способ получения дихлорида палладия

Формула изобретения

1. Способ получения дихлорида палладия, включающий растворение палладия в смеси концентрированных соляной и азотной кислот, выпаривание полученного раствора, кристаллизацию и сушку полученного осадка, отличающийся тем, что растворение ведут при объемном соотношении соляной и азотной кислот, равном (7,5-12):1, причем палладий и азотную кислоту подают в соляную кислоту частями при массовом соотношении палладия и азотной кислоты, равном (1-2,5):1, выпаривание, кристаллизацию и сушку проводят при 85-95°С с использованием инфракрасного излучения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что после сушки осадка проводят его измельчение до 150-300 мкм с помощью дискового истирателя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к химии платиновых металлов и может быть использовано для получения дихлорида палладия.

Дихлорид палладия используется в качестве исходного продукта при получении других соединений палладия и создания электролитов.

Он может быть получен при нагревании порошкообразного металлического палладия в атмосфере хлора при 500°С (Синтез комплексных соединений металлов платиновой группы. Справочник под ред. И.И.Черняева. - Москва: Наука, 1964, с.171).

Однако этот способ сложен в аппаратурном оформлении, требует использования высоких температур и газообразного хлора.

Существует другой способ получения дихлорида палладия. Металлический палладий обливают концентрированной соляной кислотой и пропускают ток хлора. Палладий постепенно растворяется и раствор приобретает темно-красную окраску. Раствор выпаривают на водяной бане досуха и высушивают осадок при 200°С до постоянного веса (Синтез комплексных соединений металлов платиновой группы. Справочник под ред. И.И.Черняева. - Москва: Наука, 1964, с.171).

Известен также способ получения дихлорида палладия реакцией металлического палладия с хлором в среде безводной карбоксильной кислоты, например уксусной, при 10-100°С (US 3294484, НКИ 23-87, 27.12.1966).

Недостатком этих способов является необходимость использования газообразного хлора, что предъявляет особые требования к безопасности процесса.

Наиболее близким к предложенному является способ получения дихлорида палладия, включающий промывку палладия соляной кислотой, растворение его в смеси концентрированных соляной и азотной кислот (царской водке) при перемешивании и нагревании на водяной бане до прекращения растворения. Раствор сливают и выпаривают на водяной бане досуха для отгонки оксидов азота. При начале кристаллизации добавляют соляную кислоту и, непрерывно перемешивая, высушивают на водяной бане (Ю.В.Карякин, И.И.Ангелов. Чистые химические реактивы. - Москва: Госхимиздат, 1955, с.444).

Недостатками данного способа являются невысокая скорость растворения палладия, выделение большого количества вредных выбросов оксидов азота при выпаривании раствора, потери палладия с выделяющимися оксидами азота. Процесс длителен и неэкономичен.

Задачей изобретения является создание такого способа получения дихлорида палладия, результатом которого было бы устранение указанных недостатков: увеличение скорости растворения, сокращение выбросов оксидов азота, сокращение потерь палладия, длительности процесса, повышение его экономичности.

Для этого в способе получения дихлорида палладия путем растворения палладия в смеси концентрированных соляной и азотной кислот, выпаривания полученного раствора кристаллизации и сушки полученного осадка, растворение ведут при объемном соотношении соляной и азотной кислот, равном (7,5-12):1, причем палладий и азотную кислоту подают в соляную кислоту частями при массовом соотношении палладия и азотной кислоты, равном (1-2,5):1, выпаривание, кристаллизацию и сушку проводят при 85-95°С с использованием инфракрасного излучения.

Кроме того, после сушки осадка проводят его измельчение до 150-300 мкм с помощью дискового истирателя.

Сущность способа заключается в том, что при подаче палладия и азотной кислоты частями, а не всей требуемой для растворения порцией, палладий находится в растворе в виде взвеси. Количество подаваемой азотной кислоты при этом может быть уменьшено по сравнению с известным способом, т.к. реакционная поверхность палладия увеличивается.

При этом увеличивается скорость растворения палладия.

