способ получения нитрата палладия

Формула изобретения

1. Способ получения нитрата палладия, включающий активацию палладия и растворение его в азотной кислоте в присутствии хлор-ионов, отличающийся тем, что активацию проводят перед растворением раствором гидроксиламина соляно-кислого с концентрацией 5-15 г/л при соотношении палладия к раствору гидроксиламина соляно-кислого, равном 1:(2-3), и затем осуществляют промывку активированного палладия водой.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что промывку осуществляют декантацией при массовом соотношении палладия и воды, равном 1:2.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области получения соединений платиновых металлов, в частности нитрата палладия.

Раствор нитрата палладия является исходным для получения многих других соединений палладия, а также основным компонентом для производства автомобильных катализаторов, катализаторов нефтехимического синтеза, катализаторов для производства азотной кислоты.

В большинстве случаев для получения раствора нитрата палладия используют растворение палладия в азотной кислоте.

Так для получения раствора нитрата палладия порошок палладия растворяют в азотной кислоте при умеренной температуре (см. Масленицкий И.Н., Чугаев Л.В. Металлургия благородных металлов. - М.: Металлургия, 1972, с.374).

Однако скорость растворения палладия невысока и растворить его полностью не удается т.к. он покрыт окисной пленкой.

Для быстрого растворения палладия и получения раствора нитрата палладия предложено гранулы металлического палладия, 60%-ную азотную кислоту, 0,003-0,03 вес. ч. 35%-ной соляной кислоты и инертный газ - азот поместить в герметичный контейнер и нагреть до 82-98°С под давлением 0,5-10 кг/см². Получается чистый раствор нитрата палладия (см. JP 8-143317, C 01 G 55/00, опублик. 04.06.1996).

Недостатком способа является то, что он требует сложной аппаратуры.

Наиболее близким к предложенному является способ получения нитрата палладия путем растворения палладия в азотной кислоте в присутствии хлор-ионов в количестве 0,01-0,2 мас.% по отношению к палладию в растворе. Хлор-ионы вводят в виде соляной кислоты как перед началом растворения (в раствор азотной кислоты), так и в процессе растворения. Их введение позволяет разрушить оксидную пленку палладия PdO, находящуюся на поверхности металла, т.е. активировать палладий. Растворение палладия ведут вначале при температуре окружающей среды в течение 30-90 мин, а затем при 60-65°С в течение 60-270 мин (см. RU 2140877, C 01 G 55/00, 10.11.1999).

Как следует из уровня техники, введение хлор-иона ускоряет процесс растворения палладия в азотной кислоте.

Однако при введении хлор-иона перед началом растворения в раствор азотной кислоты или в процессе растворения приводит к тому, что хлор-ион адсорбируется только на внешней поверхности палладия, контактирующей с кислотой.

Вследствие этого недостатком процесса является его длительность.

Кроме того, получаемый раствор нитрата палладия загрязнен хлор-ионом и требует дополнительной обработки для его удаления.

Задачей изобретения является создание способа получения нитрата палладия, позволяющего в результате ускорить процесс растворения палладия, получать нитрат палладия с минимальным содержанием хлор-ионов.

Для этого в способе получения нитрата палладия, включающем активацию палладия и растворение его в азотной кислоте в присутствии хлор-ионов, активацию проводят перед растворением раствором гидроксиламина солянокислого с концентрацией 5-15 г/л при соотношении палладия к раствору гидроксиламина солянокислого равном 1:2-3 и затем осуществляют промывку активированного палладия водой.

Способ также отличается тем, что промывку осуществляют декантацией при соотношении палладия и воды равном 1:2.

Сущность способа заключается в том, что при обработке палладия перед растворением раствором гидроксиламина солянокислого NH ₂OH·HCl осуществляется активация палладия. Активация происходит при восстановлении оксидных пленок палладия, находящихся на поверхности металла за счет реакции оксидов палладия с восстановителем - гидроксиламином. Одновременно в раствор переходят хлор-ионы, входящие в состав гидроксиламина солянокислого в виде соляной кислоты.

Эти хлор-ионы адсорбируются по всей глубине палладия. Снижение концентрации гидроксиламина солянокислого ниже 5 г/л и соотношение палладия к раствору гидроксиламина солянокислого менее 1:2 не позволяет полностью удалить оксидные пленки, а увеличение концентрации свыше 15 г/л и соотношения палладия к раствору гидроксиламина солянокислого более 1:3 приводит к нерациональным затратам реагентов, переизбытку хлор-ионов и последующему загрязнению нитрата палладия хлор-ионами.

При промывке активированного палладия водой удаляется гидроксиламин и избыток хлор-ионов. В этом случае последующее растворение палладия в азотной кислоте происходит в оптимальных условиях: нет оксидных пленок и количество хлор-ионов, адсорбированных на поверхности палладия, достаточно для ускорения процесса растворения.

Целесообразно проводить промывку декантацией при соотношении палладия и воды равном 1:2.

В таком случае количество оставшихся хлор-ионов, адсорбированных палладием, будет оптимальным.

Способ осуществляют следующим образом.

Пример 1. 100 г порошка палладия заливают 200 мл раствора гидроксиламина солянокислого с концентрацией 5 г/л и перемешивают в течение 30 мин при нагревании до 50°С. Затем раствор гидроксиламина солянокислого сливают. Он может быть повторно использован в процессе после корректировки концентрации. Обработанный порошок палладия заливают водой в количестве 200 мл (соотношение палладия и воды равно 1:2). Перемешивают и декантируют воду. В промытый порошок вводят 400 мл азотной кислоты. Нагревают смесь до 70°С и проводят растворение палладия при перемешивании. Получают нитрат палладия концентрацией 195 г/л, количество хлор-иона в растворе менее 0,1 мг/л, время растворения 45 мин.

Пример 2. 100 г порошка палладия заливают 300 мл раствора гидроксиламина солянокислого с концентрацией 15 г/л и перемешивают в течение 20 мин при нагревании до 50°С. Затем раствор гидроксиламина солянокислого сливают. Он может быть повторно использован в процессе. Обработанный порошок палладия заливают водой в количестве 200 мл (соотношение палладия и воды равно 1:2). Перемешивают и декантируют воду. В промытый порошок вводят 350 мл азотной кислоты и проводят растворение палладия. Получают нитрат палладия концентрацией 210 г/л, количество хлор-иона в растворе менее 0,1 мг/л, время растворения 50 мин.

Как следует из приведенных примеров, способ позволяет ускорить процесс растворения, получать чистый нитрат палладия с минимальным содержанием хлор-иона.

Кроме того, в способе исключается выделение вредных выбросов, которые происходят при добавлении соляной кислоты в раствор азотной кислоты при растворении палладия по известным способам.