RU2112063C1

RU2112063C1 - Method for preparing solution of yellow rhodium sulfate

Info

Publication number: RU2112063C1
Application number: RU97101056A
Authority: RU
Inventors: В.Д. Ильяшевич; Ю.А. Сидоренко
Original assignee: Акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов"
Priority date: 1997-01-22
Filing date: 1997-01-22
Publication date: 1998-05-27

Abstract

FIELD: chemical industry. SUBSTANCE: rhodium metal is sintered with barium peroxide, followed by leaching resulting cake in sulfuric acid in presence of hydrogen peroxide. Resulting solution of yellow rhodium SULFATE has high rhodium content and is free from admixtures of chlorine ions. EFFECT: higher efficiency.

Description

Изобретение относится к цветной металлургии, в частности к металлургии благородных металлов. The invention relates to ferrous metallurgy, in particular to the metallurgy of noble metals.

В ряде отраслей техники используются изделия, металлическая поверхность которых покрывается родием (родируется) посредством электролиза. В качестве электролита для родирования обычно используется раствор сульфата родия, причем из всех известных модификаций сульфата родия в данном случае наиболее предпочтительной является так называемая желтая форма, в которой родий находится в катионной форме. A number of industries use products whose metal surface is coated with rhodium (rhodium) through electrolysis. As the electrolyte for rhodium, a rhodium sulfate solution is usually used, and of all the known modifications of rhodium sulfate, the so-called yellow form in which rhodium is in cationic form is most preferred in this case.

Именно использование такой формы сульфата родия [1 и 2], обеспечивает образование в процессе электролиза плотного и блестящего покрытия, устойчивого в различных условиях эксплуатации. Ювелирные изделия, имеющие такое покрытие, отличаются особой привлекательностью и долговечностью. It is the use of this form of rhodium sulfate [1 and 2] that ensures the formation of a dense and shiny coating during electrolysis that is stable under various operating conditions. Jewelry with such a coating is particularly attractive and durable.

Наиболее сложным, медленным и дорогостоящим этапом технологии родирования является сам процесс получения желтого сульфата родия. The most difficult, slow and expensive stage of the technology of rhodium is the process of obtaining yellow rhodium sulfate.

Так, известен способ получения раствора желтого сульфата родия, включающий активацию поверхности родиевых пластин обработкой в соляной кислоте при наложении переменного тока, отмывку электродов в воде и последующую их просушку, растворение в разбавленной серной кислоте также при наложении переменного тока в присутствии пероксида водорода [3]. So, there is a known method of producing a solution of yellow rhodium sulfate, including activation of the surface of rhodium plates by treatment in hydrochloric acid when applying alternating current, washing the electrodes in water and subsequent drying, dissolving in dilute sulfuric acid also when applying alternating current in the presence of hydrogen peroxide [3] .

Основной недостаток способа - большие затраты на изготовление родиевых электродов и сам процесс растворения электродов в серной кислоте, чрезвычайная медленность процесса в целом. The main disadvantage of this method is the high cost of manufacturing rhodium electrodes and the process of dissolving the electrodes in sulfuric acid, the extreme slowness of the process as a whole.

Известен более производительный способ получения раствора желтого сульфата родия, включающий растворение родийсодержащего продукта в серной кислоте в присутствии пероксида водорода. В этом способе в качестве исходного родийсодержащего продукта берут гидроксид родия. A more efficient method for producing a solution of yellow rhodium sulfate is known, including dissolving a rhodium-containing product in sulfuric acid in the presence of hydrogen peroxide. In this method, rhodium hydroxide is taken as the starting rhodium-containing product.

Исходный родийсодержащий продукт (гидроксид родия) получают из хлорида родия. Хлорид родия растворяют в разбавленной серной кислоте и из полученного раствора осаждают требуемый родийсодержащий продукт (гидроксид родия) добавкой горячего 40%-ного раствора гидроксида калия. Родийсодержащий продукт перед растворением в серной кислоте многократно отмывают горячей водой до отсутствия в промводах хлор-ионов. Растворение отмытого родийсодержащего продукта ведут в разбавленной горячей серной кислоте с добавкой 33% раствора пероксида водорода [3]. Данный способ принят за прототип. The original rhodium-containing product (rhodium hydroxide) is obtained from rhodium chloride. Rhodium chloride is dissolved in dilute sulfuric acid and the desired rhodium-containing product (rhodium hydroxide) is precipitated from the resulting solution by adding a hot 40% potassium hydroxide solution. Before being dissolved in sulfuric acid, the rhodium-containing product is washed many times with hot water until there are no chloride ions in the promoters. The washed rhodium-containing product is dissolved in diluted hot sulfuric acid with the addition of a 33% hydrogen peroxide solution [3]. This method is adopted as a prototype.

