RU2215800C2

RU2215800C2 - Method of production of platinum powder

Info

Publication number: RU2215800C2
Application number: RU2001128556/02A
Authority: RU
Inventors: М.Б. Макаров; В.И. Капитонов; О.Г. Булдина; С.О. Романова
Original assignee: ФГУП "Производственное объединение "Маяк"
Priority date: 2001-10-22
Filing date: 2001-10-22
Publication date: 2003-11-10

Abstract

FIELD: hydrometallurgy of platinum metals; chemical industry for production of platinum powder from solution of chloroplatinic acid at concentration of 50 to 350 g/l by platinum. SUBSTANCE: proposed method of production of granulated powder of metallic platinum from solutions of chloroplatinic acid at concentration of 50 to 350 g/l by platinum includes reduction of platinum to metal by means of metallic magnesium at preliminary heating of solution, treatment of sediment by 1.25-n solution of hydrochloric acid, washing with distilled water, decanting, drying and calcination at (850±50)^°C for 2 h. Settling is performed at heating to 50-70 C in presence of formic acid after neutralization of starting solution by sodium hydroxide and bringing pH to 4-5. Proposed method makes it possible to produce granulated metallic powder of platinum of fractional composition of +0.1 to 0.5 mm (99%)+0.004 to 0.1 mm (1%) at low consumption of magnesium and reduced foam-forming. Mass fraction of platinum in powder is more than 99%. EFFECT: enhanced efficiency. 2 ex

Description

Изобретение относится к технологии гидрометаллургического получения платиновых металлов и может быть использовано в химической промышленности при получении металлических порошков платины из растворов платинохлористоводородной кислоты с концентрацией от 50 до 350 г/л по платине. The invention relates to the technology of hydrometallurgical production of platinum metals and can be used in the chemical industry for the production of platinum metal powders from solutions of platinum hydrochloric acid with a concentration of from 50 to 350 g / l for platinum.

Известен способ осаждения металлической платины из растворов гексахлорплатиновой кислоты с концентрацией до 4 г/л, включающий обработку раствора органическим реагентом, например, муравьиной кислотой при длительном нагревании при температуре (80-90)^oС [1]. В результате осаждения получается мелкодисперсный трудно фильтруемый осадок. Осадок отделяют фильтрацией, промывают 1% раствором хлористого аммония, дистиллированной водой и прокаливают при температуре (900±20)^oС. Получающийся порошок полностью проходит через сито с размерами пор 40 мкм. Кроме того, для количественного осаждения выделение платины необходимо вести в присутствии уксуснокислого натрия.A known method of deposition of platinum metal from solutions of hexachloroplatinic acid with a concentration of up to 4 g / l, comprising treating the solution with an organic reagent, for example, formic acid with prolonged heating at a temperature of (80-90) ^o C [1]. As a result of the deposition, a finely dispersed, difficult to filter precipitate is obtained. The precipitate was separated by filtration, washed with a 1% solution of ammonium chloride, distilled water and calcined at a temperature of (900 ± 20) ^o С. The resulting powder completely passes through a sieve with a pore size of 40 μm. In addition, for quantitative precipitation, platinum must be isolated in the presence of sodium acetate.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения порошкообразной металлической платины путем восстановления из растворов гексахлорплатиновой кислоты с помощью металлического магния [1], выбранный в качестве прототипа. Способ включает осаждение платины из растворов магнием, обработку осадка раствором соляной кислоты, промывку его дистиллированной водой, фильтрование, сушку и прокалку. Однако получаемый данным способом осадок является мелкодисперсным и пылящим, что сопряжено с большими трудностями при его фильтрации, а также приводит к большим потерям ценного элемента при его дальнейшей переработке. Кроме того, в процессе выполнения операции восстановления наблюдается сильное вспенивание раствора, что также негативно сказывается на величине потерь платины. Массовая доля платины в осадке составляет величину ниже 98%. The closest in technical essence and the achieved result is a method for producing powdered metal platinum by recovering from solutions of hexachloroplatinic acid using metallic magnesium [1], selected as a prototype. The method includes precipitating platinum from solutions with magnesium, treating the precipitate with a solution of hydrochloric acid, washing it with distilled water, filtering, drying and calcining. However, the precipitate obtained by this method is finely dispersed and dusty, which is associated with great difficulties in filtering it, and also leads to large losses of a valuable element in its further processing. In addition, during the recovery operation, a strong foaming of the solution is observed, which also negatively affects the amount of platinum losses. The mass fraction of platinum in the sediment is below 98%.