При массовом соотношении палладия и азотной кислоты менее 1:1 и объемном соотношение соляной и азотной кислот меньше 7,5:1, количество кислоты превышает необходимое для реакции с палладием, и возрастают выбросы оксидов азота, а с ними и потери палладия.

При массовом соотношении палладия и азотной кислоты более 2:1 и объемном соотношение соляной и азотной кислот выше 12:1 количество кислоты недостаточно для реакции.

Проведение процесса выпаривания, кристаллизации и сушки при 85-95°С с использованием инфракрасного излучения позволяет избежать излишних потерь палладия и сократить выбросы оксидов азота.

Повышение температуры выше 95°С приводит к спеканию и разложению хлорида палладия. При температуре ниже 85°С мала скорость сушки.

Проведение процесса с использованием инфракрасного излучения снижает затраты энергии на осуществление процесса, повышает его экономичность и позволяет избежать излишних потерь палладия с оксидами азота.

Измельчение полученного хлорида палладия с помощью дискового истирателя приводит к получению тонкого порошка размером 150-300 мкм.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1.

В реактор с мешалкой заливают 30 л соляной кислоты плотностью 1,19 г/см³. Затем включают мешалку и обогрев до 80°С и добавляют первую часть палладия в количестве 200 г и азотную кислоту 100 мл плотностью 1,34 г/см³ . Массовое соотношение палладия и азотной кислоты составляет 1,49:1. После растворения этой части палладия добавляют новую часть палладия и азотной кислоты, аналогичную первой.

Процесс ведут до тех пор, пока не растворят 8 кг палладия и не израсходуют 4 л азотной кислоты. Объемное соотношение соляной и азотной кислот составляет 7,5:1.

Полученный раствор слоем не более 4 см ² заливают в титановые поддоны с покрытием из фторопласта, выпаривают до выпадения кристаллов хлорида палладия и сушат при 85°С. Выпаривание, кристаллизацию и сушку осуществляют, используя в качестве источника тепла, каскадом ламп инфракрасного излучения. Полученные кристаллы дихлорида палладия измельчают в дисковом истирателе до 150-200 мкм. Получают кристаллы дихлорида палладия. Общее время проведения процесса 11,5 ч, суммарные потери палладия 0,2%.

Пример 2.

В реактор с мешалкой заливают 30 л соляной кислоты плотностью 1,19 г/см³. Затем включают мешалку и обогрев до 85°С и добавляют первую часть палладия в количестве 200 г и азотную кислоту 75 мл плотностью 1,34 г/см³. Массовое соотношение палладия и азотной кислоты составляет 2:1. После растворения этой части палладия добавляют новую часть палладия и азотной кислоты, аналогичную первой.

Процесс ведут до тех пор, пока не растворят 6 кг палладия и не израсходуют 3,0 л азотной кислоты. Объемное соотношение соляной и азотной кислот составляет 10:1.

Полученный раствор выпаривают, кристаллизуют и сушат при 95°С в течение 2,0 ч с использованием инфракрасного излучения.

Получают кристаллы дихлорида палладия.

Кристаллы измельчают в дисковом истирателе до 150-250 мкм.

Время проведения процесса 10 ч. Суммарные потери палладия 0,17%.

Пример 3.

В реактор с мешалкой заливают 35 л соляной кислоты плотностью 1,19 г/см³ . Затем включают мешалку и обогрев до 80°С и добавляют первую часть палладия в количестве 200 г и азотную кислоту 150 мл плотностью 1,34 г/см³. Массовое соотношение палладия и азотной кислоты составляет 1:1. После растворения этой части палладия добавляют новую часть палладия и азотной кислоты, аналогичную первой.

Процесс ведут до тех пор, пока не растворят 8 кг палладия и не израсходуют 3,5 л азотной кислоты. Объемное соотношение соляной и азотной кислот составляет 10:1.

Полученный раствор выпаривают, кристаллизуют и сушат при 90°С в течение 1,5 ч с использованием инфракрасного излучения.

Получают кристаллы дихлорида палладия.

Время проведения процесса 11,0 ч. Суммарные потери палладия 0,16%.