Способ получения порошка палладия

 

Способ получения порошка палладия относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ), а именно к получению порошка восстановленного палладия из промпродукта производства МПГ - окисленной палладиевой губки. Способ состоит в том, что нагрев окисленной измельченной палладиевой губки в процессе восстановления и охлаждение восстановленного продукта ведут в токе аммиачно-азотной газовой смеси при температуре нагрева 200-500^oС и охлаждения до 150-50^oС. Способ позволяет обеспечить безопасные условия ведения процесса и уменьшить материальные и энергетические затраты. 1 табл.

Изобретение относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ).

Технологический процесс получения порошка палладия включает операцию восстановительной обработки одного из промпродуктов производства МПГ - окисленной палладиевой губки. Необходимость проведения операции восстановления обусловлена в данном случае тем, что губка представляет собой окисленную форму палладия, а в товарном порошке палладия содержание кислорода не должно превышать 0,05%.

В литературе описан только один способ осуществления операции восстановления окислительной губки палладия: ее нагревают в токе водорода и восстановленный продукт охлаждают в токе углекислоты, чистую губчатую массу измельчают (О. Е. Звягинцев. Аффинаж золота, серебра и металлов платиновой группы. М.: Металлургиздат, 1945, с.142).

Прототипный способ получения порошка палладия имеет ряд недостатков, в частности: большие затраты на получение водорода и на обеспечение в процессе восстановления пожаро- и взрывобезопасных условий работы.

Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является снижение затрат и обеспечение пожаро- и взрывобезопасности.

Технический результат достигается тем, что в способе получения порошка палладия, включающем нагревание окисленной палладиевой губки в токе газа-восстановителя и охлаждение восстановленного продукта в защитной газовой среде, согласно изобретению перед нагреванием палладиевую губку измельчают и в качестве газа-восстановителя при нагревании и защитной среды при охлаждении восстановленного продукта используют аммиачно-азотную газовую смесь, температуру на стадии восстановления поддерживают в пределах 200-500^oС, охлаждение восстановленного продукта в защитной среде ведут до достижения температуры 150-50^oС.

Измельчение исходной окисленной палладиевой губки облегчает получение требуемой крупности целевого восстановленного продукта, способствует более быстрому протеканию процесса восстановления.

Концентрация аммиака в используемой газовой смеси, достаточная для восстановления окисленной палладиевой губки и защиты восстановленного продукта от окисления на стадии охлаждения, обеспечивается путем продувки (барботирования) азота через растворы гидроксида аммония.

Возможность использования аммиачно-азотной смеси в качестве восстановителя палладия из его окисленной палладиевой губки установлена экспериментальным путем.

Как показали исследования процесса восстановления палладия из окисленной палладиевой губки, интенсивное взаимодействие аммиачно-азотной смеси с оксидами палладия наблюдается при 200^oС. При увеличении температуры в интервале от 200 до 500^oС скорость процесса восстановления несколько увеличивается, одновременно в полученном восстановленном продукте несколько снижается остаточное содержание газовых примесей (так называемых летучих примесей). Увеличение температуры восстановления выше 500^oС нежелательно, так как требуемая продолжительность обработки окисленной палладиевой губки восстановителем и остаточное содержание летучих примесей в восстановленном продукте при этом практически не уменьшаются, зато резко возрастают энергетические и материальные затраты как на восстановление, так и на охлаждение восстановленного металла.

Продукт, полученный восстановлением окисленной палладиевой губки аммиачно-азотной смесью, при контакте с воздухом вновь окисляется при температуре выше 150^oС, поэтому охлаждение необходимо вести в защитной атмосфере. Использование аммиачно-азотной смеси как защитной среды при охлаждении имеет ряд преимуществ по сравнению с использованием других газовых сред (большая безопасность при получении и использовании, большая стабильность остаточного содержания кислорода в охлажденном после восстановления продукте, относительно низкая стоимость и др.). Оптимальная температура, до которой охлаждение следует вести в атмосфере аммиачно-азотной среде, находится в диапазоне 150-50^oС. Прекращение подачи аммиачно-азотной смеси при температуре восстановленного продукта выше 150^oС приводило к получению в ряде опытов в целевом продукте повышенного содержания кислорода вследствие вторичного окисления восстановленного порошка. Продолжение подачи защитной газовой смеси после снижения температуры восстановленного порошка ниже 50^oС нецелесообразно, так как это не способствует дальнейшему снижению содержания кислорода в охлажденном порошке, но приводит к увеличению расхода реагентов.

Примеры осуществления процесса Восстановление проводили в трубчатой печи. Исходную окисленную палладиевую губку измельчили в порошок. Порошок окисленной палладиевой губки содержал по анализу 0,5% летучих примесей. Порошок окисленной палладиевой губки навесками по 10-30 г загружали в кварцевые лодочки и помещали в печь. Включали нагрев и в реакционную зону печи подавали аммиачно-азотную газовую смесь. При заданной температуре лодочку с загрузкой выдерживали в течение 30-60 мин, затем выключали нагрев и охлаждали восстановленный металл до 50-150^oС в токе аммиачно-азотной смеси, после чего его выгружали на воздух, измельчали и анализировали, в том числе на содержание летучих примесей. Результаты опытов сведены в таблице.

Как видно из таблицы, восстановление 10-30-граммовых навесок порошка окисленного палладия в токе аммиачно-азотной смеси с получением целевого продукта, соответствующего требованиям действующих стандартов по остаточному содержанию летучих примесей, в интервале температур 200-500^oС завершается в течение 30-60 мин.

Таким образом, предлагаемый способ восстановления палладия обеспечивает не только более безопасные условия ведения технологического процесса, но и возможность существенного уменьшения материальных и энергетических затрат.

Формула изобретения

Способ получения порошка палладия, включающий нагревание окисленной палладиевой губки в токе газа-восстановителя и охлаждение восстановленного продукта в защитной газовой среде, отличающийся тем, что перед нагреванием окисленную палладиевую губку измельчают и в качестве газа-восстановителя при нагревании и защитной среды при охлаждении восстановленного продукта используют аммиачно-азотную газовую смесь, температуру на стадии восстановления поддерживают в пределах 200-500^oС, охлаждение восстановленного продукта в защитной среде ведут до достижения температуры 150-50^oС.

РИСУНКИ

Рисунок 1