Спосіб приготування сульфатного електроліту родіювання

Способ приготовления сульфатного электро лита родирования, включающий спла вление ме Предлагаемое изобретение относится к способам приготовления электролитов, в частности, электролита родирования и может найти применение в различных отраслях промышленности, где используют электрохимические родиевые покрытия для повышения коррозийной стойкости и твердости повер хности изделий, например, в приборостроении, радиотехнике, электронной промышленности и т.д. Известен способ переведения металлического родия в водорастворимое состояние путем сплавления его с перекисью натрия в присутствии окислителей /NaNOs/ или спекании с перекисью бария, выбранный нами в качестве прототипа [4]. В этом случае образуется гидратированная окись родия, которую растворяют в соляной кислоте. Для приготовления электролита родирования сернокислые растворы необходимо первоначально очистить от ионов бария, затем через гидроокись металла синтезировать электролит родирования. Недостатками способа-аналога являются, во-первых, его многостадийность, что приводит к безвозвратным потерям металла, во-вторых, дли» тельность процесса /только сплавление или спекание компонентов проводят в течение 5-6 часов при температуре 800°С /. Родий, полученный из промышленного вторичного сырья обычно содержит примеси таких металлов, как медь, цинк, железо, олово. Очистить его от эти х примесей можно кипячением в см еси соляной и аз о тной ки сло т. Н о, п ри этом таллического родия с окислителем в щелочной среде, о тли чающийся тем, что водорастворимую электрохимически активную форму родия получают в одн у стадию из предварительно извлеченного из родийсодержащих промышленных отходов металла п утем сплавления его с окислите лем, в . качестве которого используют пиросуль фат щелочного металла, при весовом соотношении металлический родий : пиросульфат-1:4,-температуре 800 - 1000'С и времени 5-7 мин., а очистку полученного электролита от примесей неблагородных металлов проводят электрохимически при объемной плотности тока 0,01 - 0,1 А/л и температуре 20°С. мелкодисперсная часть металла переходит в раствор, извлечь из которого его очень трудно. Поэтому при синтезе электролита родирования по предлагаемому способу необходимо проводить очистку электролита от примесей неблагородных металлов. За основу те хнологии очистки.нами взят, применяемый в настоящее время, способ, описанный в /4/. Этот способ основан на том, что в электролит родирования доливают свежеприготовленный раствор диэтилдитиокарбамата натрия. Образовавшиеся карбаматы щелочных металлов экстрагируют че тыреххлористым углеродом. Операцию повторяют многократно до полной очистки электролита. Недостатком способа является, вопервых, применение очень вредного реагента - четыреххлористого углерода, во-вторых, слабая экстрагирующая способность четыреххлористого углерода, приводя щая к использованию больши х его количеств, в-третьих, электролит родирования после этого необходимо дополнительно очистить от органических примесей. В основу предполагаемого изобретения положена задача создания способа приготовления сульфатного электролита родирования путем усовершенствования технологии приготовления электролита родирования за счет использования в качестве сырья родийсодержащих промышленных отходов, со вмещения операций сплавления компонентов состава и получения водорастворимого электролита с последующей о чисткой его о т неб СМ О со г** ю см со 32573 лагородных металлов, присутствующи х в исходном сырье Поставленная задача достигается тем, что способ приготовления сульфатного электролита родирования, включает сплавление металлического родия с окислителем в щелочной среде и отличается тем, что водорастворимую электрохимически активную форму родия получают в одну стадию из предварительно извлеченного из родийсо- • держащих промышленных отходов металла путем сплавления его с окислителем, в качестве которого используют пиросульфат щелочного металла, при весовом соотношении металлический родий пиросульфат -1:4, температуре 800 - 1000°С и времени 5 - 7 мин., а очистку полученного электролита от примесей неблагородных металлов проводят электрохимически при объемной плотности тока 0,01 - 0,1 А/л и температуре 20"С. Способ осуществляется в два этапа: 1) одностадийное переведение металличес кого родия в водорастворимую сульфатную форму через сплавление его с пиросульфатом щелочно го металла при весо вом соотношении компонен тов Rh : МегЭгО? =1:4, где Me - К*, Na+, темпера туре - 800 - ЮОО'С, времени 5 - 7 мин., 2) растворение сульфа та родия в дистил лиро ванно й во де для по лучения элек тро ли та родирования и о чистка е го о т примесей небла го ро дны х ме талло в при объ емно й п ло тн