Технический результат - получение непылящих порошков платины, исключение операции фильтрования, повышение выхода металлической платины из раствора в металл и снижение пенообразования при проведении операции восстановления. EFFECT: obtaining non-dusting powders of platinum, eliminating the filtering operation, increasing the yield of metal platinum from solution to metal and reducing foaming during the recovery operation.

Технический результат достигается способом получения порошка платины из растворов платинохлористоводородной кислоты с концентрацией от 50 до 350 г/л по платине, включающим восстановление платины до металла осаждением с помощью металлического магния с предварительным нагревом раствора, отделение осадка, обработку полученного осадка 1,25н. раствором соляной кислоты, промывку дистиллированной водой, сушку и прокалку при 80-900^o в течение двух часов. Согласно изобретению осаждение проводят в присутствии муравьиной кислоты при нагревании до 50-70^oС после нейтрализации исходного раствора гидроксидом натрия до рН 4-5, а отделение осадка ведут декантацией.The technical result is achieved by the method of producing platinum powder from solutions of platinum chloride with a concentration of from 50 to 350 g / l for platinum, including the reduction of platinum to metal by precipitation using magnesium metal with preliminary heating of the solution, separation of the precipitate, processing of the obtained precipitate 1.25N. hydrochloric acid solution, washing with distilled water, drying and calcining at 80-900 ^o for two hours. According to the invention, the precipitation is carried out in the presence of formic acid when heated to 50-70 ^o C after neutralization of the initial solution with sodium hydroxide to pH 4-5, and the precipitate is separated by decantation.

Сущность способа состоит в том, что раствор гексахлорплатиновой кислоты с концентрацией от 50 до 350 г/л по платине нейтрализуют раствором гидроксида натрия до рН 4-5, выдерживают 15-20 мин, нагревают до (50±10)^oС, вводят муравьиную кислоту в количестве не менее 1 мл на 1 г платины, поднимают температуру раствора до (70±10)^oС и порционно добавляют порошок металлического магния до полного протекания процесса. О полноте протекания процесса судят по прекращению газовыделения и полному обесцвечиванию раствора. Расход магния составляет 0,2-0,3 г на 1 г платины. После выдержки не менее 15 мин осадок гранулированной платины легко отделяется от раствора обычной декантацией и не требует фильтрования. С целью отмывки от непрореагировавшего магния гранулы платины промывают в 1-1,5 моль/л растворе соляной кислоты, затем дистиллированной водой, просушивают и прокаливают при (850±50)^oС в течение 2 часов.The essence of the method consists in the fact that a solution of hexachloroplatinic acid with a concentration of from 50 to 350 g / l on platinum is neutralized with a solution of sodium hydroxide to a pH of 4-5, incubated for 15-20 minutes, heated to (50 ± 10) ^o C, formic acid is introduced in an amount of not less than 1 ml per 1 g of platinum, the temperature of the solution is raised to (70 ± 10) ^o C and metal magnesium powder is added portionwise until the process is complete. The completeness of the process is judged by the cessation of gas evolution and the complete discoloration of the solution. The consumption of magnesium is 0.2-0.3 g per 1 g of platinum. After holding for at least 15 minutes, the precipitate of granular platinum is easily separated from the solution by conventional decantation and does not require filtration. In order to wash off unreacted magnesium, platinum granules are washed in a 1-1.5 mol / L hydrochloric acid solution, then with distilled water, dried and calcined at (850 ± 50) ^o С for 2 hours.