К недостаткам прототипного способа относятся необходимость наличия чистых хлорида родия или родийхлористоводородной кислоты, сложность отмывки родийсодержащего продукта (гидроксида родия) от хлор-ионов, присутствие которых в электролите недопустимо. The disadvantages of the prototype method include the need for pure rhodium chloride or rhodium chloride hydrochloric acid, the difficulty of washing the rhodium-containing product (rhodium hydroxide) from chlorine ions, the presence of which in the electrolyte is unacceptable.

Задача изобретения - интенсификация процесса, снижение затрат и улучшение качества электролита. The objective of the invention is the intensification of the process, reducing costs and improving the quality of the electrolyte.

Это достигается тем, что в известном способе получения раствора желтого сульфата родия, включающем синтез определенного родийсодержащего продукта, растворение родийсодержащего продукта в разбавленной серной кислоте с добавкой пероксида водорода, в качестве исходного продукта берут порошок родия, который перед выщелачиванием смешивают с пероксидом бария, и полученную смесь нагревают до получения спека и выщелачиванию подвергают спек. This is achieved by the fact that in the known method for producing a solution of yellow rhodium sulfate, including the synthesis of a specific rhodium-containing product, dissolving the rhodium-containing product in dilute sulfuric acid with the addition of hydrogen peroxide, rhodium powder is taken as the starting product, which is mixed with barium peroxide before leaching, and the obtained the mixture is heated until a cake is obtained and the cake is leached.

Сущность предлагаемого способа заключается в том, что в процессе спекания родия с пероксидом бария (BaO₂) образуется масса, называемая спеком, состоящая из смешанных оксидов бария и родия. При выщелачивании спека в серной кислоте протекают реакции:
RhO₂•3BaO + 5H₂SO₄ = Rh(SO₄)₂ + 3BaSO₄ + 5H₂O
Rh₂O₃•3BaO + 6H₂SO₄ = Rh₂(SO₄)₃ + 3BaSO₄ + 6H₂O
BaO + H₂SO₄ = BaSO₄ + H₂O
Растворение спека в серной кислоте с образованием сульфатного родиевого раствора происходит без нагревания достаточно быстро. Уже на стадии растворения происходит отделение родиевого раствора от использованного бария, за счет образования практически нерастворимой соли BaSO₄, которая на последующей стадии отделяется фильтрованием. Данный способ в отличие от способа-прототипа исключает присутствие в растворе хлор-ионов, даже следовые количества которого согласно [1] способствуют переходу желтой формы сульфата родия в красную.The essence of the proposed method lies in the fact that in the sintering process of rhodium with barium peroxide (BaO ₂ ), a mass is formed, called sinter, consisting of mixed barium and rhodium oxides. When leaching cake in sulfuric acid reactions occur:
RhO ₂ • 3BaO + 5H ₂ SO ₄ = Rh (SO ₄ ) ₂ + 3BaSO ₄ + 5H ₂ O
Rh ₂ O ₃ • 3BaO + 6H ₂ SO ₄ = Rh ₂ (SO ₄ ) ₃ + 3BaSO ₄ + 6H ₂ O
BaO + H ₂ SO ₄ = BaSO ₄ + H ₂ O
The dissolution of cake in sulfuric acid with the formation of sulfate rhodium solution occurs without heating quickly enough. Already at the dissolution stage, the rhodium solution is separated from the used barium, due to the formation of an practically insoluble BaSO ₄ salt, which is separated by filtration in the next stage. This method, in contrast to the prototype method, eliminates the presence of chlorine ions in the solution, even trace amounts of which according to [1] contribute to the transition of the yellow form of rhodium sulfate to red.