ости тока -0 ,01 - 0,1 А/л. , Указанные параметры проведения обоих этапов процесса являются необходимыми и достаточными. При соотношении Rh и МегвгО? меньшем, чем 1:4, родий количественно не переходит в водорастворимую форму, при большем соотношении компонентов происходит перерасход персульфата щелочного металла. При температуре сплавления меньшей, чем 800°С, увеличивается длительность процесса, вместе с тем, проведение процесса при температуре более высокой, чем 1000вС, энергетически нецелесообразно. Продолжительность сплавления в течение 5-7 мин. обусловлена тем, что химическая реакция между компонентами заканчивается в течение указанного времени. При длительности процесса меньшей 5 мин. нет количественного выхода по металлу. Очистку электролита от примесей неблагородных металлов в предлагаемом способе ведут при объемной плотности тока 0,01-0,1 А/л. Если плотность тока меньше, чем 0,01 А/л, то процесс проходит очень медленно и время очистки может составить несколько рабочих смен. При более высокой плотности тока, чем 0,1 А/л, на катоде выделяется родий одновременно с другими металлами-примесями. Проведение процесса очистки при комнатной температуре обусловлено тем, что с повышением температуры также увеличивается вероятность восстановления родия на катоде, что не допустимо. Таким образом, существенными преимуществами предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом и аналогом являются: 1. Синтез в одн у стади ю суль фата родия, при растворении которого в дистиллированной во де получают электролит родирования. 2. Сокращение времени синтеза суль фата родия в 10 раз. 3. Применение электрохимической экологи чески чистой очистки электролита родирования от примесей неблагородных металлов. Примеры осуществления заявленного способа Пример 1. Металлический родий с примесями неблагородных металлов получали любым известным способом извлечения его из промышленных отходов, например зонной плавкой при разрежении 3 х 10'5 мм рт.ст., 5,18 г родия металлического и 15,34 г пиросульфата натрия сплавляли при температуре 1000°С в течение 7 мин. После охлаждения плава до комнатной температуры его растворили в 400 мл диет. воды. В раствор перешло 3,86 г родия, т.е. 74,52 %. Сплавление компонентов при синтезе водорастворимого сульфата родия проводили в кварцевых пробирках в пламени горелки с поддувкой кислорода, температуру пламени измеряли пирометром. Охлажденный до комнатной температуры плав растворяли в дистиллированной воде. Очистку полученного таким образом электролита проводили в стеклянной ванне, анод - платиновая жесть, катод - родиевая жесть, постоянный ток задавали с помощью источника ТЭС-23. Анализ продуктов реакции после сплавления, а также содержание родия и примесей в электролите проводили атомно-абсорбционным методом. Пример 2. 4,93 г родия металлического сплавляли с 20,11 г пиросульфата натрия при температуре 800°С в течение 7 мин. После растворения плава в 400 мл диет, воды и отстаивания раствора в течение двух часов установлено, что в растворе находится 4,67 г родия, т.е. 94,73 % металла. Приме р 3. 4,33 г родия сплавляли с 17,45 г пиросульфата калия при температуре 800°С в течение 5 мин. В раствор перешло 4,25 г родия, т.е. 98,15% металла. Приме р 4. 5,01 г родия сплавляли с 24,95 г пиросульфата калия при 800°С в течение 5 мин. В растворе найдено 4,86 родия или 97,0%. Пример 5. Синтезированный электролит разделили на 4 части и проводили очистку при различных плотностях тока, пропуская через электролит в каждом случае одно и то же количество электричества. Результаты представлены в табл. 1 и 2. Источники информации. 1. Нечаева Н.Е., Харькова Л.Б., Рябко С М., Гибайдуллин И.З. - Способ приго товления элек тролита ро диро вания - А.С .СССР № 1174496 , 22.05.85. 2. Федоров А.И. - Родий - М, На ука - 1996, с. 212. 3. Синтез комплексных содинений металлов платиновой группы . М. На ука, 1964, с. 312. 32573 Та блица 1 Приме ры с инте за электрох им ичес ки а ктивной сульфатной формы род ия Nsn/n Соотноіиччив лгипонвнтов Температура, "С Время, мин. Выход продуктов реакции, % 1 2 3 4 1.3 1:4 1:4 1:5 1000 800 1000 800 7 7 5 5 74, 52 94,73 98, 15 97.00 Табл ица 2 Приме ры очистки электролита род ирования от примесе й не благородных металлов No п/п Объемная Время, Температура, плотность тока час. °С Исход ный г» ©кропит 0,08 п 20 16 0,01 0,10 1.6 16 18 СО 4 Соде ржа ние ме та л лов в э ле кт ро лите г/л f lh 1 0 ,8 2 1 0 ,8 2 ,0 ,8 2 1 0 ,8 2 10,55 мг/л Си 200,7 50,4 48,7 49,9 47,3 мг/л Sn 108,7 75,4 74,8 73,4 76,1 Тираж 50 екз. Відкритеакціонерне товариство «Патент» Україна. 88000. м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122)3-72-89 (03122)2-57-03 мг/л Zn 34,3 15,6 13,3 14,8 15,3 мг/л Fe 80,5 55,4 51,9 52,3 52,1