PL161738B1

PL161738B1 - Method for extraction of rhodium or rhodium with platinum from an iridium-contaminated material

Info

Publication number: PL161738B1
Application number: PL27869389A
Authority: PL
Inventors: Iwona Nagrodzka; Maria Karpiuk-Kokosinska; Zbigniew Lewandowski
Original assignee: Mennica Panstwowa
Priority date: 1989-04-07
Filing date: 1989-04-07
Publication date: 1993-07-30

Abstract

A method of obtaining rhodium or rhodium with platinum from material with iridium-impurity, consisting in transformation of these metals into a form of chloride complexes and reduction, characterised in that to the solution, containing rhodium chloride complexes or rhodium with platinum, is added ethylene glycol in the amount of 4-10 g per 1 g of rhodium and heated in the temperature of 90-170 degrees Celsius for 1.5-3 hours.

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania rodu lub rodu z platyną z materiału zanieczyszczonego irydem o zawartości poniżej 100 ppm irydu.The present invention relates to a method for the preparation of rhodium or rhodium with platinum from iridium contaminated material with a content of less than 100 ppm of iridium.

Zarówno rod jak i stopy rodowo-platynowe są wykorzystywane w praktyce przemysłowej jako materiał wyjściowy do wytwarzania termopar, katalizatorów itp. Obecność irydu w tym materiale ogranicza, a niekiedy wręcz uniemożliwia zastosowanie jego, szczególnie w katalizie. Oddzielenie irydu od rodu czy platyny stanowi jedno z trudniejszych zagadnień technologicznych w chemii platynowców.Both rhodium and rhodium-platinum alloys are used in industrial practice as a starting material for the production of thermocouples, catalysts, etc. The presence of iridium in this material limits, and sometimes even prevents its use, especially in catalysis. The separation of iridium from rhodium or platinum is one of the most difficult technological issues in platinum chemistry.

Metody analityczne rozdzielania rodu i irydu, polegające na ekstrakcji fosforanem trój-nbutylowym lub aminami drugo- i trzeciorzędowymi, np. trój-n-oktyloaminą, wykazują wady nie pozwalające na ich stosowanie w skali przemysłowej. Trójbutylofosforan ulega podczas ekstrakcji stopniowej degradacji do kwasu dwubutylofosforowego o innych własnościach, zaś w czasie ekstrakcji trójoktyloaminą w toluenie tworzy się na granicy faz szlam.Analytical methods for the separation of rhodium and iridium, based on extraction with trin-butyl phosphate or with secondary and tertiary amines, e.g. with tri-n-octylamine, have disadvantages which prevent their use on an industrial scale. During extraction, triputylphosphate is gradually degraded to dibutylphosphoric acid with different properties, while during extraction with trioctylamine in toluene, a sludge forms at the interface.

Znany z polskiego opisu patentowego nr 115 491 sposób otrzymywania stopów platynowo-rodowych lub platyny z materiału zanieczyszczonego irydem, polega na wyredukowaniu ich z wodnych, odkwaszonych roztworów kwasów chloroplatynowcowych, działając najpierw mocznikiem lub jego pochodnymi a później mrówczanem lub aldehydem mrówkowym.The method of obtaining platinum-rhodium alloys or platinum from a material contaminated with iridium, known from Polish patent specification No. 115 491, consists in reducing them from aqueous, deacidified solutions of chloroplatinic acids, first by treating with urea or its derivatives and then with formate or formaldehyde.

