способ переработки сплава металлов платиновой группы

Формула изобретения

Способ переработки сплава металлов платиновой группы путем растворения в кислотной среде с добавлением перекиси водорода, отличающийся тем, что исходный материал берут в виде брикетированного скрапа, в качестве кислотной среды используют концентрированную соляную кислоту и дополнительно воздействуют переменным током плотностью 3 - 35 А/дм², подводя его к электродам, в качестве которых используют подлежащие растворению брикеты скрапа, а воздействие перекисью водорода и током осуществляют одновременно в течение всего процесса растворения, причем начальная концентрация перекиси водорода составляет 1-2 г/л при общем расходе 0,035-0,07 г/(Ач).

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к металлургии благородных металлов, в частности к электрохимическим способам переработки сплавов металлов платиновой группы (МПГ), преимущественно бинарных, таких как платина-родий, платина-иридий.

Известен способ электрохимического растворения порошкообразных металлов платиновой группы (МПГ), основанный на растворении порошкообразных МПГ в концентрированной соляной кислоте при наложении переменного тока силой 2,5 А на 2 см² видимой поверхности порошка (А.Д. Стыркас, О.П. Ефимов. Электрохимическое растворение порошкообразных металлов платиновой группы. Журнал прикладной химии. Т. XLIII, с. 177, 1970 г.). Оптимальная температура осуществления способа составляет 90-100^oC. Выход продуктов в этих условиях за 6 часов работы 0,8-1,0 г для RhCl₃3H₂.

Способ предназначен исключительно для растворения металлов с хорошо развитой поверхностью, в частности в виде порошков, и не может быть использован при переработке сплавов МПГ вследствие его низкой эффективности, обусловленной, в том числе, отсутствием в процессе окислительного агента, способствующего ускорению растворения МПГ в соляной кислоте. Кроме того, способ реализуется при высоких температурах раствора и требует предварительной подготовки исходного материала в виде порошка.

Общим для известного и заявляемого способов является наличие в процессе операции растворения исходного материала в концентрированной соляной кислоте при воздействии переменным током.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является способ переработки благородных металлов и их сплавов, преимущественно содержащих родий, включающий измельчение исходного материала путем электроэрозионного диспергирования и последующего его растворения в царской водке. Растворение исходного материала проводят раствором царской водки при температуре 100-105^oC в течение 1 часа, а затем раствором царской водки с добавлением 0,2-3,0 мас.% перекиси водорода до окончания выделения окислов азота (Пат. РФ N 2092598, МПК6, C 22 B 11/00, опубл. 10.10.97 г.).

Известный способ требует проведения предварительной подготовки исходного материала к растворению - трудоемкой и энергоемкой операции электроэрозионного диспергирования и реализуется в условиях высоких температур. Кроме того, в процессе осуществления способа в зоне обслуживания аппарата выделяется значительное количество окислов азота, требующее соответствующей очистки от них и наличия непрерывно действующей вытяжной вентиляции.

Изобретение направлено на повышение эффективности способа, его упрощение и улучшение экологии процесса растворения.

Это достигается тем, что исходный материал - сплав МПГ берут в виде брикетированного скрапа, растворяют его в концентрированной соляной кислоте, в которую добавляют перекись водорода, и дополнительно на сплав воздействуют переменным током плотностью 3-35 А/дм², подводя его к электродам, в качестве которых используют подлежащие растворению брикеты скрапа. Воздействие перекисью водорода и переменным током осуществляют одновременно в течение всего процесса растворения, причем начальная концентрация перекиси водорода составляет 1-2 г/л при общем расходе 0,035-0,07 г/(Aч).

Способ реализуется следующим образом.

Скрап МПГ в виде двух брикетов проволочных отходов сплава ПлРд7, имеющих токоподводящие контакты и геометрические поверхности площадью 10,8 см², загружают в электролизер, заполненный концентрированной соляной кислотой (12 м/л), нагретой до 50^oC. Затем в кислоту вводят окислительный агент - перекись водорода в количестве 1-2 г/л, а к токоподводящим контактам брикетов подают переменный ток плотностью 10-12 А/дм². Напряжение на электролизере составляет 1,65-1,8 В.

В процессе растворения под воздействием окислительного агента - перекиси водорода и переменного тока заявленной плотности структура сплава разрушается и металлы из сплава переходят в раствор. Перекись водорода, разлагающаяся в процессе электролиза, периодически дополнительно вводится в процесс со скоростью 0,035-0,07 г/(Ач). В этих условиях скорость растворения сплава ПлРд7 составляет 56,7 г/(м²ч).

Когда концентрация МПГ в растворе достигает значения 100-120 г/л, раствор выводится из электролизера для последующей переработки, например химического последовательного восстановления каждого из компонентов сплава из раствора с целью получения чистых МПГ. В электролизер с остатками непереработанного скрапа заливают концентрированную соляную кислоту (12 м/л), вводят перекись водорода из указанного выше расчета и подают переменный ток. Цикл повторяется.

Благодаря совокупности заявленных признаков стало возможным достаточно эффективно и без специальной предварительной подготовки растворять сплавы МПГ для дальнейшего выделения из них чистых металлов.

Осуществление способа в заявленном диапазоне плотностей тока, в зависимости от сплава МПГ позволяет исключить образование газообразного хлора в процессе растворения сплава и таким образом улучшить экологические показатели способа. Выделение газообразных кислорода и водорода, сопутствующее электрохимическому процессу, не влияют на атмосферу в зоне работы электролизера, поскольку легко удаляются естественной вентиляцией воздуха.