjusted to a pH of 13 with potassium hydroxide. With a current density of 2 A / dm 2 , a current load on the membrane of 4 kA / m 2 and a flow rate of the electrolyte of 3 l / min, the Fe / Ni impurities could be reduced to a value of 50 ppm within 5 hours. The rhodium depletion was 0.3 g / l.
Eine Rhodiumsulfatlösung mit einem Gehalt von 4,5 g/l Rhodium und einer Gesamtverunreinigung von 1 g/l Cu, Fe, Sn, Pb, Ni wurde bei einer Stromdichte von 2,5 A/dm2, einer Strombelastung der Membran von 4 kA/m2 und einer Durchflußgeschwindigkeit des Anolyten von 4 l/min elektrolysiert. Bei diesen Bedingungen wurden die Verunreinigungen innerhalb von 8 Stunden auf 50 ppm abgereichert.A rhodium sulfate solution with a content of 4.5 g / l rhodium and a total impurity of 1 g / l Cu, Fe, Sn, Pb, Ni was at a current density of 2.5 A / dm 2 , a current load of the membrane of 4 kA / m 2 and a flow rate of the anolyte of 4 l / min electrolyzed. Under these conditions, the contaminants were reduced to 50 ppm within 8 hours.
Wie aus dem folgenden Beispiel zu entnehmen ist, lassen sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren auch Spuren von Gold und Silber entfernen.As can be seen from the following example, traces of gold and Remove silver.
Aus einer Rhodiumsulfatlösung mit 300 ppm Verunreinigungen an Silber und Gold konnte mittels des oben beschriebenen erfindungsgemäßen Verfahrens nach einer Elektrolysezeit von 5 Stunden eine Abreicherung auf 50 ppm Silber und Gold erreicht werden.From a rhodium sulfate solution with 300 ppm impurities Silver and gold could be achieved using the above The inventive method after an electrolysis time of 5 Hours depleted to 50 ppm silver and gold become.
Eine weitere Abreicherung der Verunreinigungen auf einen Wert von weniger als 50 ppm ist möglich. Sie ist jedoch sehr zeitaufwendig.A further depletion of the impurities to a value less than 50 ppm is possible. However, it is very time consuming.
Enthält die zu regenerierende Rhodiumsulfatlösung einen zu hohen Säuregehalt, dann läßt sich die Säure, wie oben bereits erwähnt wurde, durch eine Elektrolyse in einer separaten Elektrolysezelle abreichern, wobei die in der Rhodiumlösung enthaltene anionische Bestandteile ebenfalls abgetrennt werden.Contains the rhodium sulfate solution to be regenerated high acidity, then the acid can, as above was mentioned by electrolysis in a separate Deplete the electrolytic cell, leaving the in the rhodium solution contained anionic components also separated become.
Ein Ausführungsbeispiel für diese Verfahrensvariante ist in dem folgenden Beispiel 7 angegeben.An embodiment of this method variant is in given in Example 7 below.
Eine Rhodiumlösung mit einem Gehalt von 100 ml/l Schwefelsäure wurde in den Kathodenraum einer mit einer Anionenaustauschermembran versehenen Elektrolysezelle gegeben. Als Anolyt wurde eine wässrige Natriumsulfatlösung eingesetzt. Bei einer Stromdichte von 0,2 A/dm2 und einer Strombelastung der Membran von 0,2 kA/m2 konnte der Säuregehalt im Katholyten auf 80 ml/l gesenkt werden.A rhodium solution containing 100 ml / l of sulfuric acid was placed in the cathode compartment of an electrolytic cell provided with an anion exchange membrane. An aqueous sodium sulfate solution was used as the anolyte. With a current density of 0.2 A / dm 2 and a current load on the membrane of 0.2 kA / m 2 , the acid content in the catholyte could be reduced to 80 ml / l.
