RU2201463C1 - Method of selective extraction of metals of platinum group from gas phase and device for realization of this method - Google Patents
Method of selective extraction of metals of platinum group from gas phase and device for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2201463C1 RU2201463C1 RU2001124581/02A RU2001124581A RU2201463C1 RU 2201463 C1 RU2201463 C1 RU 2201463C1 RU 2001124581/02 A RU2001124581/02 A RU 2001124581/02A RU 2001124581 A RU2001124581 A RU 2001124581A RU 2201463 C1 RU2201463 C1 RU 2201463C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- metal
- trifluorophosphine
- reactor
- metals
- temperature
- Prior art date
Links
Landscapes
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области металлургии, а именно к получению металлов платиновой группы газофазным методом. The invention relates to the field of metallurgy, and in particular to the production of platinum group metals by the gas-phase method.
Известен способ получения металлов методом транспортных реакций. Способ включает синтез исходной шихты или загрязненного металла со свободным галогеном. Полученный галогенид металла транспортируется в зону разложения, где галогенид диссоциирует с образованием металла и выделением свободного галогена, который снова транспортируется в зону синтеза. ("Металлы высокой чистоты" / Под ред. Ч.В.Котецкого, Москва, "Наука", с. 124-127). Способ осуществляется в замкнутой системе с неоднородным температурным полем, содержащей реактор, линии транспортировки газообразных веществ и зону разложения, где галогенид диссоциирует на горячей поверхности подложки с образованием металла и выделением свободного галогена. Недостатком данного метода является то, что не предусмотрена возможность одновременного разделения металлов в процессе их извлечения. Известен способ селективного извлечения осмия и рутения из исходного сырья методом пиролиза, а именно путем электронно-лучевой плавки (патент US 5142549, кл. Н 01 J 37/305, 25.08.92). Способ основан на испарении летучих благородных металлов осмия и рутения с последующим их осаждением. Устройство для осуществления данного способа содержит нагревательную камеру, снабженную насосом, и сборники металлов. A known method of producing metals by transport reactions. The method includes the synthesis of the initial charge or contaminated metal with free halogen. The resulting metal halide is transported to the decomposition zone, where the halide dissociates to form the metal and liberates free halogen, which is again transported to the synthesis zone. ("Metals of high purity" / Under the editorship of C.V. Kotetsky, Moscow, "Science", pp. 124-127). The method is carried out in a closed system with a non-uniform temperature field containing a reactor, a line for transporting gaseous substances and a decomposition zone, where the halide dissociates on the hot surface of the substrate to form metal and release free halogen. The disadvantage of this method is that it is not possible to simultaneously separate metals in the process of their extraction. A known method for the selective extraction of osmium and ruthenium from feedstock by the pyrolysis method, namely by electron beam melting (US patent 5142549, class H 01 J 37/305, 08.25.92). The method is based on the evaporation of volatile noble metals osmium and ruthenium, followed by their deposition. A device for implementing this method comprises a heating chamber equipped with a pump and metal collectors.
Однако данная технология не рассчитана на селективное извлечение всех платиновых металлов, содержащихся в исходном сырье, а позволяет извлекать только летучие металлы. Кроме того, необходимы специальные меры для устранения испарения легирующих элементов. However, this technology is not designed for the selective extraction of all platinum metals contained in the feedstock, but allows the extraction of only volatile metals. In addition, special measures are needed to eliminate the evaporation of alloying elements.
Техническим результатом изобретения является обеспечение извлечения металлов с одновременным их разделением. The technical result of the invention is the provision of extraction of metals with simultaneous separation.
Поставленная задача решается тем, что в способе селективного извлечения металлов платиновой группы, основанном на нагреве исходного сырья и осаждении металлов в сборники металлов, из исходного сырья путем пропускания через него трифторфосфина синтезируют газообразные трифторфосфиновые комплексные соединения металлов платиновой группы, а затем выделяют из полученных комплексных соединений металлы платиновой группы путем пропускания газообразных трифторфосфиновых комплексов через по меньшей мере два последовательно расположенных реактора для пиролитического выделения металла, снабженных сборниками металлов, причем каждый реактор для пиролитического выделения металла платиновой группы имеет температуру нагрева, соответствующую температуре разложения трифтрофосфинового соединения этого металла. The problem is solved in that in a method for the selective extraction of platinum group metals, based on heating the feedstock and precipitating metals into metal collectors, gaseous trifluorophosphine complex compounds of platinum group metals are synthesized from the feedstock by passing trifluorophosphine through it, and then isolated from the obtained complex compounds platinum group metals by passing gaseous trifluorophosphine complexes through at least two sequentially arranged a reactor for pyrolytic separation of metal equipped with metal collectors, each reactor for pyrolytic separation of metal of the platinum group has a heating temperature corresponding to the decomposition temperature of the triftrophosphine compound of this metal.
