Способ получения аммонийно-натриевых нитритных солей родия с воспроизводством нитрита натрия

 

Изобретение относится к области цветной металлургии, в частности к металлургии благородных металлов. Изобретение позволяет в процессе получения аммонийно-натриевых нитритных солей родия на стадии обработки хлоридных растворов благородных металлов нитритом натрия воспроизводить более 50% нитрита натрия. Образующуюся газовую смесь, содержащую оксиды азота, обрабатывают гидроксидом натрия в 2-4 последовательно соединенных абсорберах. Перед обработкой гидроксидом натрия газовую смесь обрабатывают окислителем, например воздухом, кислородом, азотной кислотой, пероксидом водорода. 1 з.п.ф-лы.

Относится к области цветной металлургии, в частности металлургии благородных металлов.

В процессе переработки производственных растворов одной из операций аффинажа родия является его концентрирование в осадок аммонийно-натриевых нитритных солей.

Известен способ получения аммонийно-натриевых нитритных солей родия и иридия (1), по которому хлоридный раствор, содержащий металлы платиновой группы (МПГ) выпаривают с добавлением азотной кислоты, затем при перемешивании обрабатывают нитритом натрия (нитруют), прогревают, охлаждают и отделяют осадок примесей. Из полученного нитритного раствора МПГ добавкой хлорида аммония осаждают соль x{(NH₄)₂Na[Rh(NO₂)₆]}•Y{(NH₄)₂Na[Ir(NO₂)₆]}.

Способ принят за прототип.

Недостатком способа являются следующие моменты. Выделяющиеся в процессе обработки хлоридного раствора МПГ нитритом натрия оксиды азота безвозвратно теряются. Способ требует относительно высоких затрат на реактивы. Кроме того, его реализация оказывает вредное воздействие на экологию.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является утилизация оксидов азота с воспроизводством нитрита натрия.

Технический результат достигается тем, что в известном способе получения аммонийно-натриевых солей родия, включающем обработку хлоридного раствора благородных металлов (БМ) при нагревании нитритом натрия, прогревание нитритного раствора с образованием газовой смеси оксидов азота, охлаждение и отделение осадка примесей, осаждение из нитритного раствора аммонийно-натриевых нитритных солей родия обработкой хлоридом аммония, газовую смесь оксидов азота обрабатывают раствором щелочи для получения нитрита натрия, обработку проводят в 2-4 последовательно соединенных газоходами абсорберах, причем перед поступлением в каждый из абсорберов со щелочью газовую смесь оксидов азота обрабатывают окислителем.

Сущность способа заключается в следующем. При обработке хлоридных растворов благородных металлов нитритом натрия образуются оксиды азота. В результате проведенных исследований установлено, что в газовой смеси содержание NO преобладает над NO₂ (мольное соотношение около 3:1). При обработке такой газовой смеси раствором щелочи (NaOH) образуется раствор, содержащий нитрит натрия. Известно [2], что оксид азота (II) практически не взаимодействует со щелочью, а NO₂ реагирует как индивидуально: 3NO₂+Н₂O=2HNO₃+NO (1) 2NO₂+2NaOH=NaNO₃+NaNO₂+H₂O (2) так и в эквимолярной смеси с NO: NO+NO₂=N₂O₃ (3) N₂O₃+2NaOH=2NaNO₂+H₂O (4) N₂O₃+H₂O=2HNO₂ (5) 3HNO₂=HNO₃+2NO+H₂O (6) Для увеличения степени извлечения связанного азота с получением нитрита натрия предлагается газовую смесь перед поступлением в абсорберы обрабатывать окислителем, например воздухом. Абсорбцию оксидов азота следует проводить в 2-4 последовательно соединенных абсорберах для более полной абсорбции вторичного NO, образующегося по реакциям (1) и (6).

Использование более четырех абсорберов нецелесообразно, так как степень извлечения азота при этом практически не повышается но увеличиваются затраты на реактивы и оборудование.

Примеры осуществления процесса.

Пример 1
200 мл хлоридного раствора, содержащего, г/л: Rh 3,5; сумма МПГ 58,4; сумма неблагородных элементов (нб/элементов) 60,8. Раствор залили в реактор, последовательно соединенный газоходом с двумя абсорберами. В абсорберы залили по 100 мл раствора гидроксида натрия (пл. 1,30 г/м³). Раствор в реакторе нагрели до 70^oС и обработали концентрированным раствором нитрита натрия (560 г/л) до установления рН 4,0. Раствор нитрита натрия вводили равномерным потоком в течение часа. Расход составил 168 г NaNO₂ (34 г связанного азота). После прекращения ввода нитрита натрия раствор прогрели при температуре 90-95^oС в течение 2 часов, охладили и отфильтровали образовавшийся осадок. Из полученного раствора обработкой хлоридом аммония осадили аммонийно-натриевый гексанитрит родия.