W opisie patentowym USA nr 3 823 220 jest przedstawiony sposób oddzielania rodu od irydu poprzez selektywne odpędzanie lotnego karbonylohalidku rodu w strumieniu dwutlenku węgla oraz pary wodnej przy ciśnieniu cząstkowym 10-30000 mmHg. Opis patentowy ZSRR nr 348 218 przedstawia zaś sposób selektywnego odzysku platynowców ze szlamów anodowych na drodze działania kwasem siarkowym w różnych zakresach temperatury, np. rodu w temperaturze 240-280°C, platyny 290-310°C a irydu 210-240°C.U.S. Patent No. 3,823,220 teaches a method of separating rhodium from iridium by selectively stripping volatile rhodium carbonyl halide in a stream of carbon dioxide and water vapor at a partial pressure of 10-30000 mmHg. The USSR patent description No. 348 218 describes a method of selectively recovering platinum metals from anode sludges by treatment with sulfuric acid in various temperature ranges, e.g. rhodium at 240-280 ° C, platinum 290-310 ° C and iridium 210-240 ° C.

Celem wynalazku jest opracowanie sposobu oczyszczania rodu lub rodu z platyną od irydu, który to sposób byłby łatwy w stosowaniu w warunkach przemysłowych i zapewniałby wysoką czystość końcowego produktu, to znaczy zawartość irydu nie przekraczałaby 100 ppm.The object of the invention is to provide a method for purifying rhodium or rhodium with platinum from iridium, which method would be easy to use in industrial conditions and would ensure high purity of the final product, i.e. the iridium content would not exceed 100 ppm.

Stwierdzono, że cel ten można osiągnąć przez redukcję z kompleksów chlorkowych rodu lub rodu i platyny przy pomocy glikolu etylenowego.It has been found that this goal can be achieved by reduction from rhodium or rhodium chloride complexes and platinum with ethylene glycol.

Sposób według wynalazku polega na tym, że roztworzony rod, ewentualnie rod z platyną, po oczyszczeniu od metali nieszlachetnych na drodze wymiany kationowej, zatęża się i miesza z glikolem etylenowym a następnie ogrzewa w temperaturze 90-170°C w ciągu 1,5-3 godzin. Glikolu etylenowego dodaje się w ilości 4-10g na lg rodu.The method according to the invention consists in that the dissolved rhodium, or rhodium with platinum, after purification from non-noble metals by cationic exchange, is concentrated and mixed with ethylene glycol, and then heated at the temperature of 90-170 ° C for 1.5-3 hours. Ethylene glycol is added in the amount of 4-10 g per 1 g of rhodium.

Roztwarzanie rodu lub rodu z domieszką platyny przeprowadza się na drodze spiekania z cynkiem i rozpuszczania w kwasie solnym z dodatkiem kwasu azotowego w ilości dziesięciokrotnie mniejszej niż ilość kwasu solnego. Operacja roztwarzania jest o tyle istotna, że w jej wyniku uzyskuje się kompleksy chlorkowe rodu i ewentualnie platyny, które właśnie poddaje się redukcji. Działając w ten sposób glikol etylenowy powoduje, że rod lub rod z platyną wytrącają się, zaś iryd pozostaje w roztworze. W końcowym etapie rod lub rodDissolution of rhodium or rhodium with an admixture of platinum is carried out by sintering with zinc and dissolving in hydrochloric acid with the addition of nitric acid in an amount ten times less than the amount of hydrochloric acid. The digestion operation is important because it produces rhodium and possibly platinum chloride complexes, which are just being reduced. By acting in this way, ethylene glycol causes the rhodium or rhodium with platinum to precipitate while the iridium remains in solution. In the final stage, rhodium or rhodium

161 738 z platyną odsącza się, przemywa i praży w temperaturze 600-850°C a następnie redukuje wodorem w temperaturze 400-800°C.The platinum is filtered off, washed and calcined at 600-850 ° C and then reduced with hydrogen at 400-800 ° C.

Przedmiot wynalazku jest bliżej przedstawiony w przykładach wykonania.The subject of the invention is presented in more detail in the examples of the implementation.