Die Ausführungsbeispiele 1 - 7 betreffen die Regeneration verunreinigter Rhodiumsulfatlösungen. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß sich bei parallel durchgeführten Messungen an phosphorsauren Rhodiumlösungen vergleichbare Ergebnisse ergaben.Embodiments 1-7 relate to regeneration contaminated rhodium sulfate solutions. However, it was on it pointed out that in parallel measurements comparable results with phosphoric acid rhodium solutions surrendered.
So wurde beispielsweise einer mit 200 ppm Zinn, 200 ppm Blei, 150 ppm Eisen und 100 ppm Kupfer verunreinigten phosphorsauren Rhodiumlösung mit einem Gehalt von 5 g/l Rhodium Kalilauge zugesetzt, um den pH-Wert auf 14 zu erhöhen. Diese Lösung wurde nun in den Anodenraum einer Elektrolysezelle gegeben, deren Anoden- und Kathodenraum durch eine Kationenaustauschermembran getrennt war, und bei 4 A/dm2 elektrolysiert. Während der Elektrolyse wurde die zu regenerierende Rhodiumlösung mit einer Geschwindigkeit von 3 l/min an der Kationenaustauschermembran vorbeigeleitet. Die Bewegung des Katholyten, der eine 5 %-ige Schwefelsäure umfaßte, erfolgte durch die Wasserstoffentwicklung bei der Elektrolyse. Bei den angegebenen Bedingungen wurde während der Elektrolyse Kaliumionen und der größte Teil der Verunreinigungen aus dem Anodenraum in den Kathodenraum überführt, so daß der Gehalt an Verunreinigungen in der Rhodiumlösung nach 6 Stunden nur noch 20 ppm betrug. Die in den Kathodenraum überführten Verunreinigungen schieden sich an der Kathode ab.For example, a phosphoric acid rhodium solution containing 5 g / l rhodium potassium hydroxide solution, contaminated with 200 ppm tin, 200 ppm lead, 150 ppm iron and 100 ppm copper, was added in order to raise the pH to 14. This solution was then placed in the anode compartment of an electrolysis cell, the anode and cathode compartments of which were separated by a cation exchange membrane, and electrolyzed at 4 A / dm 2 . During the electrolysis, the rhodium solution to be regenerated was directed past the cation exchange membrane at a rate of 3 l / min. The movement of the catholyte, which comprised 5% sulfuric acid, was caused by the evolution of hydrogen during the electrolysis. Under the specified conditions, potassium ions and most of the contaminants were transferred from the anode compartment to the cathode compartment during the electrolysis, so that the content of impurities in the rhodium solution was only 20 ppm after 6 hours. The contaminants transferred into the cathode compartment separated out on the cathode.
Wie dem folgenden Beispiel zu entnehmen ist, ist das erfindungegemäße Elektrolyseverfahren nicht nur zur Regeneration von schwefel- und/oder phosphorsauren Rhodiumlösungen sondern auch zur Regeneration von chloridhaltigen Rhodiumlösungen geeignet. Einer Rhodiumchloridlösung mit einem Rhodiumgehalt von 10 g/l und mit Kupfer-, Nickel- und Eisenverunreinigungen von je 100 ppm wurde Kalilauge zugesetzt, um den pH-Wert auf 13,5 zu erhöhen. Diese Lösung wurde in den Anodenraum einer Elektrolysezelle gegeben, deren Anodenraum und Kathodenraum durch eine Kathionenaustauschermembran getrennt waren und bei einer Stromdichte von 3,5 A/dm2 elektrolysiert. Der Anolyt wurde hierbei mit einer Geschwindigkeit von 3 l/min an der Membran vorbeigeführt, während der Katholyt, der eine 20 %-ige Salzsäure umfaßte, durch den bei der Elektrolyse entstehenden Wasserstoff bewegt wurde. Bei der Elektrolyse wurde Cl- in Cl2 umgesetzt, wobei das freiwerdende Chlor als Oxidationsmittel wirkte. Wiederum wurden Kaliumionen und der größte Teil der Verunreinigungen aus dem Anodenraum in den Kathodenraum überführt, so daß die Verunreinigungen nach 5 Stunden auf einen Wert von ≤ 20 ppm abgereichert waren. Bei der Abreicherung wurde dem Anolyten vorsichtig Salzsäure zugesetzt.As can be seen from the following example, the electrolysis process according to the invention is suitable not only for the regeneration of rhodium solutions containing sulfuric and / or phosphoric acid, but also for the regeneration of rhodium