При этом синтез трифторфосфиновых комплексных соединений металлов платиновой группы проводят при температуре 200o±50oС и давлении 90-110 атм, а газообразные трифторфосфиновые комплексные соединения после синтеза пропускают через низкотемпературную колонну, в которой поддерживается давление 90-110 атм и температура 24o±2oС.The synthesis of trifluorophosphine complex compounds of platinum group metals is carried out at a temperature of 200 o ± 50 o C and a pressure of 90-110 atm, and gaseous trifluorophosphine complex compounds after synthesis are passed through a low temperature column in which a pressure of 90-110 atm and a temperature of 24 o ± are maintained 2 o C.
В частности, при выделении из исходного сырья одновременно палладия, платины, иридия, рутения, осмия и родия реакторы для пиролитического выделения металла имеют температуру соответственно: для палладия 20oС, платины 90oС, иридия 290oС, рутения 320oС, осмия 360oС, родия 140oС.In particular, when palladium, platinum, iridium, ruthenium, osmium and rhodium are simultaneously extracted from the feedstock, the reactors for pyrolytic metal separation have a temperature, respectively: for palladium 20 o С, platinum 90 o С, iridium 290 o С, ruthenium 320 o С, osmium 360 o С, rhodium 140 o С.
Для обеспечения 100% регенерации рабочего газа и обеспечения высокой экономичности и эффективности фосфин, выделяющийся в реакторах пиролитического выделения металлов, возвращают в зону синтеза газообразных трифторфосфиновых соединений. To ensure 100% regeneration of the working gas and to ensure high efficiency and effectiveness, the phosphine released in the pyrolytic metal separation reactors is returned to the synthesis zone of gaseous trifluorophosphine compounds.
Поставленная задача решается также тем, что в устройстве для селективного извлечения металлов платиновой группы, включающем реактор, насос, сборники металлов, реактор выполнен в виде реактора синтеза с возможностью прокачивания при помощи насоса через исходное сырье, загруженное в реактор, трифторфосфина, реактор синтеза на выходе снабжен низкотемпературной колонной, выполненной с возможностью пропускания через нее газообразных трифторфосфиновых комплексов, на выходе низкотемпературной колонны размещены по меньшей мере два последовательно расположенных реактора для изотермического газофазного пиролитического выделения металлов, снабженные сборниками металлов, причем каждый реактор выполнен с возможностью нагрева и выдерживания температуры, соответствующей температуре разложения трифторфосфинового комплекса конкретного металла платиновой группы. The problem is also solved by the fact that in the device for the selective extraction of platinum group metals, including a reactor, pump, metal collectors, the reactor is made in the form of a synthesis reactor with the possibility of pumping trifluorophosphine, a synthesis reactor at the outlet through the feedstock loaded into the reactor equipped with a low-temperature column configured to pass gaseous trifluorophosphine complexes through it; at least two subsequent atelno arranged isothermal reactor for the gas phase pyrolytic allocation metal collectors provided with metal, wherein each reactor is capable of heating and holding the temperature corresponding to the decomposition temperature of the complex triftorfosfinovogo particular platinum group metal.
Для обеспечения 100% регенерации рабочего газа и обеспечения высокой экономичности и эффективности реактор синтеза, низкотемпературная колонна и каждый реактор для изотермического газофазного пиролитического выделения металлов соединены в замкнутый контур при помощи трубопровода. To ensure 100% regeneration of the working gas and to ensure high profitability and efficiency, the synthesis reactor, low-temperature column, and each reactor for isothermal gas-phase pyrolytic metal separation are connected in a closed circuit using a pipeline.
