Спосіб переробки відходів металів платинової групи та їх сплавів

Спосіб переробки відходів металів платинової групи та їх сплавів, що включає приготування еле 33179 Спосіб переробки відходів металів платинової групи та їх сплавів, що патентується, реалізується таким чином. В електролізер завантажують брухт платини, що містить в собі домішки неблагородних металів таких як заліза, нікелю, міді, свинцю, олова, вісмуту, магнію, цинку, стибію, а також неметалеві вкраплення (оксиди, карбіди, графіт, тощо). Цей брухт під час електролізу править за анод. Частину брухту платини розчиняють в царській горілці (п'ять частин хлористого водню + одна частина азотної кислоти). В результаті такого розчинення:- отримують сполуку Н 2[РtСl6]×5Н2O. Отриманий розчин платино-водневостої кислоти у воді упарюють, нагрівають до температури 380400°С і витримують його при цій температурі до утворення сухого порошку ди хлориду платини. Хлориди платини забезпечують необхідну концентрацію іонів платини в електроліті на початковій стадії процесу. Отримання хлоридів метанів, що рафінуються, поза електролізером є безпечнішим процесом, ніж ті, що застосовуються зараз при електролітичному рафінуванні металів платинової групи. Під час приготування електроліту спочатку змішують хлориди платини з хлоридами лужних металів, які беруться у такому співвідношенні: 30 молек..% хлористого натрію — 24,5 молек.% хлористого калію — 45,5 молек.% хлористого цезію. Цю суміш занурюють в електролізер, дегазують її при температурі 250-300°C і тиску 0,01-1,00 мм рт.ст., два-три рази промивають чистим аргоном, а потім розплавляють при температурі 500-600°С. Дегазація суміші хлоридів при температурі 250-300°С і тиску 0,01-1,00 мм рт.ст з подальшим промиванням її чистим аргоном, забезпечує гарантоване видалення з електролізера слідів вологи, а також різноманітних газувати х сполук. Дегазація при температурі нижче за 250°С і тиску вище 1,00 мм рт.ст. не забезпечує повне видалення залишків газувати х сполук, які при розплавленні хлоридів можуть перейти у вигляді хімічних сполук (домішок) на катодний осад. Дегазація при температурі вище 300°С і тиску нижче 0,01 мм рт.ст. недоцільна, бо тоді весь процес забирає набагато більше часу, але істотного зменшення вологи та інших газувати х домішок не відбувається. катоді і товщинами осаду забезпечує найвищий катодний вихід по струм у. При густині струму менш за 0,1 А/см 2 і товщині осаду на катоді менш за 0,5 мкм кристали металу, що рафінується, можуть утворюватись не по всій поверхні катоду, а тільки на окремих її частинах що при подальшому електролізі призведе до значної нерівномірності по товщині катодного осаду і недостатньої швидкості його росту. Осад порівняно невеликий за масою, буде необхідно передчасно видобувати з електролізера, бо подальше нерівномірне зростання кристалів у різних напрямах перешкоджає його видобуванню. При густині стр уму на першому етапі понад 0,3 А/см 2 і на катоді понад 5 мкм не тільки утворення суцільного полікристалічного шару катодного осаду, а його осипання, що зрештою призведе до зменшення катодного виходу по струму. Тому збільшення густини стр уму на катоді більше 0,3 А/см 2, навіть короткочасне, небажано. Приклад. Частина відходів платини з сумарним вмістом домішок (заліза, нікелю, свінцю, олова, вісмуту, магнію, цинку, стибію) 0,5% розчиняють у царській горілці (п'ять частин хлористого водню + одна частина азотної кислоти), отримуючи при цьому сполуку H2[PtC16]×5H2О. Отриманий розчин платино-водневостої кислоти упарюють,, нагрівають до температури 390°С і витримують його при цій температурі до отримання сухого порошку ди хлориду платини. За сіль-розчинник править потрійна евтектична суміш хлоридів натрію, калію, цезію у співвідношенні відповідно 30,0:24,5:45,5 молек.