Способ получения гидратированного оксида родия (iii)
Владельцы патента RU 2329314:
Открытое акционерное общество "Красноярский завод цветных металлов им. В.Н. Гулидова" (ОАО "Красцветмет") (RU)
Способ получения гидратированного оксида родия (III) относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ) и их соединений. Техническим результатом изобретения является получение из раствора хлоридной соли родия осадка Rh2О3·nH2О с низким содержанием примесей хлорид-ионов. Способ включает обработку щелочью хлоридного раствора родия до достижения ее концентрации в пульпе 1.0-2.0 моль/л, последующее прогревание пульпы при температуре 85±15°С и отделение осадка от маточного раствора. Отделение осадка ведут путем многократной распульповки осадка в разбавленной минеральной кислоте и последующей фильтрации. 2 табл.
Способ получения гидратированного оксида родия (III) (Rh2O3·nH2O) относится к химико-металлургическому производству металлов платиновой группы (МПГ) и их соединений.
Известен способ получения гидратированного оксида родия (III) [1] (гидрата окиси родия (III)), включающий прибавление небольшого количества щелочи к раствору RhCl3. Образующийся сначала розово-красный осадок постепенно переходит в желтый Rh2O3·5Н2O.
Недостатком способа является то, что в его описании не указаны расходы реагентов, методы отделения образовавшегося осадка от маточного раствора. Кроме того, способ предусматривает получение гидратированного оксида родия (III) только из раствора простого хлорида родия.
Известен способ получения гидратированного оксида родия (III) [2]. Он включает: обработку щелочью водного раствора Na3[RhCl6] или К3[RhCl6] без избытка щелочи, отстаивание осадка в течение 12 ч и последующую многократную его отмывку декантацией. Данный способ принят за прототип.
Недостатком способа является отсутствие описания параметром процесса получения соединения родия, большая длительность процесса отмывки декантацией. Как показали проведенные исследования, при осаждении гидратированного оксида родия без избытка щелочи достигнуть полного разрушения хлоридных комплексов родия не удается. В полученном после щелочной обработки осадке массовая доля хлорид-ионов по отношению к массовой доле родия достигает нескольких процентов даже после тщательной отмывки водой.
Техническим результатом, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, является устранение указанных недостатков.
Заданный технический результат достигается тем, что в известном способе получения гидратированного оксида родия (III), включающем обработку щелочью раствора хлоридной соли родия, отделение осадка и многократную отмывку осадка - обработку щелочью ведут до достижения ее концентрации в пульпе 1.0-2.0 моль/л и прогревают пульпу при температуре 70-100°С, а многократную отмывку осадка проводят путем многократной распульповки осадка в разбавленной минеральной кислоте с последующей фильтрацией.
Сущность способа заключается в следующем. Обработку щелочью раствора хлоридной соли родия проводят при определенном ее избытке (1.0-2.0) моль/л. Избыток щелочи вводится с целью достижения полноты разрушения хлоридных комплексов родия. При избытке щелочи менее 1.0 моль/л не достигается полнота разрушения хлоридных комплексов родия. Введение более 2 моль/л избыточной щелочи ведет к непроизводительному расходу реагентов и частичному растворению соединения родия. Прогревание пульпы после обработки щелочью проводят при температуре (85±15)°С. При температуре ниже 70°С снижается эффективность разрушения хлоридных комплексов родия. Применение температур более 100°С осложнено необходимостью повышения давления в реакционном аппарате. Многократную отмывку осадка проводят путем многократной распульповки осадка в разбавленной минеральной кислоте и последующей фильтрации. Маточный раствор содержит гидроксид натрия, который сорбируется на осадке Rh2O3·nH2O и при распульповке в воде достигнуть его отделения не удается. Если же для этой цели использовать разбавленную минеральную кислоту (например, H2SO4 или HNO3), то NaOH превращается в растворимые соли таких кислот и удаляется с промывным раствором при фильтрации.
ПРИМЕРЫ
Пример 1
Для получения гидратированного оксида родия (III) взяли 3 пробы раствора Na3[RhCl6], объемом 200 мл каждая. Концентрация родия в растворах составляла 0.3 моль/л. Пробы обработали раствором гидроксида натрия до заданного избытка щелочи, пульпу прогрели при температуре 90°С в течение часа и отфильтровали гидратированный оксид родия. Затем 20 г осадка от каждой пробы распульповали в 100 мл 0.1 м раствора серной кислоты, пульпу прогрели при температуре 90°С в течение 60 минут и отфильтровали. Операцию повторили 4 раза с заменой промывного раствора. Во всех промывных растворах после четвертой отмывки качественная реакция на Cl- (добавкой раствора нитрата серебра) дала отрицательный результат. Отмытый Rh2O3·nH2O растворили в серной кислоте и в полученном растворе определили массовую долю ионов натрия и хлора по отношению к родия (см. табл.1).
| Таблица 1 | |||
| № опыта | Концентрация NaOH в пульпе, моль/л | Массовая доля примесей в Rh2O3·nH2O по отношению к Rh, % | |
| Na+ | Cl- | ||
| 1 | 0.1 | 0.03 | 3.40 |
| 2 | 1.5 | 0.04 | 0.22 |
| 3 | 3.0 | 0.06 | 0.18 |
В опытах №2 и №3 массовая доля хлорид-ионов значительно меньше, чем в опыте №1. Такое качество гидратированного оксида родия (III), как правило, устраивает потребителей.
Пример 2
Для получения гидратированного оксида родия (III) взяли 2 пробы раствора Na3[RhCl6], объемом 200 мл каждая. Концентрация родия в растворах составляла 0.3 моль/л. Пробы обработали раствором гидроксида натрия до достижения концентрации щелочи в пульпе, равной 1.5 моль/л, пульпу выдержали определенное время при заданной температуре и отфильтровали гидратированный оксид родия. Затем 20 г осадка от каждой пробы распульповали в 100 мл 0.1 м раствора азотной кислоты, пульпу прогрели при температуре 90°С в течение 60 минут и отфильтровали. Операцию повторили 4 раза с заменой промывного раствора. Во всех промывных растворах после четвертой отмывки качественная реакция на Cl- (добавкой раствора нитрата серебра) дала отрицательный результат. Отмытый Rh2O3·nH2O растворили в азотной кислоте и в полученном растворе определили массовую долю ионов натрия и хлора по отношению к родия (см. табл.2).
| Таблица 2 | |||
| № опыта | Т, °С | Масс. доля примесей в Rh2O3·nH2O по отношению к Rh, % | |
| Na+ | Cl- | ||
| 1 | 80 | 0.04 | 0.25 |
| 2 | 30 | 0.07 | 3.3 |
Литература
1. И.А.Федоров. Родий. М.: Наука, 1966, с.49.
2. Г.Брауэр, Ф.Вайгель и др. Руководство по неорганическому синтезу. Т.5. Пер. с немецкого / под ред. Г.Брауэра. - М.: Мир, 1985. с.1841-1842.
Способ получения гидратированного оксида родия (III), включающий обработку щелочью раствора хлоридной соли родия, отделение осадка и многократную отмывку осадка, отличающийся тем, что обработку щелочью ведут до достижения ее концентрации в пульпе 1,0-2,0 моль/л и прогревают пульпу при температуре 70-100°С, а многократную отмывку осадка проводят путем многократной распульповки осадка в разбавленной минеральной кислоте с последующей фильтрацией.