При растворении спека в серной кислоте без добавок H₂O₂, образуется сульфатный раствор, имеющий зеленую окраску, что, вероятно, связано с присутствием в растворе части родия в степени окисления (IV). Пероксид водорода восстанавливает Rh⁴⁺ до Rh³⁺, о чем свидетельствует уменьшение окислительного потенциала раствора до 530-500 мВ и изменение окраски от зеленой до желтой.Upon dissolution of cake in sulfuric acid without the addition of H ₂ O ₂ , a sulfate solution is formed that has a green color, which is probably due to the presence of a part of rhodium in the oxidation state (IV) in the solution. Hydrogen peroxide reduces Rh ⁴⁺ to Rh ³⁺ , as evidenced by a decrease in the oxidation potential of the solution to 530-500 mV and a color change from green to yellow.

Пример (предлагаемый способ). 10 г порошка аффинированного родия зашихтовали с 35 г пероксида бария, загрузили в алундовый тигель, поместили в муфельную печь, нагрели до 1000^oC и выдержали при такой температуре в течение 2 ч. Спек измельчили до крупности -1 мм, получили 40 г порошка.An example (the proposed method). 10 g of refined rhodium powder was sown with 35 g of barium peroxide, loaded into an alundum crucible, placed in a muffle furnace, heated to 1000 ^° C and kept at this temperature for 2 hours. The cake was ground to a particle size of -1 mm, 40 g of powder was obtained.

Измельченный спек небольшими порциями распульповали в 160 мл разбавленной серной кислоты (C = 2,1 моль/л), ввели 20 мл 30%-ного раствора H₂O₂ и при 20^oC перемешивали в течение 4 ч., затем осадок сульфата бария отфильтровали, промыли 0,5-молярным раствором серной кислоты. Основной раствор и промводы объединили, определили объем и концентрацию родия в растворе (таблица). 0садок высушили до постоянного веса и спектральным методом определили содержание в нем родия.The ground sinter was pulped in small portions in 160 ml of diluted sulfuric acid (C = 2.1 mol / L), 20 ml of a 30% solution of H ₂ O _{2 were} introduced and stirred at 20 ^° C for 4 hours, then a precipitate of barium sulfate filtered, washed with a 0.5 molar solution of sulfuric acid. The main solution and promoters were combined, the volume and concentration of rhodium in the solution were determined (table). The precipitate was dried to constant weight and the content of rhodium was determined by spectral method.

Как видно из таблицы, при выщелачивании полученного спека в серной кислоте 85% родия переходит в раствор. Специальные исследования показали, что извлечение родия в сульфатный раствор можно увеличить либо за счет спекания родия с большим количеством пероксида бария, либо за счет возврата на спекание н.о. от выщелачивания спека. As can be seen from the table, with the leaching of the obtained cake in sulfuric acid, 85% of rhodium passes into the solution. Special studies have shown that the extraction of rhodium in a sulfate solution can be increased either by sintering rhodium with a large amount of barium peroxide, or by returning to sintering n.o. from leaching speck.

Раствор полученного сульфата родия использовали для родирования серебряных ювелирных изделий, при этом получали удовлетворительное качество покрытия. A solution of the obtained rhodium sulfate was used for rhodium silver jewelry, while a satisfactory coating quality was obtained.

Как показал технико-экономический анализ, предлагаемый способ отличается от известных меньшей продолжительностью технологического цикла, более низкими затратами и меньшим содержанием вредных примесей в целевом продукте. As shown by the feasibility study, the proposed method differs from the known shorter duration of the technological cycle, lower costs and lower content of harmful impurities in the target product.

Литературные источники. Literary sources.

1. Вячеславов П. М. и др. Гальванотехника благородных и редких металлов. Л.: Машиностроение, 1970, с. 171 - 177. 1. Vyacheslavov P. M. et al. Electroplating of noble and rare metals. L .: Engineering, 1970, p. 171 - 177.

2. Электроосаждение благородных и редких металлов. Под ред. Каданера Л. И., К.: Техника, 1974, с. 97 - 99. 2. Electrodeposition of noble and rare metals. Ed. Kadanera L.I., K .: Technique, 1974, p. 97 to 99.

3. Мельников П. С. Справочник по гальванопокрытиям в машиностроении. М.: Машиностроение, 1991, с. З06. 3. Melnikov P. S. Handbook of electroplating in mechanical engineering. M .: Mechanical Engineering, 1991, p. S06.

Claims

A method of obtaining a solution of yellow rhodium sulfate, including leaching of a rhodium-containing product in sulfuric acid in the presence of hydrogen peroxide, characterized in that rhodium powder is taken as a rhodium-containing product, the rhodium powder is mixed with barium peroxide, the mixture is heated to obtain a cake and the cake is leached and sintered.