Образующийся в процессе нитрования газ содержал NO, NO₂ и NOCl в мольном соотношении 3:1:1. Перед поступлением в абсорберы его смешивали с воздухом в соотношении NO: O₂=4:1. За время нитрования с отходящими газами в абсорберы поступило 23,8 г связанного азота. Раствор после абсорбции (объединенный из двух абсорберов) содержал 93,50 г нитрита натрия и 19,18 г нитрата натрия (суммарное содержание связанного азота 22,13 г), т.е. извлечение из газа в щелочной раствор (по азоту) составило 93%. При пропускании газа через четыре абсорбера с гидроксидом натрия извлечение оксидов азота составило 99,2%.

Пример 2
200 мл хлоридного раствора, содержащего, г/л: Rh 3,5; сумма МПГ 58,4; сумма нб/элементов 60,8. Раствор залили в реактор, последовательно соединенный газоходом с двумя абсорберами. В абсорберы залили по 100 мл раствора гидроксида натрия (пл. 1,30 г/м³). Раствор в реакторе нагрели до 70^oС и обработали концентрированным раствором нитрита натрия (560 г/л) до установления рН 4,0. Раствор нитрита натрия вводили равномерным потоком в течение часа. Расход составил 168 г NaNO₂ (34 г связанного азота). После прекращения ввода нитрита натрия раствор прогрели при температуре 90-95^oС в течение 2 часов, охладили и отфильтровали образовавшийся осадок. Из полученного раствора обработкой хлоридом аммония осадили аммонийно-натриевый гексанитрит родия.

Образующийся в процессе нитрования газ содержал NO, NO₂ и NOCl в мольном соотношении 3: 1: 1. Перед поступлением в абсорберы его смешивали с газообразным кислородом в соотношении NO:O₂=4:1. За время нитрования с отходящими газами в абсорберы поступило 23,8 г связанного азота. Раствор после абсорбции (объединенный из двух абсорберов) содержал 94,30 г нитрита натрия и 20,10 г нитрата натрия (суммарное содержание связанного азота 22,44 г), т.е. извлечение из газа в щелочной раствор (по азоту) составило 94,3%. При пропускании газа через четыре абсорбера с гидроксидом натрия извлечение оксидов азота составило 99,4%.

Пример 3
200 мл хлоридного раствора, содержащего, г/л: Rh 3,5; сумма МПГ 58,4; сумма нб/элементов 60,8. Раствор залили в реактор, последовательно соединенный газоходом с двумя абсорберами. В абсорберы залили по 100 мл раствора гидроксида натрия (пл. 1,30 г/м³). Раствор в реакторе нагрели до 70^oС и обработали концентрированным раствором нитрита натрия (560 г/л) до установления рН 4,0. Раствор нитрита натрия вводили равномерным потоком в течение часа. Расход составил 168 г NaNO₂ (34 г связанного азота). После прекращения ввода нитрита натрия раствор прогрели при температуре 90-95^oС в течение 2 часов, охладили и отфильтровали образовавшийся осадок. Из полученного раствора обработкой хлоридом аммония осадили аммонийно-натриевый гексанитрит родия.

Образующийся в процессе нитрования газ содержал NO, NO₂ и NOCl в мольном соотношении 3: 1: 1. Перед поступлением в абсорберы его смешивали с 30%-ным раствором пероксида водорода в соотношении NO:Н₂О₂=2:1. За время нитрования с отходящими газами в абсорберы поступило 23,8 г связанного азота. Раствор после абсорбции (объединенный из двух абсорберов) содержал 91,80 г нитрита натрия и 20,30 г нитрата натрия (суммарное содержание связанного азота 21,97 г), т. е. извлечение из газа в щелочной раствор (по азоту) составило 92,3%. При пропускании газа через четыре абсорбера с гидроксидом натрия извлечение оксидов азота составило 98,6%.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет в процессе получения аммонийно-натриевых нитритных солей родия на стадии обработки хлоридных растворов благородных металлов нитритом натрия воспроизводить и возвращать в производственный цикл более 55% дорогостоящего реагента - нитрита натрия.

Источники информации
1. Металлургия благородных металлов. /Под ред. Л.В.Черняева. Изд. 2. М.: Металлургия, 1987, с.411.

2. Н.С.Ахметов. Общая и неорганическая химия. М.: Высшая школа, 1981, с. 344-365.

Формула изобретения

1. Способ получения аммонийно-натриевых нитритных солей родия, включающий обработку хлоридного раствора благородных металлов при нагревании нитритом натрия, прогревание нитритного раствора с образованием газовой смеси оксидов азота, охлаждение и отделение осадка примесей, осаждение из нитритного раствора аммонийно-натриевых нитритных солей родия обработкой хлоридом аммония, отличающийся тем, что газовую смесь оксидов азота обрабатывают раствором щелочи для получения нитрита натрия, обработку проводят в 2-4 последовательно соединенных газоходами абсорберах, причем перед поступлением в каждый из абсорберов с щелочью газовую смесь оксидов азота обрабатывают окислителем.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве окислителя используют воздух, кислород или пероксид водорода.