Способ получения металлического палладия

 

Изобретение относится к металлургии благородных металлов и предназначено для выделения металлического палладия из растворов. В исходный кислый или щелочной раствор, содержащий палладий и хлорионы, вводят формиат-ионы. Палладий восстанавливается до металла. В полученный раствор, содержащий порошок палладия, вновь вводят соединение, содержащее палладий и хлор-ионы, и формиат-ионы. Процесс повторяют не менее чем два раза. В результате получается металлический палладий в виде порошка заданного размера с однородными частицами. Выход палладия более 99,9%. 1 табл.

Изобретение относится к металлургии платиновых металлов и предназначено для получения палладия в виде металла из раствора.

Извлечение платиновых металлов из раствора является актуальной задачей.

Известны различные методы извлечения палладия из раствора.

Наиболее распространенным методом получения палладия в виде металла является его восстановление из солей с помощью различных реагентов: водорода, йодистого калия, этилена (Реферативный журнал химия, т. 18, 1990, реферат 18Л177), гидразина, формальдегида (заявка Великобритании 1270900, C 22 B 11/04, 1972) и др.

Самым известным восстановителем для получения металлического палладия является муравьиная кислота и ее соли.

Наиболее близким к заявленному является способ осаждения палладия из растворов его хлоридов 90% муравьиной кислотой при pH 4 в течение 2 часов (Меретуков М. А. , Орлов А.М. Металлургия благородных металлов. Зарубежный опыт. М., Металлургия, 1991, с. 251).

Недостатками всех известных способов является невозможность получения порошка металлического палладия определенного размера, однородного по размеру. Осадки, получаемые в виде черни, плохо фильтруются. Способы характеризуются низким выходом палладия.

Задача изобретения - создание способа, в результате которого получаются порошки металлического палладия заданного размера, однородные, с повышенным извлечением палладия из раствора.

Для решения этой задачи в способе получения металлического палладия путем восстановления палладия из раствора, содержащего палладий и хлор-ионы, формиат-ионом, с получением порошка палладия и раствора, процесс проводят стадийно, причем каждую последующую стадию начинают после завершения восстановления палладия на предыдущей стадии путем введения в полученный раствор соединения, содержащего палладий и хлор-ионы, и формиат-иона.

Способ преимущественно проводят не менее чем в две стадии из кислого или щелочного раствора.

В раствор, содержащий соль палладия и хлор-ионы, например, хлорпалладозамин, вводят формиат натрия или муравьиную кислоту.

При щелочности раствора, соответствующей содержанию в растворе 0,5% NaOH, происходит восстановление палладия до металла по реакции Pd(NH₃)₂Cl₂ + NaCOOH = Pd + NaCl + NH₄Cl + CO₂ + NH₃ После окончания процесса восстановления в раствор, содержащий осадок порошка металлического палладия, вновь вводят раствор хлорпалладозамина и формиат-ион в количестве, необходимом для восстановления палладия.

Происходит восстановление палладия до металла по указанной реакции. При этом кристаллы металла в первую очередь растут на уже имеющихся в растворе наиболее мелких частицах металлического палладия.

Щелочность процесса поддерживается самостоятельно за счет аммиака, выделяющегося по реакции.

По мере увеличения количества стадий процесса восстановления происходит укрупнение порошка, он становится более однородным.

Процесс может быть прекращен на любой стадии, когда порошок достигает нужного размера.

Отсутствие процессов фильтрации и промывки после каждой стадии приводит к увеличению извлечения палладия.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1 В реактор с механической мешалкой заливали 500 см³ 5% раствора щелочи, затем вводили 75 г хлорпалладозамина и 30 г формиата натрия.

Содержимое реактора нагревали до температуры 55^oC. При этой температуре делали выдержку в течение 15 мин.

В результате взаимодействия реагентов образовался порошок палладия и раствор, содержащий аммиак, хлористый аммоний и хлористый натрий.

В этот же раствор при температуре 55^oC загружали новую порцию реагентов: 75 г хлорпалладозамина, 30 г формиата натрия.

Включали мешалку, реагенты тщательно перемешивали и делали выдержку в течение 15 минут.

Пульпу отстаивали в течение 5 мин. Раствор декантировали и промывали порошок дистиллированной водой. Затем сушили его при температуре 120-140^oC.

Получено 75,75 г порошка палладия. Извлечение металла из хлорпалладозамина в порошок палладия более 99,9%. Крупность частиц палладия находится в интервале 0,2-10 мкм. Насыпная масса порошка 0,8 г/см³.

Пример 2 В реактор с механической мешалкой дозировали 200 см³ 2% раствора соляной кислоты, затем 30 г хлорпалладозамина и 12 г формиата натрия.

Реактор нагревали до температуры 98^oC и при этой температуре проводили процесс. Продолжительность процесса 20 мин.

После осаждения частиц порошка палладия в раствор с осадком загружали новую порцию реагентов: 30 г хлорпалладозамина и 12 г формиата натрия.

Все тщательно перемешивали, устанавливали температуру 98^oC и проводили восстановление палладия.

В данном режиме проведено 5 стадий (циклов) процесса восстановления. Всего в реактор загрузили 150 г хлорпалладозамина и 60 г формиата натрия.

Порошок палладия промывали дистиллированной водой и сушили.

Масса порошка 75,75 г. Извлечение палладия из исходной соли в порошок более 99,9%. Крупность частиц палладия 0,5-20 мкм. Насыпная масса порошка 2,2 г/см³.

Результаты опытов представлены в таблице 1.

Из данных таблицы 1 видно, что с ростом числа стадий (циклов) процесса восстановления палладия заметно возрастает однородность частиц металла. При проведении 15 стадий однородность частиц составляет 85%.

Способ позволяет получать частицы заданного размера с выходом палладия не менее 99,9%.

Формула изобретения

Способ получения металлического палладия, включающий восстановление палладия из раствора, содержащего палладий и хлор-ионы, формиат-ионом с получением порошка палладия и раствора, отличающийся тем, что процесс проводят в кислом или щелочном растворе стадийно, не менее чем в две стадии, причем каждую последующую стадию начинают после завершения восстановления палладия на предыдущей стадии путем введения в полученный раствор с осадком порошка палладия соединения, содержащего палладий и хлор-ионы, и формиат-иона.

РИСУНКИ

Рисунок 1