Przykład I. Przemysłowe, porafinacyjne odpady rodowe, zawierające lOOg rodu i lg irydu, spieka się z cynkiem i zadaje kwasem solnym w celu wytrawienia nadmiaru cynku aż do zaniku wydzielania się wodoru. Następnie dodaje się mieszaninę złożoną z 1000 ml 36% kwasu solnego i 100 ml 65% kwasu azotowego. Roztwór ten zatęża się do stężenia 200g rodu na 1 litr a później rozcieńcza wodą i rafinuje na kationicie Dowex 50 WX-8. Oczyszczony od metali nieszlachetnych roztwór kwasu chlororodowego i chloroirydowego ponownie zatęża się w obrotowej wyparce próżniowej do konsystencji syropu. W dalszej kolejności dodaje się 400g glikolu etylenowego i całość przenosi do kolby z chłodnicą zwrotną, wyposażoną w termometr i bełkotkę powietrzną. Zawartość kolby ogrzewa się do temperatury 160°C i utrzymuje ją w ciągu 2 godzin przy mieszaniu sprężonym powietrzem. Po schłodzeniu dodaje się 100 ml metanolu, miesza przez 10 minut i odsącza wytrącony osad. Osad ten, zawierający wolny od irydu rod, przemywa się najpierw metanolem a potem wodą destylowaną a dalej praży w temperaturze 800°C w ciągu 4 godzin i redukuje wodorem. Otrzymuje się 98g rodu o zawartości 78 ppm irydu.Example 1 Industrial post-refining rhodium waste containing 100 g of rhodium and 1 g of iridium is sintered with zinc and treated with hydrochloric acid to etch excess zinc until the evolution of hydrogen ceases. A mixture of 1000 ml of 36% hydrochloric acid and 100 ml of 65% nitric acid is then added. This solution is concentrated to a concentration of 200 g of rhodium per liter, then diluted with water and refined on the Dowex 50 WX-8 cation exchanger. The non-noble metal-free solution of chloro-rhodic and chloro-ridic acid is concentrated again on a rotary vacuum evaporator to the consistency of a syrup. Thereafter, 400 g of ethylene glycol is added and the whole is transferred to a reflux condenser flask equipped with a thermometer and air sparger. The contents of the flask were heated to 160 ° C and held for 2 hours while stirring with compressed air. After cooling, 100 ml of methanol are added, stirred for 10 minutes and the precipitate formed is filtered off. This precipitate, containing iridium-free rhodium, is washed first with methanol and then with distilled water, and then calcined at 800 ° C for 4 hours and reduced with hydrogen. 98 g of rhodium are obtained with a content of 78 ppm of iridium.

Przykład Π. Z materiałem, zawierającym lOOg rodu, 2g platyny i 0,2g irydu, postępuje się analogicznie jak w przykładzie I, z tą różnicą, że do otrzymanego, zatężonego roztworu dodaje się 480g glikolu etylenowego i ogrzewa w temperaturze 120°C w ciągu 3 godzin. Po schłodzeniu dodaje się 70 ml etanolu, odsącza, przemywa, praży w temperaturze 850°C i redukuje wodorem. Otrzymuje się 97g rodu z platyną o zawartości 50 ppm irydu.Example Π. The material containing 100 g of rhodium, 2 g of platinum and 0.2 g of iridium was carried out in the same way as in Example 1, with the difference that 480 g of ethylene glycol was added to the concentrated solution obtained and heated at 120 ° C for 3 hours. After cooling, 70 ml of ethanol are added, filtered, washed, calcined at 850 ° C and reduced with hydrogen. 97 g of rhodium with platinum are obtained with a content of 50 ppm of iridium.

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz.Publishing Department of the UP RP. Circulation of 90 copies

Cena 10 000 złPrice: PLN 10,000

Claims

Patent claim

The method of obtaining rhodium or rhodium with platinum from a material contaminated with iridium, consisting in converting these metals into chloride complexes and reducing, characterized in that a solution containing rhodium or rhodium chloride complexes with platinum is added ethylene glycol in the amount of 4-10 g 1 g of rhodium and heated at 90-170 ° C for 1.5-3 hours.