Для обеспечения 100% регенерации рабочего газа и обеспечения высокой экономичности и эффективности реакторы для пиролитического выделения металла выполнены с возможностью нагрева и выдерживания температуры соответственно: для палладия 20oС, платины 90oС, иридия 290oС, рутения 320oС, осмия 360oС, родия 140oС.To ensure 100% regeneration of the working gas and to ensure high efficiency and efficiency, the pyrolytic metal recovery reactors are designed to heat and withstand temperatures, respectively: for palladium 20 ° С, platinum 90 ° С, iridium 290 ° С, ruthenium 320 ° С, osmium 360 o C, rhodium 140 o C.
Изобретение поясняется схемой процесса газофазного разделения металлов, представленной на чертеже. The invention is illustrated by the process diagram of gas-phase separation of metals shown in the drawing.
Способ основан на способности платиновых элементов в определенных условиях образовывать летучие соединения (комплексы) с трифторфосфином. Трифторфосфиновые комплексы имеют состав Pd (РF3)4, Pt(РF3)4, и т.д. и представляют собой жидкости, летучие при нормальных условиях.The method is based on the ability of platinum elements under certain conditions to form volatile compounds (complexes) with trifluorophosphine. Trifluorophosphine complexes have the composition Pd (PF 3 ) 4 , Pt (PF 3 ) 4 , etc. and are liquids volatile under normal conditions.
Принципиальным для обеспечения возможности разделения металлов является очень сильное различие в физико-химических свойствах указанных комплексов, в зависимости от металла (температура кипения, температура плавления и температура разложения). Of fundamental importance for ensuring the possibility of metal separation is a very strong difference in the physicochemical properties of these complexes, depending on the metal (boiling point, melting point and decomposition temperature).
Способ заключается в синтезе трифторфосфиновых комплексов при взаимодействии исходного сырья (шихты сложного состава) с трифторфосфином в реакторе 1 синтеза при повышенном давлении около 100 атм и температуре около 200oС и последующем изотермическом газофазном пиролитическом разложении указанных комплексов с образованием металлов платиновой группы и трифторфосфина. При этом разложение комплексов производится в нескольких отдельных реакторах 2-7, в каждом из которых подобраны условия (температура разложения) для получения конкретного металла. Получаемые металлы представляют собой порошок и имеют чистоту более 99,99%.The method consists in the synthesis of trifluorophosphine complexes in the interaction of the feedstock (a mixture of complex composition) with trifluorophosphine in the synthesis reactor 1 at an elevated pressure of about 100 atm and a temperature of about 200 ° C and subsequent isothermal gas-phase pyrolytic decomposition of these complexes with the formation of platinum group metals and trifluorophosphine. Moreover, the decomposition of the complexes is carried out in several separate reactors 2-7, in each of which the conditions (decomposition temperature) are selected to obtain a specific metal. The resulting metals are powder and have a purity of more than 99.99%.
Рабочий газ (трифторфосфин), выделяемый в реакторах разложения, может быть использован повторно и направляется при помощи циркуляционного насоса 8 с выходов реактора разложения на вход реактора 1 синтеза. The working gas (trifluorophosphine) emitted in the decomposition reactors can be reused and sent using a circulation pump 8 from the outputs of the decomposition reactor to the input of the synthesis reactor 1.
Образуемые в процессе синтеза летучие и нелетучие оксихлориды удаляются из ректора синтеза. Volatile and non-volatile oxychlorides formed during the synthesis are removed from the synthesis reactor.
После синтеза трифторфосфиновых комплексов производится охлаждение смеси трифторфосфиновых комплексов в низкотемпературной колонне 9 до температуры около 24oС при сохранении давления около 100 атм. Температура, до которой охлаждается смесь, определяется, с одной стороны, температурой разложения самого температурно нестойкого соединения смеси - трифторфосфина палладия (20oС), а с другой стороны, поддержанием соединений в газообразном состоянии при повышенном давлении.After the synthesis of trifluorophosphine complexes, the mixture of trifluorophosphine complexes in the low-temperature column 9 is cooled to a temperature of about 24 ° C while maintaining a pressure of about 100 atm. The temperature to which the mixture is cooled is determined, on the one hand, by the decomposition temperature of the most temperature-unstable compound of the mixture — palladium trifluorophosphine (20 ° C. ), and, on the other hand, by maintaining the compounds in a gaseous state at elevated pressure.
