KR19980021701A - 백금로듐합금으로부터의 백금과 로듐의 분리방법 - Google Patents

Abstract

백금로듐합금으로부터 백금, 로듐의 두 귀금속을 회수 및 정제하기 위하여, 백금과 로듐을 분리하는 방법에 관한 것으로써, 화학적 방법에 의하여 백금과 로듐을 분리할 경우 산용액에서 두 금속이 가장 높은 산화수 상태로 있을때 로듐은 수산화물로 침전되는 반면 백금성분은 수산화물로 침전되지 않고 용액으로 존재하는 특성을 이용하여, 로듐과 백금을 수산화로듐 침전과 액상의 백금으로 분리함으로써, 이를 여과, 세척함으로서 단 1회의 분리공정만으로 백금과 로듐을 완전히 분리할 수 있게 된다.

Description

백금로듐합금으로부터의 백금과 로듐의 분리방법

본 발명은 백금로듐합금제품의 조각으로부터 귀금속인 백금과 로듐을 회수 및 정제하기 위하여 백금과 로듐을 분리하는 방법에 관한 것으로, 특히 화학적으로 성질이 비슷한 두 금속을 반복공정 없이 1회의 분리반응만으로 완전하게 분리하는 방법에 관한 것이다.

백금로듐합금은 이화학기구, 초자류 용해관련설비, 열전대, 촉매, 백금계 보석류 등에 사용되며, 상기 용도에 사용되는 백금로듐의 합금은 로듐 함량이 3∼30%로써, 이들 백금로듐합금의 제품들은 일정기간 사용시 크랙(crack)이나 파손, 망가짐, 불순물 오염 등의 이유로 더이상 사용할 수 없게 된다. 따라서 귀중한 귀금속을 재활용하기 위하여, 백금로듐합금으로부터 백금(Pt), 로듐(Rh)을 분리하여 회수 및 정제할 필요가 있게 된다.

일반적으로 백금로듐의 합금으로부터 두 성분금속을 분리하기 위한 종래의 방법으로는, 백금로듐합금을 왕수(3HCl＋1HNO₃)에 용해하여 염화백금산(H₂PtCl₆) 및 염화로듐산(H₃RhCl₆, H₂RhCl₆) 용액으로 만든 후, 소량의 염산을 가하여 농축하여 질산(HNO₃)성분을 제거하고, 염화암모늄(NH₄Cl) 포화용액을 가하여 염화백금산암모늄[(NH₄)₂PtCl₆)] 침전으로 백금을 침전시켜 여과, 세척하고, 그 후 이 백금침전화합물을 백금으로 환원시키는 공정을 이용하였다.

그러나, 상기의 종래공정에서, 염화암모늄을 첨가하게 되면 염화백금산암모늄[(NH₄)₂PtCl₆]과 염화로듐산암모늄[(NH₄)₂RhCl₆)]의 염이 동시에 생기며, 염화로듐산암모늄의 용해도가 염화백금산암모늄 보다 300∼800배 높다는 용해도 차이를 이용하여, 여과,세척함으로써 Pt와 Rh를 분리할 수 있었다. 그러나, 이렇게 큰 용해도 차이가 있더라도 Pt염 중에 Rh를 완전히 제거하기 위해서는, 상기 환원된 백금을 다시금 왕수에 녹이고 탈질산처리하고 염화암모늄을 첨가하여 백금침전을 형성하는 상기 공정을 10회 이상 반복 실시하는 반복공정이 필요하게 된다.

즉, 종래의 백금로듐합금으로부터 백금과 로듐을 분리하는 방법에 의하면, 동일한 공정을 10회 이상 반복하여야만 사용가능한 백금의 순도(99.9%)를 얻을 수 있었다. 또 이러한 반복공정으로 인한 약품비의 증가, 긴 공정으로 인한 성분금속의 손실(loss)증가, 양품률(量品率)저하 및 액상으로 용해된 로듐(H₃RhCl₆및 H₂RhCl₆) 정제가 어렵게 되는 등의 많은 문제점을 내포하고 있었다.