solutions containing chloride. Potassium hydroxide solution was added to a rhodium chloride solution with a rhodium content of 10 g / l and with copper, nickel and iron impurities of 100 ppm in each case in order to raise the pH to 13.5. This solution was placed in the anode compartment of an electrolytic cell, the anode compartment and cathode compartment of which were separated by a cathode exchange membrane and electrolyzed at a current density of 3.5 A / dm 2 . The anolyte was moved past the membrane at a rate of 3 l / min, while the catholyte, which comprised 20% hydrochloric acid, was moved through the hydrogen produced during the electrolysis. During the electrolysis, Cl - was converted into Cl 2 , with the chlorine released acting as an oxidizing agent. Again, potassium ions and most of the contaminants were transferred from the anode compartment to the cathode compartment, so that the contaminants were depleted to a value of 20 20 ppm after 5 hours. Hydrochloric acid was carefully added to the anolyte during depletion.
Claims (13)
- Method of electrolytically regenerating contaminated rhodium solutions,
characterized in that
the rhodium solution to be regenerated is passed into the anode compartment (12) of an electrolytic cell (10), said anode compartment being separated from the corresponding cathode compartment (14), which is filled with a dilute, highly conductive acid, by a cation exchange membrane (16), wherein the pH of the rhodium solution is raised to a value greater than 10 by the addition of an alkali solution and the electrolysis is carried out at current densities sufficient to oxidize trivalent rhodium in the rhodium solution to sexivalent rhodium and to deplete any impurities present through the cation exchange membrane (16) into the catholyte. - Method according to Claim 1,
characterized in that
a pH of between 12 and 14 is set. - Method according to Claim 1 or 2,
characterized in that
the pH of the anolyte during the electrolysis is at all times greater than or equal to 1.5 and, if required, is suitably adjusted by the addition of alkali solution. - Method according to one of Claims 1 to 3,
characterized in that
the alkali solution used is concentrated potassium hydroxide solution. - Method according to one of Claims 1 to 4,
characterized in that
the current density during the electrolysis is 1 - 20 A/dm2. - Method according to any one of Claims 1 to 5,
characterized in that
the temperature of the anolyte is 20 - 50°C. - Method according to any one of Claims 1 to 6,
characterized in that
the anolyte and/or the catholyte is continuously recirculated past the cation exchange membrane (16). - Method according to Claim 7,
characterized in that
the flow rate of the anolyte is 1 - 4 l/min. - Method according to any one of Claims 1 to 8,
characterized in that
the acid content of the rhodium solution is 40 - 80 ml/l of concentrated phosphoric acid and/or 25 - 80 ml/l of sulphuric acid. - Method according to any one of Claims 1 to 8,
characterized in that
in order to reduce the acid content and/or to deplete any anionic fractions present, rhodium solutions having an acid content of more than 80 ml/l are passed into the cathode compartment of an additional electrolytic cell, said cathode compartment being separated from the associated anode compartment filled with an aqueous sodium sulphate solution by an anion exchange membrane. - Method according to any one of Claims 1 to 10,
characterized in that
the dilute, highly conductive acid comprises H2SO4, H3PO4, HCl or HNO3. - Method according to Claim 11,
characterized in that
the dilute, highly conductive acid comprises 10 - 20% strength H2SO4. - Method according to any one of Claims 1 to 12,
characterized in that
the pH of the dilute, highly conductive acid is set to pH ≤ 0.5, to enable precipitation of the transferred noble metals.
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GB1491521A (en) * | 1975-01-07 | 1977-11-09 | Swarsab Mining | Separation and purification of rhodium |
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