Пример 1. К 208,97 г раствора платинохлористоводородной кислоты (содержащей 66,5 г платины) добавили 110 мл воды и 70 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 10 моль/л. Раствор нагрели до (50±10)^oС, добавили 60 мл муравьиной кислоты. После нагрева до (70±10)^oС в раствор порционно вводили 15 г порошка металлического магния в течение 50-60 мин. О полноте протекания реакции судили по прекращению газовыделения и полному обесцвечиванию раствора. Выделившийся осадок отделили декантацией, декантат проанализировали рентгенофлуоресцентным методом на содержание платины. Остаточная концентрация платины в растворе составляла величину ниже 0,2 мг/л (предел чувствительности прибора). Продукт восстановления обрабатывали 1,25н. раствором соляной кислоты, промывали дистиллированной водой, сушили и прокаливали при (850±50)^oС в течение двух часов. В целом получено 66,2 г порошка платины с массовой долей платины 99,5% (по данным спектрального анализа). По данным ситового анализа, частицы порошка платины после сушки и прокалки имели размер в пределах +0,1...-0,5 мм (99%), +0,04...-0,1 мм (1%).Example 1. To 208.97 g of a solution of platinum hydrochloric acid (containing 66.5 g of platinum) was added 110 ml of water and 70 ml of a solution of sodium hydroxide with a concentration of 10 mol / L. The solution was heated to (50 ± 10) ^o C, 60 ml of formic acid were added. After heating to (70 ± 10) ^o C, 15 g of magnesium metal powder was portionwise introduced into the solution for 50-60 minutes. The completeness of the reaction was judged by the cessation of gas evolution and complete discoloration of the solution. The precipitate that separated out was separated by decantation, the decantate was analyzed by X-ray fluorescence method for platinum content. The residual concentration of platinum in the solution was below 0.2 mg / L (sensitivity limit of the device). The reduction product was treated with 1.25N. hydrochloric acid solution, washed with distilled water, dried and calcined at (850 ± 50) ^o C for two hours. A total of 66.2 g of platinum powder was obtained with a mass fraction of platinum of 99.5% (according to spectral analysis). According to sieve analysis, the particles of platinum powder after drying and calcination had a size in the range +0.1 ...- 0.5 mm (99%), +0.04 ...- 0.1 mm (1%).

Пример 2. К 195,32 г раствора платинохлористоводородной кислоты (содержащей 16,8 г платины) добавили 100 мл воды и 65 мл раствора гидроксида натрия с концентрацией 3 моль/л. Раствор нагрели до (50±10)^oС, добавили 15 мл муравьиной кислоты. После нагрева до (70±10)^oС в раствор порционно вводили 3,9 г порошка металлического магния в течение 50-60 мин. О полноте протекания реакции судили по прекращению газовыделения и полному обесцвечиванию раствора. Выделившийся осадок отделили декантацией, декантат проанализировали рентгенофлуоресцентным методом на содержание платины. Остаточная концентрация платины в растворе составляла величину ниже 0,2 мг/л (предел чувствительности прибора). Продукт восстановления обрабатывали 1,25н. раствором соляной кислоты, промывали дистиллированной водой, сушили и прокаливали при (850±50)^oС в течение двух часов. В целом получено 16,6 г порошка платины с массовой долей платины 99,6% (по данным спектрального анализа). По данным ситового анализа, частицы порошка платины после сушки и прокалки имели размер в пределах +0,1...-0,5 мм (99%), +0,04...-0,1 мм (1%).Example 2. To 195.32 g of a solution of platinum hydrochloric acid (containing 16.8 g of platinum) was added 100 ml of water and 65 ml of a solution of sodium hydroxide with a concentration of 3 mol / L. The solution was heated to (50 ± 10) ^o C, 15 ml of formic acid were added. After heating to (70 ± 10) ^o C, 3.9 g of magnesium metal powder was introduced portionwise into the solution for 50-60 minutes. The completeness of the reaction was judged by the cessation of gas evolution and complete discoloration of the solution. The precipitate that separated out was separated by decantation, the decantate was analyzed by X-ray fluorescence method for platinum content. The residual concentration of platinum in the solution was below 0.2 mg / L (sensitivity limit of the device). The reduction product was treated with 1.25N. hydrochloric acid solution, washed with distilled water, dried and calcined at (850 ± 50) ^o C for two hours. A total of 16.6 g of platinum powder was obtained with a mass fraction of platinum of 99.6% (according to spectral analysis). According to sieve analysis, the particles of platinum powder after drying and calcination had a size in the range +0.1 ...- 0.5 mm (99%), +0.04 ...- 0.1 mm (1%).

Источники информации
1. Гинзбург С.И., Езерская Н.А., Прокофьева И.В., Федоренко Н.В., Шленская В.И., Бельский Н.К. Аналитическая химия платиновых металлов. - М.: Наука, 1972.Sources of information
1. Ginzburg S.I., Yezerskaya N.A., Prokofieva I.V., Fedorenko N.V., Shlenskaya V.I., Belsky N.K. Analytical chemistry of platinum metals. - M.: Science, 1972.

Claims

A method for producing platinum powder from solutions of platinum-hydrochloric acid with a concentration of 50-350 g / l for platinum, including the reduction of platinum to metal by precipitation with magnesium metal with preliminary heating of the solution, separating the precipitate, processing the precipitate with a 1.25 N hydrochloric acid solution, washing with distilled water, drying and calcining at 800-900 ^o C for two hours, characterized in that the deposition is carried out in the presence of formic acid when heated to 50-70 ^o C after neutralization of the initial solution RA sodium hydroxide to a pH of 4-5, and the separation of the precipitate is carried out by decantation.