% з температурою плавлення 480°С. При виготовленні електроліту спочатку змішують дихлорид платини з хлоридами натрію, калію, цезію. Потім цю суміш занурюють в електролізер, де здійснювали її дегазацію при температурі 270°С і тиску 0,08 мм рт.ст. Отриману після дегазації суміш хлоридів промивали тричі чистим аргоном, а потім розплавляли при температурі 600°С. Вихідна концентрація платини у розплаві хлоридів солей лужних металів становила 15,5 мас. %. Брухт платини, який завантажували в електролізер, правив за анод. За катод правив порожнистий циліндр з платини, площею основи 1 см 2. Цей катод занурювали в розплав, піддавали обертанню в процесі електроосадження, поляризували. Густина струм у на першій стадії електроосадження становила 0,15 А/см 2. Електроліз на першій стадії процесу проводили до отримання шару осадженого металу завтовшки 1,8 мкм. На другій стадії процесу електроліз проводили при густині струму на катоді 0,05 А/см 2. Катодний осад був дендритним. Дендрити рівномірно росли по поверхні катоду. Осад ретельно промивали гарячою дистильованою водою. Хімічний аналіз складу осаду виявив вміст в ньому платини 99,99%. Катодний вихід по струм у становив 98,5%. В таблиці наведено дані електролітичної очистки платини при інших значеннях параметрів процесу. Електроосадження металу що рафінується на катод, який обертається, проводять в дві стадії. На першій стадії осаджують шар металу завдовшки 0,5-5 мкм при густині струм у на катоді (0,1-0,3) А/см 2. На другій стадії процесу формування катодного осаду електроліз проводять при відомих густинах струму на катоді –0,01-0,1 А/см 2., які залежать від концентрації іонів металу і температури розплаву. Перша стадія електроосадження металу на катоді необхідна для рівномірного і швидкого росту кристалів по всій поверхні катоду. Для подолання пасивності катоду його поляризують струмом з високого густиною на початку електролізу(0,1-0,3 А/см 2). Першу стадію процесу закінчують, коли на катоді осяде шар металу завтовшки 0,5-5 мкм. Перша стадія процесу з такими густинами струму, на 2 33179 Таблиця 1 2 Товщина осадженого шару на першій стадії, мкм 3 1 0,5 1,8 98,5 5 Щільна, дендритна, осад з великою густиною 2 0,08 1,2 93.8 «-» 3 4 0,1 0,3 1,5 4,0 95,5 99,2 5 0.33+ 4,7 94,0 6 0,15 0,3 92,5 7 За прототипом 0,15 6 93,0 92,0 Дослід № Густина стр уму на першій стадії, А/см 2 Катодний вихід по струму, % 4 Таким чином, спосіб, що пропонується, порівняно з прототипом, який прийнято за базовий об'єкт, дозволяє отримати такий позитивний ефект: - підвищити катодний вихід по струму порівняно з прототипом з 92,0% до 95,5-99,2%, тобто на 3,5-7,2% - підвищити безпеку процесу за рахунок отримання хлоридів металів, що рафінуються, поза Структура Примітки 6 Відхилення від заявлених режимів «-» «-» Дрібно-кристалічний осад Відхилення від з малою густиною; осад заявлених параосипається метрів Кристалічний осад с малою густиною неправиль«-» ної форми Осипання осаду Щільна структура електролізером без використання газуватого хлору в електролізері. Джерела Інформації 1 Авторское свидетельство СССР № 1616191. МКИ С25С3/36, 1988, ДСП 2. Салтыкова Н.А., Барабошкин В.Е. – Bыcoкoчиcтые вeщества 1994, № 3. Электролитическое рафинирование платины и ее сплавов в расплавленных солях. С.84-89 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 3