铂铑回收分离提纯工艺研究

摘要：在铂铑金属分离中，最经典的方法是水解沉淀法。由于铂、铑的化学性质非常接近，在水解沉淀过程中部分二价铂会产生沉淀，很难使铂铑分离彻底，而且工艺冗长，金属直收率低。采用水解沉淀与阴离子树脂交换相结合的方法分离铂铑，铂的吸附率达96．1％；铑的收率迭98．5％。

关键词：贵金属；铂铑；分离提纯

本研究采用水解沉淀与阴离子树脂交换相结合的方法．在溶液中加入NaOH使铑与大部分铂分离，再用盐酸溶解沉淀，然后进行交换，使溶解液中的铂吸附在树脂上，铑留在交换尾液中。选用R410树脂具有性能稳定，抗氧化性能强，使用寿命长等优点。由于R410的碱性介于二甲胺弱碱性树脂和三甲胺强碱性树脂之间。碱性适中。因此，吸附条件和淋洗条件都比较宽，吸附率和淋洗率都很高。R410树脂已应用于从含铂废催化剂中回收铂、阳极泥浸出液中回收金的生产实践中。在1～3moL盐酸介质中，PtCL6^2-在R410上的分配系数为600，PdCL4^-在R410上的分配系数为200，而Fe、Al、Pb、Zn、Ni、Cu、Co等大多数金属离子的分配系数仅为0~3。常温下。树脂对Pt的吸附能力为：穿透容量为90mg／g干树脂；饱和容量为150mg干树脂(约3mL湿树脂为1g干树脂)。

1工艺流程

将铂铑合金用王水溶解并转为稳定的配阴离子PtCL6^2-和RhCL6^3-，利用铑(Ⅲ)可转化为较稳定的水合阳离子Rh(OH3)6^3+的性质，用NaOH中和铑的氯化物溶液(红色)至铑的黄色氢氧化物沉淀完全。再用稀盐酸溶解并调节溶液至微酸性，此时的铑被转化为水合阳离子。含少量铂的氢氧化铑沉淀经酸化后，其中铑转变为铑(Ⅲ)水合阳离子，而铂仍为配阴离子。再用R410树脂进行交换，铂被树脂吸附，而铑留在溶液中。工艺流程如图1所示。

2工艺实验研究

2．1仪器和试剂

WFX一1E3原子吸收分光光度计：直径30x410mm有机玻璃柱2根；直径50x800mm有机玻璃柱二根；调速多用振荡器1台。

R410树指：乳白色不透明球体，粒度0．6—1．0mm，使用前先用水浸泡24h，搅拌除去上层的悬浮颗粒。再用5％NaOH的溶液浸泡树脂4h。然后用水洗涤至中性，再用2mol／L的盐酸浸泡树脂4h，用水洗涤至中性，备用。

铂铑溶液：Pt—Rh3合金片用王水溶解赶硝后加入氯化钠。使铂、铑转为钠盐，作为实验原液。

2．2实验方法

2．2．1静态法

将100mL(约33克干树脂)处理过的R410树脂与230mL铑溶液放人锥形瓶中，置于振荡器上振荡lh，用原子吸收法测定交换后溶液的铂铑含量。并计算铑的吸附率。为保持交换液中的铂呈高价络阴离子状态，水解前加入氧化剂，氢氧化铑酸溶后也加入氧化剂。交换温度：室温。静态吸附率E的计算公式如下：

2．2．2动态法

取处理过的R410树脂装入直径50~800mm有机玻璃柱中。含铂铑液以设定的流速流人树脂，取流出液用原子吸收法测定铂铑浓度。并计算铂铑的吸附率。

2．2．3洗脱

采用动态的方法，用8％的NaOH溶液来洗脱树脂上的铂铑。

3结果和讨论

3．1静态法

3．1．1放置时间对铑吸附率的影响

将铂铑溶液700mL(含Pt10．0克；Rh1．0克)放人3L烧杯中，加入6ml H2O2，加热煮沸30min，加入10％NaOH调pH为8~9，生成Rh(OH)3，沉淀，冷却1h过滤。Rh(OH)3用2mol／L盐酸溶解(此时溶液颜色呈稻草黄色)，加入6mL H2O2，放置1h。溶液含Pt 150mg／L，Rh 2225mg／L。在6～48h时间内在不同的时间段取230mL溶液与l00mL树脂放入锥形瓶中于振荡器上振荡1h，测定不同陈放时间对Rh的吸附率影响。实验结果如图2所示。

图2表明．溶液放置6～48h，R410树脂对Rh(OH)3的吸附率不变，铑的吸附率均在20％左右，铂的吸附率均在25％左右。溶液放置31h后，溶液颜色由稻草黄变为浅红色。此时虽然溶液颜色发生变化。但吸附率未变。

3．1．2铑离子浓度对吸附率的影响

实验方法如3．1．1，变更溶液中铑的离子浓度为：Rh 2225mg／L(Pt 1500mg／L)；Rh 4075mg／L(Pt 1562mg／L)；Rh 8100mg／L(Pt 2025mg／L)。实验结果如表1所示。

表1说明．溶液中铑离子浓度的增加对吸附率没有影响。

3．1．3不同的氧化剂对吸附率的影响

实验方法如3．1．1，变更氧化剂为氯酸钠、高氯酸和氯气。实验结果如表2所示。

实验结果表明：溶液放置的时间、添加不同的氧化剂、提高铑的离子浓度对树脂吸附率没有影响。实验中发现，树脂上的铑可被1moL稀盐酸泡浸泡下来，表明溶液中的铑离子并没有同树脂上的交换基团起反应，而是被浸渍在树脂上。

3．2动态法

取428．4g Pt—Rh3合金，用王水溶解、赶硝后，用10％NaOH调溶液pH为7~7．5(为使氢氧化铑沉淀中含有足够量的铂离子，采用二次水解沉淀)。含铂液加入固体氯化铵沉铂。氢氧化铑沉淀用盐酸溶解，溶解液通入氯气1h，氯气流速0．5mL／min。然后将溶解液在电炉上加热至沸40min，赶尽溶液中多余氯气。溶解液含铂3820mg／L；含铑7980mg／L，取l560mL溶解液进行交换，交换柱内装有树脂800mL。交换速度11mL／min。交换完毕用2moL／L稀酸反复浸泡冲洗数遍，分析交换尾液、洗液中铂、铑含量，并做铂铑物料平衡分析。实验结果见表3。

动态实验结果表明，在强氧化剂氯气作用的条件下，RhCL6^3-溶液通过交换树脂时，87％的RhCL6^3-离子随交换液流出，通过洗涤，99．59％的铑进入溶液。

4结 论

(1)在0～3moL／L的盐酸休系下，树脂对Rh(OH3)6^3+或者RhCL6^3-吸附率几乎等于零。影响铂铑分离的主要因素是该体系下交换液中铂离子的络合价态。

(2)用离子交换法分离铂铑，经一次交换，溶液中的Pt、Rh比例由交换前的47．9％降为4．3％，铂的吸附率达96．1％，而树脂上浸渍的铑为8．45％。

(3)交换后的氯化铑溶液中百分之几的铂可用TBP溶剂萃取，经五级萃取，即可得到99．95％的纯铑粉。铑的收率为98．5％。

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