Устройство содержит реактор 1 синтеза, имеющий вход 10 для подачи трифторфосфина, подключенный к выходам 2-7 реакторов выделения металлов через циркулярный насос 8, и выход 11, подключенный ко входу низкотемпературной колонны. Выход колонны 9 связан со входами реакторов 2-7 выделения металлов, каждый из которых имеет температуру нагрева, определяемую температурой разложения каждого извлекаемого металла. The device comprises a synthesis reactor 1 having an input 10 for supplying trifluorophosphine connected to the outputs of 2-7 metal recovery reactors through a circular pump 8, and an output 11 connected to the input of the low-temperature column. The output of the column 9 is connected to the inputs of the metal separation reactors 2-7, each of which has a heating temperature determined by the decomposition temperature of each recoverable metal.
В соответствии с этими температурами реакторы выделения расположены по направлению движения газообразных трифторфосфиновых комплексов в следующем порядке: реактор для выделения палладия (температура кипения 0oС, температура разложения 20oС), платины (91o, 90oС соответственно), иридия (98o, 290oС), рутения (68o, 320oС), осмия (120o, 360oС), родия (89o, 140oС). Каждый реактор 2-7 выделения снабжен сборником 14-19 металла.In accordance with these temperatures, the separation reactors are located in the direction of movement of the gaseous trifluorophosphine complexes in the following order: a reactor for the isolation of palladium (boiling point 0 o С, decomposition temperature 20 o С), platinum (91 o , 90 o С, respectively), iridium (98 o , 290 o С), ruthenium (68 o , 320 o С), osmium (120 o , 360 o С), rhodium (89 o , 140 o С). Each separation reactor 2-7 is equipped with a metal collector 14-19.
Устройство содержит также отдельно установленный после реактора выделения рения сборник 20 примесей. The device also contains a collector 20 of impurities separately installed after the rhenium separation reactor.
Все элементы устройства связаны трубопроводами для транспортировки газообразных материалов, образуя замкнутые контуры. All elements of the device are connected by pipelines for transporting gaseous materials, forming closed loops.
Газофазный метод применим к очень широкому классу исходных материалов и малочувствителен к изменениям в составе, что позволяет использовать и высокообогащенные и низкообогащенные исходные материалы. The gas-phase method is applicable to a very wide class of starting materials and is insensitive to changes in composition, which makes it possible to use both highly enriched and low enriched starting materials.
Метод исключает образование химически и экологически опасных отходов (растворы кислот, солей, шлаков, пылей и т.д.), т.к. является практически безотходной технологией. The method eliminates the formation of chemically and environmentally hazardous wastes (solutions of acids, salts, slags, dusts, etc.), because It is a virtually waste-free technology.
Метод основан на практически 100% регенерации рабочего газа и поэтому является высокоэффективным и экономичным, практически исключает потери платиновых металлов. The method is based on almost 100% regeneration of the working gas and therefore is highly efficient and economical, virtually eliminating the loss of platinum metals.
Метод может быть легко автоматизирован, при этом трифторфосфиновые комплексы платиновых металлов, образующиеся в качестве полупродуктов, могут использоваться для нанесения покрытий из платиновых металлов и заменить сложные гальванические процессы. Характеристики газофазных покрытий превосходят характеристики гальванических покрытий по всем параметрам - адгезия, пористость, чистота, получены в любом виде (порошок, гранулы, слиток) с практически любой степенью чистоты (на экспериментальной установке были получены металлы 99,9999%). The method can be easily automated, while trifluorophosphine complexes of platinum metals, formed as intermediates, can be used for coating platinum metals and replace complex galvanic processes. The characteristics of gas-phase coatings exceed the characteristics of electroplated coatings in all respects — adhesion, porosity, and purity, obtained in any form (powder, granules, ingot) with almost any degree of purity (99.9999% metals were obtained in the experimental setup).