따라서, 본 발명의 목적은, 종래의 반복공정에 의한 분리방법의 문제점을 감안하여 창출한 것으로써 백금로듐합금 조각을 1회의 분리공정만을 거쳐서 백금과 로듐을 완전히 분리할 수 있도록 하는 백금과 로듐의 분리방법을 제공하는데 있다. 즉, 화학적 방법에 의하여 백금과 로듐을 분리할 경우, 산용액에서 모든 금속이 가장 높은 산화수상태로 있을때, 로듐성분만이 수산화물로 침전되며, 백금성분은 수산화물로 침전되지 않고 용액으로 남게 되는 특성을 이용함으로써, 단 1회의 분리공정만으로 백금과 로듐을 완전히 분리할 수 있는 분리방법을 제공하는 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 백금로듐합금 조각으로부터 백금과 로듐을 분리하는 방법은, 백금로듐합금 조각을 왕수에 용해하여 염화백금산(H₂PtCl₆) 및 염화로듐산(H₃RhCl₆및 H₂RhCl₆) 용액을 형성하는 단계와; 염산을 첨가하여 농축 및 탈질산처리하는 단계와; 상기 용액에 정제수를 가하여 백금로듐농도 10∼200g/ℓ로 희석시키는 단계와; 상기 용액 내에 산화성 가스를 주입하면서 수산화나트륨(NaOH)용액을 첨가함으로써, 모든 금속의 원자가가 최대로 높아진 상태에서 수산화로듐[Rh(OH)₄]침전을 형성하는 단계와; 수산화로듐침전을 여과,세척함으로써 액상의 백금(H₂PtCl₆)과 분리하는 단계와;를 포함하여 이루어진다. 따라서, 반복공정 없이도 1회의 공정으로 백금과 로듐을 완전하게 분리할 수 있게 된다.

상기 단계에서 산화성가스로는 염소가스(Cl₂), 브롬가스(Br₂) 등의 할로겐가스를 사용하며, 수산화나트륨을 가할 때에는 최종 pH를 5.5∼14로 맞춘다.

백금로듐합금에서 상기 화학적 방법에 의하여 백금과 로듐을 분리하는 경우, 산용액에서 산화성가스를 주입하여 모든 금속이 가장 높은 산화수 상태로 있을때에는, 백금성분(Pt^4＋)은 수산화물로 침전되지 않고 용액으로 존재하는 특성을 가지며, 로듐(Rh^3＋, Rh^4＋)은 가장 높은 산화수로 산화된 로듐성분(Rh^4＋)으로 되어서 수산화로듐[Rh(OH)₄]으로 침전되는 특성을 가진다. 따라서, 이러한 특성을 이용하여, 염산산성의 조건에서 산화성가스를 첨가하여 가장 높은 산화수 상태로 유지하면서 수산화나트륨 용액을 첨가하게 되면, 로듐(Rh)은 수산화로듐[Rh(OH)₄] 침전물로 형성되는 반면, 백금(Pt)은 염화백금산(H₂PtCl₆) 용액의 액상으로 존재하게 되므로, 여과, 세척하면 수산화로듐 침전물과 백금화합물이 분리될 수 있다. 따라서 단 1회의 분리공정만으로도 백금과 로듐을 완전히 분리할 수 있게 된다. 이상과 같은 본 발명의 분리방법을 설명하면 다음과 같다.

두께 0.3mm이하로 얇게 압연한 백금로듐합금판을 잘게 잘라 왕수(4HCl ＋ 1HNO₃)에 넣고 온도를 올려 용해시킨다.

상기 용해반응식은 다음과 같이 이루어진다.

_{3 3 2 2 4 2 6} ^4＋ _{4 4 2 6}

Claims (3)

1. 백금로듐합금 조각으로부터 백금과 로듐을 회수 및 정제하기 위하여 백금과 로듐을 분리하는 방법에 있어서,

   백금로듐합금 조각을 왕수에 용해하여 염화백금산(H₂PtCl₆) 및 염화로듐산(H₃RhCl₆및 H₂RhCl₆) 용액을 형성하는 단계와;

   상기 용액에 염산을 첨가하여 농축 및 탈질산처리하는 단계와;

   상기 용액에 정제수를 가하여 백금로듐농도 10∼200g/ℓ로 희석시키는 단계와;

   상기 용액에 산화성가스를 주입하면서 수산화나트륨(NaOH)용액을 첨가함으로써, 모든 금속의 원자가가 최대로 높아진 상태에서 수산화로듐[Rh(OH)₄]을 침전시키는 단계와;

   상기 침전된 수산화로듐[Rh(OH)₄]을 여과,세척함으로써 액상의 백금(H₂PtCl₆)과 분리하는 단계와;

   를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 백금로듐합금으로부터의 백금과 로듐의 분리방법.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 산화성가스는 염소가스(Cl₂), 브롬가스(Br₂)의 할로겐가스인 것을 특징으로 하는 백금로듐합금으로부터의 백금과 로듐의 분리방법.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 수산화나트륨을 가할 때의 최종 pH를 5.5∼14로 맞추는 것을 특징으로 하는 백금로듐합금으로부터의 백금과 로듐의 분리방법.