Метод позволяет осуществить комплексную обработку сырья с выделением всех ценных продуктов. The method allows for complex processing of raw materials with the allocation of all valuable products.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001124581/02A RU2201463C1 (en) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | Method of selective extraction of metals of platinum group from gas phase and device for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2001124581/02A RU2201463C1 (en) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | Method of selective extraction of metals of platinum group from gas phase and device for realization of this method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2201463C1 true RU2201463C1 (en) | 2003-03-27 |
Family
ID=20253013
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2001124581/02A RU2201463C1 (en) | 2001-09-05 | 2001-09-05 | Method of selective extraction of metals of platinum group from gas phase and device for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2201463C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2764778C1 (en) * | 2021-02-24 | 2022-01-21 | Игорь Владимирович Федосеев | Method for selective isolation of enriched platinum metal concentrates from multicomponent solutions |
| US11673904B1 (en) | 2021-12-09 | 2023-06-13 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Low pressure process for synthesis of Pt(PF3)4 involving a soluble intermediate and storage of obtained Pt(PF3)4 |
-
2001
- 2001-09-05 RU RU2001124581/02A patent/RU2201463C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| МАСЛЕНИЦКИЙ И.Н. и др. Металлургия благородных металлов. - М.: Металлургия, 1972, с. 349-350. Металлургия Реферативный журнал. - М.: ВИНИТИ, 1978, реф.11 Г 433 П. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2764778C1 (en) * | 2021-02-24 | 2022-01-21 | Игорь Владимирович Федосеев | Method for selective isolation of enriched platinum metal concentrates from multicomponent solutions |
| US11673904B1 (en) | 2021-12-09 | 2023-06-13 | L'air Liquide, Societe Anonyme Pour L'etude Et L'exploitation Des Procedes Georges Claude | Low pressure process for synthesis of Pt(PF3)4 involving a soluble intermediate and storage of obtained Pt(PF3)4 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Licence et al. | Chemical reactions in supercritical carbon dioxide: from laboratory to commercial plant | |
| CN102224126B (en) | Methanol carbonylation with improved aldehyde removal | |
| RU2505523C2 (en) | Methods of obtaining acetic acid | |
| CN105314689B (en) | The method that rhodium controlling the water circulation closes radium chloride is reclaimed from carbongl group synthesis reaction spent rhodium catalyst | |
| JPH0859569A (en) | Preparation of aromatic amine | |
| JPH0859570A (en) | Preparation of aromatic amine | |
| JP2001010981A (en) | Method for reacting mixture solution | |
| CN108727155B (en) | Preparation method of E-1,1,1,4,4, 4-hexafluoro-2-butene | |
| RU2320638C2 (en) | Method for preparing acetic acid | |
| JPWO2015186699A1 (en) | Method for producing γ, δ-unsaturated alcohol | |
| RU2201463C1 (en) | Method of selective extraction of metals of platinum group from gas phase and device for realization of this method | |
| Chopra et al. | Development of a supramolecular ensemble of an AIEE active hexaphenylbenzene derivative and Ag@ Cu 2 O core–shell NPs: an efficient photocatalytic system for C–H activation | |
| Frisell et al. | Influence of different 4, 7-substituted 1, 10-phenanthroline ligands on reactivity and regio-and stereocontrol in tungsten-catalyzed allylic alkylations | |
| US20200048202A1 (en) | Method for separating and purifying 2-chloro-3-trifluoromethylpyridine | |
| AU2003257930A1 (en) | Purification of metals from mixtures thereof | |
| RU2724349C2 (en) | Hydroformylation method | |
| EP2477957A1 (en) | Methods for preparing hypericin | |
| CN107570146A (en) | A kind of catalyst of supported active metals direct in metal packing | |
| UA79316C2 (en) | Process for the production of acetic acid and use of indium, cadmium, mercury, gallium, zinc as stabilizer in this process | |
| CN114874083A (en) | Olefin hydroformylation method and system | |
| JP2008536683A5 (en) | ||
| CA2086384C (en) | Process for the recovery of noble metals and tertiary phosphines | |
| Giese et al. | Synthesis and crystal structure of new σ-bonded alkynylcobalt (III) complexes of 1, 3-bis (diacetylmonoximeimino) propane | |
| CN113767089A (en) | Preparation method of vatacostat intermediate | |
| JP2001316322A (en) | Method for producing 1,1,1-trifluoroacetone |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20050906 |
|
| NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20070527 |
|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170906 |